混凝土结构设计原理-考试-计算题

1计算题1．已知钢筋混凝土矩形梁，一类环境，其截面尺寸250mm600mmbh，承受弯矩设计值216kNmM，采用C30混凝土和HRB335级钢筋。试配置截面钢筋。解：查教材附录得：C30混凝土214.3/cfNmm，21.43/tfNmm，HRB335级钢筋'2300/yyffNmm，并取b0.550，一类环境，取梁的保护层25cmm，钢筋直径d可按20mm估计。当梁内只有一排受拉钢筋时，0s202535mm2hhahh，060035565mmh。求受压区高度x及sA600221c0222161011565111.014.3250565Mxhhfbhb0119.78mm0.55565310.75mmxh，满足要求。21cy1.014.3250119.781428mm300sfbxAft0y14281.431.01%0.450.450.21%250565300sAfbhf查教材附录，选用325(2s1473mmA)，单排布置，钢筋间距和保护层等均能满足构造要求。2．已知矩形截面梁250mm600mmbh，处于一类环境，已配纵向受拉钢筋4根22mm的HRB400级钢筋，按下列条件计算梁所能承受的弯矩设计值。①混凝土强度等级为C25②若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级。解：①查教材附录知：对于一类环境，可取梁的保护层厚度25cmm，HRB400级钢筋'2360/yyffNmm，C25级混凝土211.9/cfNmm，21520sAmm。13601520184111.9250yscfAxmmfb0s226002560036564mm2hhau1c08()21841.011.9250184(564)22.5810xMfbxhNmm当混凝土强度等级为C25，梁所能承受的弯矩设计值为82.5810Nmm。②若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级，C20级混凝土29.6/cfNmm。21360152022819.6250yscfAxmmfbu1c08()22281.09.6250228(564)22.4610xMfbxhNmm若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级，梁所能承受的弯矩设计值为82.4610Nmm。3．某钢筋混凝土矩形截面简支梁，处于一类环境，其混凝土强度等级为C25，纵向钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋，梁的截面尺寸为250mm500mmbh，均布荷载在梁支座边缘产生的最大剪力设计值为220kN，正截面强度计算已配置422的纵筋，求所需的箍筋。解：首先，确定计算参数，查教材附录知，21.27/tfNmm，2210/yvfNmm，2300/yfNmm，211.9/cfNmm，对于一类环境，混凝土保护层厚度取25mmc，纵筋间净距取max(25,)25mmsd，假设纵筋排成一排，则243cds225422325213mm250mmb，满足要求。取35mmsa，则0w050035465mm;465mm;1.0hschhah。然后，进行截面尺寸验算。因为/465/2501.864whb，属于一般梁，故cc00.250.251.011.9250465345.8kN220kNfbh，截面尺寸满足要求。最后，求所需箍筋的数量并验算最小配箍率。00.70.71.27250465103.35kN220kNctVfbh计算配箍筋用量svcyv02200001033500.9561.251.25210465AVVsfh选用双肢箍18(50.3mm,2)svAn，代入上式可得105.23mms。取100smm，svtsvsv,minyv50.321.270.402%0.240.240.15%250100210Afbsf因此，选用双肢8@100箍筋能够满足要求。4．承受均布荷载设计值q作用下的矩形截面简支梁，安全等级二级，处于一类环境，截3面尺寸200mm550mmbh，混凝土为C30级，箍筋采用HPB235级钢筋。梁净跨度5.0nlm。梁中已配有双肢8@200箍筋，试求该梁在正常使用期间按斜截面承载力要求所能承担的荷载设计值q。解：首先，确定计算参数，查教材附录知，C30混凝土21.43/tfNmm，由于纵筋布置方式未知，暂按单排布置，可取35samm，则0515hmm。HPB235级钢筋的2210/yvfNmm。然后，计算简支梁所能承担的剪力1000.71.25250.30.71.432005151.25210515200171.1svutyvnAVfbhfhskN最后，计算该梁在正常使用期间按斜截面承载力要求所能承担的荷载设计值q。由12unVql，则22171.168.44/5unVqkNml5．已知某钢筋混凝土柱，其计算长度0l为5.0m，截面尺寸为400mm×400mm，采用C20混凝土、HRB335级钢筋，柱顶截面承受轴心压力设计值N=1692kN，试求该柱所需纵向钢筋截面面积。解：首先，确定计算参数，查教材附录知，C20混凝土29.6/cfNmm，HRB335级钢筋2300/yfNmm。然后，确定稳定系数。由于0500012.5400lb，查教材附录，并经插值得0.94。由公式''0.9()cysNfAfA得c2sy1692000()(9.6400400)0.90.90.941547300NfAAmmf该柱所需纵向钢筋截面面积为21547mm。验算配筋率，s15470.97%0.6%3%400400AA且，满足要求。6．