水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)受彎構(gòu)件作業(yè)參考答案2010

1、第 1 頁(yè) 僅供 2010 級(jí)水利水電專業(yè)同學(xué)參考 P29- - - - 1解： 按照構(gòu)造要求簡(jiǎn)支梁截面尺寸應(yīng)滿足 mmmmlh5007506000 12 1 8 1 12 1 8 1 0 = = =，取mmh500= mmhb168250500 3 1 2 1 3 1 2 1 = = =，取mmb200= 簡(jiǎn)支梁跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值： ()()mkNlqgM kk .45.6365 . 620 . 1 605. 1 8 1 20 . 1 05 . 1 8 1 22 0 =+=+= 二類環(huán)境條件，查教材附錄 4 表 1 得混凝土保護(hù)層最小厚度mmc35=，估計(jì)鋼筋直徑 mmd20=，排成一層，所

2、以取mmdca452/=+= 截面有效高度mmahh45545500 0 = 查得 3 級(jí)水工建筑物 （結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為 II 級(jí)） 基本組合時(shí)承載力安全 系數(shù)20. 1=K 155 . 0 455200 9 . 11 1045.6320 . 1 2 6 2 0 = = bhf KM c s s 211=468 . 0 85 . 0 169 . 0 155 . 0 211= = bh As ，滿足要求。 第 2 頁(yè) 僅供 2010 級(jí)水利水電專業(yè)同學(xué)參考 P29- - - - 2解：mma40=，K=1.20，M=120kN- m 情 況 b h 混凝土 等級(jí) 鋼筋級(jí)別 2 0 bhf KM c

3、 s = s 211= s A數(shù)量 y c s f bhf A 0 = 配筋面積 比值 1 200 500 C25 HRB335 0.286 0.346 1263 1 2 200 500 C25 HRB400 0.286 0.346 1052 0.833 3 200 500 C30 HRB335 0.238 0.276 1210 0.958 4 200 500 C30 HRB400 0.238 0.276 1009 0.799 5 200 600 C25 HRB335 0.193 0.216 960 0.760 6 250 500 C25 HRB335 0.229 0. 264 1204 0.

4、953 從上表可得出情況 1 和 2 比較，鋼筋由 HRB335 級(jí)提高到 HRB400， y f值提高 20%(%20 300 300360 = )，配筋面積減少 16.7%；情況 1 和情況 3 比較，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)由 C25 提高到 C30， c f值提高 20%(%20 9 . 11 9 . 11 3 . 14 = )，配筋面積僅減少 4.2%；情況 1 和情況 5 比較， 截面高度由 500 加大到 600， 構(gòu)件截面面積增大了 20%(%20 200500 200500200600 = )， 配筋面積減少了 24%；情況 1 和情況 6 比較，截面寬度由 200 加大到 250，

5、構(gòu)件截面面積增大 了 25%，配筋面積僅減少了 4.7%。 可見(jiàn)：當(dāng)考慮采用提高材料強(qiáng)度的方法來(lái)提高鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力時(shí)，提高鋼筋級(jí) 別比提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)的效果顯著。(對(duì)適筋梁混凝土強(qiáng)度對(duì)正截面受彎承載力的影響并不敏 感。 )當(dāng)考慮采用加大構(gòu)件截面尺寸的方法來(lái)提高鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力時(shí)， 提高截面 高度比提高截面寬度的效果顯著。 P303. 解： 1 級(jí)水工建筑物在荷載基本組合下承載力安全系數(shù)35. 1=K (1) 跨中截面配筋計(jì)算 環(huán)境類別為一類，布置雙排鋼筋，取mma65=， 截面有效高度mmahh68565750 0 = 318 . 0 685300 9 . 11

6、 1087.39435 . 1 2 6 2 0 = = bhf KM c s s 211=440 . 0 85 . 0 397 . 0 318 . 0 211= = bh As ，滿足要求。 (2) 支座截面配筋計(jì)算 環(huán)境類別為一類，布置單排鋼筋，取mma40=， 截面有效高度mmahh71040750 0 = 182 . 0 710300 9 . 11 1017.24235 . 1 2 6 2 0 = = bhf KM c s s 211=440 . 0 85 . 0 203 . 0 182 . 0 211= = bh As ，滿足要求。 P3211. 矩形截面梁mmmmhb400200=，

