工程结构试卷B开卷答案

《工程结构》试卷B开卷部分采用半开半闭式，前50分钟闭卷，后60分钟开卷。四、计算题（共60分，每题15分）1、某办公楼采用预制板，安全等级为一级。两端简支于砌体墙上，计算跨度3.5米，板宽1m，板自重2.04kN/m2，板底采用混合砂浆抹灰15mm（密度17kN/m3），板面采用水磨石面层（面密度0.65kN/m2）。可变荷载2kN/m2（组合系数0.7，频遇值系数0.6，准永久值系数0.5）。求板跨中弯矩基本组合，标准组合，频遇组合和准永久值组合。解：1、荷载计算永久荷载标准值：自重2.04水磨石面层0.65混合砂浆抹灰17*0.015=0.26合计2.95kN/m2简支板在均布荷载下的弯矩：2(1/8)Mql2、荷载效应：恒荷载：SGK=4.52kN.m活荷载：SQK=3.06kN.m3、荷载效应组合1）基本组合：永久荷载控制：1.1*（1.35*SGK+1.4*0.7*SQK=1.35*4.52+1.4*0.7*3.06）=10.01kN.m可变荷载控制：1.1*（1.2*SGK+1.4*SQK=1.2*4.52+1.4*3.06）=10.67kN.m取10.67kN.m。2）标准组合：1.0*SGK+1.0*SQK=1.0*4.52+1.0*3.06=7.58kN.m3）频遇组合：1.0*SGK+1.0*0.6*SQK=1.0*4.52+1.0*0.6*3.06=6.36kN.m4）准永久组合1.0*SGK+1.0*0.5*SQK=1.0*4.52+1.0*0.5*3.06=6.05kN.m2、一钢筋混凝土梁为矩形截面，b=250mm，h=500mm，承受弯矩设计值M=160kN.m，纵筋采用HRB400，混凝土强度C25，环境类别为一类，受压区配置2根直径18的钢筋，试求所需配置的受拉钢筋截面面积。解：先求受压区高度：假定受拉钢筋与受压钢筋均按一排布置，于是：'''020016202[()]2[16010360509(46535)]465465111.9250630.518465240.87ysscbMfAhaxhhfbmmhmm且'223570sxamm计算所配受拉钢筋截面面积：6''022min016010()360(46535)10340.2%250465232sysMAfhammbhmm查钢筋面积表，选用3根22的（21140sAmm）3、一矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=200mm×500mm。两端支撑在砖墙上，净跨5.74m。梁承受均布荷载设计值p=38kN/m（包括梁自重）。混凝土强度等级为C20，箍筋采用HPB235。若此梁只配置箍筋，试确定箍筋的直径和间距。解：1）计算支座边缘截面处的剪力设计值：1385.74109.062VkN（2分）2）验算截面尺寸：截面为矩形，故0(50040)460whhmm，/460/2002.34whb混凝土强度等级为C20，低于C50，故1.0c。00.250.251.09.6200460220800ccfbhN=220.8KN109.06kN截面尺寸满足要求。（4分）3）验算是否需要按计算配置箍筋：00.70.71.1020046070840109.06tfbhNkN故需要按计算配置箍筋（3分）4）计算箍筋000.7109060708400.3171.251.25210460svtyvAVfbhsfh选用双肢直径8间距200的箍筋，满足要求。（3分）验算最小配箍率：,min1010.253%2002001.100.240.240.126%210svsvsvtyvAbsff，满足要求。（3分）4、一矩形截面承受均布荷载的受扭构件，截面尺寸b×h=200mm×450mm，承受扭矩设计值T=8kN.m，剪力V=90kN，混凝土强度等级为C25，箍筋采用HPB235级钢筋，纵向受力钢筋采用HRB335，一类使用环境，试计算梁的配筋钢筋数量。（ζ取1.2）解：1）验算截面尺寸受扭塑性抵抗矩：2262200(3)(3450250)7.671066tbWhbmm415/2002.14whb36602290108100.82004150.87.67102.39/0.250.251.011.92.98/tccVTbhWNmmfNmm故截面尺寸满足要求。（2）验算是否可按构造配筋36602290108102004157.67102.13/0.70.71.270.89/ttVTbhWNmmfNmm应按计算配筋。（3）抗剪和抗扭钢筋的计算因00.350.351.2720041536.990tfbhkNVkN，不能忽略剪力的影响。因0.1750.1751.277.671.70.8.ttfWkNmTkNm，不能忽略扭矩的影响。故应按剪扭构件计算36601.51.50.9990107.671010.510.5810200415ttWVTbh受剪箍筋：0030.7(1.5)1.2590100.71.27200415(1.50.99)0.481.25210415svttyvAVfbhsfhmm计算受扭箍筋时，取1.2：0660.351.28100.350.991.277.67101.21.22101504000.28stLttttyvcorATfWsfAmm采用双肢箍筋，则单肢箍筋所需截面面积为：110.480.280.522svstAAmmss选用箍筋直径为10mm（Asv1=78.5mm2）S=78.5/0.52=151mm，取箍筋间距为150mm。278.50.52%0.28/2001500.281.270.17%210svsvtyvAffbs。满足要求。受扭纵筋：121.22100.282(150400)259300yvstcorstlyfAuAmmfs,min632590.29%0.62004508101.270.60.17%9010200300stlttltlyAfTbhVbf按构造要求，受扭纵筋的间距不应大于200mm和梁宽度200mm，故沿梁高分为3层布置受扭纵筋。三层分别配22598733stlAmm，选配2根二级直径8的钢筋。