.
故在弯起点至集中荷载作用点之间仍需按计算配置箍筋,选取8@200;两集中荷载之间按构造配置箍筋,选取6@200;具体计算见(2)。
4.6 如图所示的简支梁,环境类别为一类,混凝土强度等级为C30,求受剪箍筋。
解:由题知,梁上作用的是对称荷载,控制截面可取为支座边缘和第一个集中荷载作用处,则剪力设计值为:V?202.92kN, Vf?86kN集中荷载在支座处产生的支反力大小为:V集?105kN 则V集/V总?105/207?50.72%?75%
①验算截面尺寸:as?40mm,hw?h0?h?as?560mm,则
hw/b?560/250?2.24?4.0,属于厚腹梁
Vmax?202.92kN?0.25?cfcbh0?0.25?1.0?14.3?250?560?500.5kN②验算是否需要按计算配置箍筋
满足要求
V?202.92kN?0.7ftbh0?0.7?1.43?250?560?140.14kN?Vf?86kN 故支座截面到第一个集中荷载区段需要按计算配置箍筋,第一个集中荷载到第二个集中荷载区段仅需按构造配置箍筋。 ③确定箍筋数量(箍筋采用HPB300级钢筋) 支座截面到第一个集中荷载区段:
nAsv1/s?(V?0.7ftbh0)/(fyvh0)?(202.92?103?140.14?103)/(270?560)?0.415mm2/mm
采用双肢箍8@200,则有:
nAsv1/s?2?50.3/200?0.503mm2/mm?0.415mm2/mm 可以 验算箍筋配筋率:
?sv?nAsv1/(bs)?2?50.3/(250?200)?0.201%??sv,min?0.24ft/fyv?0.24?1.43/270?0.127% 满足要求
且满足箍筋的最小直径和最大间距要求。
.
第一个集中荷载到第二个集中荷载区段:
该区段仅需按构造配置箍筋,选取6@200,满足箍筋的最小直径和最大间距要求。
4.7 有一钢筋混凝土简支梁,采用C30级混凝土,纵筋为热轧HRB400级钢筋,箍筋为HPB300级钢筋,如果忽略梁自重及架立钢筋的作用,环境类别为一类,试求此梁所能承受的最大荷载设计值F,此时该梁为正截面破坏还是斜截面破坏?
解:①求剪力设计值V左?2F/3,V右?F/3
②应满足截面尺寸:c?20mm,as?62.5mm,hw?h0?h?as?487.5mm,则 hw/b?487.5/220?2.22?4.0,属于厚腹梁
V?2F/3?0.25?cfcbh0?0.25?1.0?14.3?220?487.5?F?575.13kN③斜截面最大受剪承载力 验算箍筋配筋率:
?sv?nAsv1/(bs)?2?50.3/(220?150)?0.305%??sv,min?0.24ft/fyv?0.24?1.43/270?0.127% 满足要求
且满足箍筋的最小直径和最大间距要求。 左边支座截面:a/h0?1200/487.5?2.46?3.0
右边支座截面:a/h0?2400/487.5?4.92?3.0,取 ??3 计算截面受剪承载力:
Vu左?1.75ftbh0/(??1)?fyvAsvh0/s?1.75?1.43?220?487.5/(2.46?1)?270?2?50.3?487.5/150 ?165.85kNVu右?1.75ftbh0/(??1)?fyvAsvh0/s?1.75?1.43?220?487.5/(3?1)?270?2?50.3?487.5/150 ?155.37kN故有V左?2F/3?Vu左,V右?F/3?Vu右,得F?248.775kN,
.