7、縱向受力鋼筋為 3 根直徑 22mm 的鋼筋。 已知混凝土用 C25，采用 HRB335 級(jí)鋼筋，該梁為 3 級(jí)水工建筑物，試求使用時(shí)實(shí)際能承受的彎 矩值 M 為多少？鋼筋如用 HRB400 級(jí)， 混凝土仍為 C25， 試問(wèn)該梁使用時(shí)實(shí)際能承受多大的彎矩？ （單層受拉鋼筋，a=50 ） 解：截面有效高度mmahh35050400 0 = 混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度468 . 0 85 . 0 410 . 0 350200 9 . 11 3001140 0 = = b c ys bhf fA 屬于超筋破壞。 ()()343 . 0 440 . 0 5 . 01440 . 0 425 . 0 185 .

8、 0 = bb S sb mkNbhfM c S sbu .1003502009 .11343. 0 22 0 = mkN K M M u . 3 . 83 2 . 1 100 = P3313. 一矩形截面簡(jiǎn)支梁（二類環(huán)境條件） ，截面尺寸限制為 250 500 ，跨中截面 承載受彎彎矩設(shè)計(jì)值 M228kN.m，采用 C25 級(jí)混凝土（混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜提高）及 HRB335 級(jí) 鋼筋。試配筋鋼筋（單層受壓鋼筋， a =45 ；雙層受拉鋼筋，a=70 ） ，繪出截面配筋圖。 解：?jiǎn)螌邮軌轰摻睿?a =45 ；雙層受拉鋼筋，a=70 ，故mmahh43070500 0 = 截面抵抗矩系數(shù)358

9、. 0 497 . 0 430250 9 . 11 1022820 . 1 2 6 2 0 = = S sb c s bhf KM 即 b 85 . 0 ，應(yīng)按雙筋截面設(shè)計(jì)。 計(jì)算受壓鋼筋 )( 0 2 0 ahf bhfKM A y S sbc s = 2 26 664 )45430(300 430250358 . 0 9 . 11102282 . 1 mm= 選用 218+116 ( 2 710201509mmAs=+=) 當(dāng)實(shí)際選配的鋼筋數(shù)量比計(jì)算值大比較多時(shí)，應(yīng)按 s A已知 的情形求 s A的數(shù)量，此時(shí)計(jì)算受拉鋼筋 y sybc s f Afbhf A 0 85 . 0 + = 2

10、5 .2659 300 664300430250550. 09 .1185. 0 mm= + 受拉鋼筋選用 425222 （ 2 27247601964mmAs=+=）或者受拉鋼筋選用 3 25322（ 2 261311401473mmAs=+=） 第 5 頁(yè) 僅供 2010 級(jí)水利水電專業(yè)同學(xué)參考 P3314. 由于構(gòu)造原因，在上題中截面已配有受壓鋼筋 320( 2 942mmAs=)，試求受拉 鋼筋截面面積，并與上題比較鋼筋總用量() ss A +A。 解： (1)計(jì)算 s 2 0 0 )( bhf ahAfKM c sy s =300 . 0 430250 9 . 11 )45430(9

11、42300102282 . 1 2 6 = （2）計(jì)算及x： s 211=368 . 0 300 . 0 211=468 . 0 85. 0= b 0 hx=0.368430158mmmma904522 = （3）計(jì)算受拉鋼筋截面面積 y syc s f Afbhf A 0 + = 2 2509 300 942300430250368. 09 .11 mm= + 受拉鋼筋選用 325322 （ 2 261311401473mmAs=+=） 或選用 820（ 2 2513mmAs=） P3315. 若 13 題中受壓鋼筋為 325，而跨中截面彎矩值 M=202kN.m，試求受拉鋼筋的需要量。 解