已知某钢筋混凝土屋架下弦，截面尺寸mmmmhb150200，承受的轴心拉力设计值NkN234，混凝土强度等级C30，钢筋为HRB335。求截面配筋。解：首先，确定计算参数，查教材附录知，HRB335钢筋2300/yfNmm。2234000780300syNAmmf4选用416（2804sAmm）能够满足要求。7．已知一矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=200mm×550mm，混凝土强度等级为C25，纵向钢筋采用HRB335级，安全等级为二级，梁跨中截面承受的最大弯矩设计值为M=160kN·m。①若上述设计条件不能改变，试进行配筋计算。②若由于施工质量原因，实测混凝土强度仅达到C20，试问按①问所得钢筋面积的梁是否安全？解：第①问：（1）根据已给材料确定计算参数，由文字教材的表11-1和表11-2查得，C25混凝土11.5MPacdf，HRB335钢筋280MPasdf。由文字教材表11-4查得0.56b，并取40amm，则截面有效高度055040510mmh，取0.10。（2）求受压区高度。将各已知值带入00()2dcdxMfbxh，得61.01601011.52005102xx解得120858mm()162mm0.56510mm285.6mmbxxh大于梁高，舍去（3）求所需钢筋面积sA将各已知值及162mmx代入cdsdsfbxfA，得到211.52001621330.7mm280cdssdfbxAf查教材附录的钢筋截面面积表，可选用225+122（21362.1mmsA），将钢筋布置成一层，122钢筋布置在中央，225钢筋布置在两边。4）配筋验算钢筋间净距2002252252239mm2nS，30mmnS且大于钢筋直径25mm，满足构造规定。实际配筋率min01362.11.34%0.15%200510sAbh，故配筋合理。第②问：C20混凝土9.2MPacdf，由cdsdsfbxfA，得2801362.1207.39.2200sdscdfAxmmfb0207.3()9.2200207.3(510)154.9922cdxfbxhMPa而01.0160160dMMPa，可见00()2dcdxMfbxh，所以若由于施工质量原因，实测混凝土强度仅达到C20，那么按①问所得钢筋面积的梁是不安全的。四、计算题(30分，每题l5分)1．已知钢筋混凝土矩形截面梁，采用20号混凝土(R。一llMPa)和Ⅱ级钢筋(R9一340MPa)承受计算弯矩Mi--90kN·In，选用梁截面为20cmX50cm。试用基本公式求所需的钢筋面积Ag(设a=40mm，毛。=0．55，7。一丫。一1．25，p。；。=0．10％)。解：(1)计算混凝土受压区高度X由a=40mm则有效高度ho=500--40=460mm由5)2(11xhbxRrMac得)2460(2001125.1110906xx解方程(2)计算受拉钢筋截面面积Ag由AgRg=R。6z2．2．一连接的构造如图所示，两块A板用对接焊缝与立柱焊连，8板与A板用8个高强螺栓连接。构件钢材为A3钢，其容许应力为[d]一140MPa，o。]一145MPa，[r]一85MPa。设对接焊缝的强度与母材相同，不设引弧板。试求焊缝连接所能承受的荷载P。解：扣除两端的缺陷，焊缝的有效截面如右图所示。①受力分析：剪力Q—PkN)1209060(ppeFkM②焊缝的有效截面12370.123I四、计算题(共25分)1．已知钢筋混凝土矩形截面梁，采用25号混凝土和Ⅱ级钢筋340MPa)承受计算弯矩选用梁断面为试用基本公式求所需的钢筋面积(已知且分)解：(1)计算混凝土受压区高度2由则有效高度由得6(2)计算受拉钢筋截面面积由分)2．轴心受压构件截面尺寸计算长度采用30号混凝土，纵向钢筋采用Ⅱ级钢筋，箍筋采用I钢筋，作用轴向设计压力试求纵向受压钢筋。工作条件系数混凝土安全系数分)解：(1)计算钢筋混凝土构件的纵向弯曲系数够计算查表得(2)计算纵筋面积(3分)分)(3)配筋率验算可以故受压纵筋最小配筋率，满足要求。试卷代号：1195中央广播电视大学2007--2008学年度第二学期“开放本科”期末考试结构设计原理(本)试题四、计算题(共25分)1．已知钢筋混凝土矩形截面梁，采用25号混凝土和Ⅱ级钢筋1承受计算弯矩，选用梁断面为，试用基本公式求所需的钢筋面积A9．提示解：(1)计算混凝土受压区高度z由则有效高度由得(大于梁高，舍)解方程得(2)计算受拉钢筋截面面积Ag由72．轴心受压构件截面尺寸，计算长度采用30号混凝土，纵向钢筋采用Ⅱ级钢筋，箍筋采用I钢筋，作用轴向设计压力试求纵向受压钢筋。；工作条件系数；混凝土安全系数提示解：(1)计算钢筋混凝土构件的纵向弯曲系数计算，查表得(2)计算纵筋面积(3)配筋率验算可以故受压纵筋最小配筋率，满足要求。试卷代号：1257中央广播电视大学2008--2009学年度第二学期“开放本科”期末考试混凝土结构设计原理试题四、计算题(共计25分)1．钢筋混凝土梁截面尺寸6—200ram，h=450ram，混凝土C30，钢筋采用HRB335级，环境类别为一类。梁承担的弯矩设计值受拉钢筋较多，需布置两排，取，求：所需的纵向受力钢筋的值。已知：解：(1)计算受压钢筋为使总用钢量最小，取(2)计算受拉钢筋82．钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸为混凝土强度等级为C25，箍筋为HRB335仅配箍筋试求出该梁斜截面所能承受的均布荷载设计值q。已知：解：解：(1)计算简支梁所能承担的剪力(2)该梁斜截面所能承受的均布荷载设计值q则试卷代号：1195中央广播电视大学2009-2010学年度第一学期“开放本科”期末考试结四、计算题（共2