④正截面最大受弯承载力 求得受压区高度x为:
x?fyAs/(?1fcb)?360?2281/(1.0?14.3?220)?261.02mm??bh0?0.518?487.5?252.525mm
不满足要求(题目有误)
As?2281mm2??minbh?0.002?220?550?242mm2?0.45?1.43?200?550/360?216mm2Mmax?0.8F
满足最小配筋率要求
Mu,max?fyAs??h0?fyAs/(2?1fcb)???360?2281??487.5?360?2281/(2?1.0?14.3?220)??293.15kNm则需:Mmax?0.8F?Mu,max,得F?366.43kN
综上,此梁所能承受的最大荷载设计值为248.775kN,该梁为斜截面破坏。
4.8 如图所示的简支梁,求其能承受的最大集中荷载设计值F。混凝土强度等级为C30,环境类别为一类,忽略梁的自重,梁底纵向受拉钢筋为325并认为该梁正截面承载力已足够。
解:由题知:c?20mm fc?14.3Mpa ft?1.43Mpa ?1?1.0
fy?360Mpa fyv?300Mpa,
①求剪力设计值,因荷载和配筋均为对称的,故可取支座截面和第一个集中力处的截面作为控制截面,则有V?1.5F, Vf?0.5F②应满足截面尺寸要求:因箍筋直径稍有差别,这里统一取as?40mm,则
hw?h0?h?as?510mm,
则 hw/b?510/200?2.55?4.0,属于厚腹梁
V?1.5F?0.25?cfcbh0?0.25?1.0?14.3?200?510?F?243.1kN
.
③斜截面最大受剪承载力 验算箍筋配筋率:
?sv1?nAsv1/(bs)?2?50.3/(200?150)?0.335%??sv,min?0.24ft/fyv?0.24?1.43/300?0.114% 满足要求 ?sv2?nAsv1/(bs)?2?28.3/(200?200)?0.142%??sv,min?0.24ft/fyv?0.24?1.43/300?0.114% 满足要求
且满足箍筋的最小直径和最大间距要求。 支座截面:a/h0?1500/510?2.94?3.0
第一个集中荷载处:a/h0?3000/510?5.88?3.0,取 ??3 计算截面受剪承载力:
Vu支?1.75ftbh0/(??1)?fyvAsvh0/s?1.75?1.43?200?510/(2.94?1)?300?2?50.3?510/150 ?167.40kNVu集?1.75ftbh0/(??1)?fyvAsvh0/s?1.75?1.43?200?510/(3?1)?300?2?28.3?510/200 ?107.11kN故有V?1.5F?Vu支,Vf?0.5F?Vu集,得F?111.60kN 综上,此梁所能承受的最大荷载设计值为111.60kN。
第5章-思考题
5.1 轴心受压普通箍筋短柱和长柱的破坏形态有何不同?轴心受压长柱的稳定系数?是如何确定的?
答:轴心受压普通箍筋短柱在临近破坏荷载时,柱子四周出现明显的纵向裂缝,箍筋间的纵筋发生压屈,向外凸出,混凝土被压碎,柱子即告破坏;轴心受压普通箍筋长柱在破坏时,首先在凹侧出现纵向裂缝,随后混凝土被压碎,纵筋被压屈向外凸出,凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝,侧向挠度急剧增大,柱子破坏。
稳定系数主要与构件的长细比有关:
.
当l0/b=8~34时:??1.177?0.02l0/b 当l0/b=35~50时:??0.87?0.012l0/b
对于长细比l0/b较大的构件,考虑到荷载初始偏心和长期荷载作用对构件承载力的不利影响较大,?的取值比按经验公式得到的?值还要降低一些,以保证安全;对于长细比l0/b小于20的构件,考虑过去的使用经验,?的取值略微太高一些。
5.2 轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算有何不同?
答:轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算公式:
Nu?0.9?(fcA?fy'As') (1) 轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算公式:
Nu?0.9(fcAcor?2?fyAss0?fy'As') (2)
对比可知:①普通箍筋柱中考虑了稳定系数,而螺旋箍筋柱中没有考虑,主要是因为螺旋箍筋柱中要求构件l0/b必须不大于12,此时构件长细比对构件影响较小,可以不考虑其影响;②混凝土项截面面积螺旋箍筋柱取的是核心区混凝土截面面积,没有考虑保护层混凝土的贡献,主要是考虑到螺旋箍筋柱承载力较大,保护层在达到极限承载力之前就可能开裂剥落,同时为了保证混凝土保护层对抵抗剥落有足够的安全,要求按(2)计算的构件承载力不大于(1)的50%;③螺旋箍筋柱承载力计算公式中考虑了间接钢筋对混凝土约束的折减系数,主要是考虑高强混凝土的变形能力不如普通混凝土,而螺旋箍筋柱属于间接约束,需要通过混凝土自身的变形使箍筋产生对混凝土的侧向约束;④公式(2)要求计算出来的承载力不应低于(1),否则应按(1)计算。
5.3 受压构件的纵向钢筋与箍筋有哪些主要的构造要求?
答:纵筋:柱中纵筋的直径不宜小于12mm,全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%,