12、： (1)計(jì)算 s 2 0 0 )( bhf ahAfKM c sy s =131. 0 4302509 .11 )45430(1473300102022 . 1 2 6 = （2）計(jì)算及x： s 211=141 . 0 131 . 0 211=468 . 0 85. 0= b 0 hx=0.14143061mm440 . 0 85. 0= b 屬于超筋破壞。 u M)( 0 2 0 ahAfbhf sy S sbc + 11.90.343250330 2+360982（330-45）213.6kN-m mkN K M M u =178 20 . 1 6 . 213 。 P3417. 已知 T

13、 形梁，在使用階段跨中截面承受彎矩設(shè)計(jì)值 M=105kN.m，截面尺寸如圖 3 19 所示，混凝土為 C25，鋼筋為 HRB335 級(jí)，二類環(huán)境。試配鋼筋（單排鋼筋，a=45 ） ，繪出 截面配筋圖。 解：截面有效高度ahh= 0 550 一 45505 mm 鑒別 T 形梁類型： mkNKM=1261052 . 1 第 7 頁(yè) 僅供 2010 級(jí)水利水電專業(yè)同學(xué)參考 mkNhhhbf fffc = 6 . 216)1005 . 0505(100400 9 . 11)5 . 0( 0 因KM)5 . 0( 0 fffc hhhbf，所以屬于第一類 T 形粱( f hx )，按寬度為 400mm

14、 的矩形 梁進(jìn)行計(jì)算。 104 . 0 505400 9 . 11 101052 . 1 2 6 2 0 = = hbf KM fc s 110 . 0 104 . 0 211211= s 2 0 880 300 505400110 . 0 9 . 11 mm f hbf A y fc s = = 配筋率%20 . 0 %87 . 0 505200 880 min 0 = = bh As 選用 320 (實(shí)配鋼筋面積 s A942 2 mm)，鋼筋配置見(jiàn)圖。 選用 220 + 118(實(shí)配鋼筋面積 s A628+255=883 2 mm)，鋼筋配置見(jiàn)圖。 17_1. 已知 T 形梁，在使用階段

15、跨中截面承受彎矩設(shè)計(jì)值 M=220kN.m，截面尺寸如圖 319 所示，混凝土為 C25，鋼筋為 HRB335 級(jí)，二類環(huán)境。試配鋼筋（雙排鋼筋，a=70 ） ，繪出截 面配筋圖。 解：截面有效高度ahh= 0 550 一 70480 mm 鑒別 T 形梁類型： mkNKM=2642202 . 1 mkNhhhbf fffc = 7 . 204)1005 . 0480(100400 9 . 11)5 . 0( 0 因KM)5 . 0( 0 fffc hhhbf，所以屬于第二類 T 形粱( f hx )。 ()() 2 6 2 0c f0ffc 480200 9 . 11 1005 . 0480

16、100200400 9 . 1110264)5 . 0()( = = bhf hhhbbfKM s =0.295 359 . 0 295 . 0 211211= s () 2 0 2162 300 100200400 9 . 11480200359 . 0 9 . 11 )( mm f hbbfbhf A y ffcc s = + = + = 第 8 頁(yè) 僅供 2010 級(jí)水利水電專業(yè)同學(xué)參考 配筋率%20 . 0 %25 . 2 480200 2162 min 0 = = bh As 選用 225 +228(實(shí)配鋼筋面積 s A1232+982=2214 2 mm)， 或選用 325 +22

17、2(實(shí)配鋼筋 面積 s A1473+760=2233 2 mm)鋼筋配置見(jiàn)圖。 P3419. 一 T 形截面梁(3 級(jí)水工建筑物、基本荷載組合)， 1200,200,600,80 ff bmm bmm hmm hmm=，混凝土強(qiáng)度等級(jí) C25，配有 420 （ 2 s A1257mm=）的受拉鋼筋，單排鋼筋a=40 。承受彎矩設(shè)計(jì)值 M=131.0kN.m。試復(fù)核該 截面是否安全。 解 (1) 鑒別 T 形梁類型 取a40mm，則ahh= 0 600 一 40560mm。 kNAsfy 1 . 3771257300= kNhbf ffc 4 . 1142801200 9 . 11 = 因Asfy ffc hbf，所以屬于第一類 T 形截面。 （2）計(jì)算截面受彎極限承載力 u M： = 0 hbf Af fc sy 468 . 0 85 . 0 047 . 0 5601200 9 .