结构设计原理计算

1．已知翼缘位于受压区的单筋T形截面尺寸：/fb=600mm，b=300mm，/fh=120mm，h=700mm，拟采用C30混凝土和HRB400钢筋，fcd=13.8MPa，fsd=330MPa，ξb=0.53，ρmin=0.2%，承受的弯矩组合设计值，Md=550kN·m，sa=70mm，结构重要性系数0=1.0，求受拉钢筋的面积。（10分）1．（10分）解：设a=70mmh0=700－70=630mm①判断类型：fcd/fb/fh（h0－/fh/2）=13.8×600×120×（630－60）=566.352（kN·m）＞550kN·m属于第一类T形截面②列出基本公式：fcd/fbx=fsdAs0Md=fcd/fbx（h0-x-/2）x=116.1mm＜ξbh0=0.53×630=333.9mmAs=2913（mm2）③02913300630sAbh1.54%＞ρmin=0.2%2．已知矩形截面偏心受压短柱（＝1），截面尺寸b×h=400×500mm，采用C25混凝土和HRB335钢筋，sa=/sa=40mm，fcd=11.5MPa，sdf=/sdf=280MPa，ξb=0.56，/min＝0.002。承受的轴向力组合设计值Nd=567kN，弯矩组合设计值Md=233kN·m，结构重要性系数0=1.0。求所需纵向钢筋截面面积（采用对称配筋）。（15分）2．（15分）解：1）判断偏压类型e0=Md/Nd=233/567=0.411（m）h0=500－40＝460mmηe0＝1×0.411m＞0.3h0＝0.3×0.460=0.138m先按大偏压计算2）列出基本公式：//0dcdsdssdsNfbxfAfA///0002dscdsdssNefbxhxfAha由于采用对称配筋有：0dcdNfbxx=123.3mm＞2/sa=80mm＜0.56×460=257.6mm02sseeha=411+250－40=621mm00///02dscdsssdsNefbxhxAAfha=1072.9mm2＞0.2%bh0=0.002×400×460=368（mm2）1．已知一矩形截面梁，截面尺寸b＝400mm，h＝900mm，弯矩组合设计值dM＝800kN·m，混凝土强度等级C30，钢筋等级为HRB335，cdf＝13.8MPa，sdf＝280MPa，b＝0.56，sA＝4926mm2，sa＝60mm，ρmin=0.2%，结构重要性系数0＝1.1。求该截面是否可以安全承载。（10分）1．（10分）解：①h0=900－60=840mm，04926400840sAbh1.47%＞ρmin=0.2%②基本公式cdsdsfbxfAMu02cdfbxhxx=249.87mm＜ξbh0=0.56×840＝470.4mm③Mu02cdfbxhx=13.8×400×249.87（840－249.87/2）=986.3kN·m＞0dM=880kN·m安全2．已知偏心受压短柱（＝1）的截面b×h=400mm×500mm，荷载产生的轴向力组合设计值dN＝400kN，弯矩组合设计值dM＝250kN·m，混凝土强度等级为C20，纵向受力钢筋用HRB335级钢筋，b＝0.56，'sdsdff280MPa，cdf＝9.2MPa，结构重要性系数0＝1.1，设sa＝'sa＝40mm，试求钢筋截面面积/sA及sA（min＝/min=0.002）。（15分）2．（15分）解1）判断偏压类型e0=Md/Nd=250/400=0.625(m)h0=500－40＝460mmηe0＞0.3h0＝0.3×0.460=0.138m先按大偏压计算2)列出基本公式：//0dcdsdssdsNfbxfAfA///0002dscdsdssNefbxhxfAha由于采用对称配筋有：0dcdNfbxx=108.7mm＞2/sa=80mm＜0.56×460=257.6mm02sseeha=625+250－40=835mm00///02dscdsssdsNefbxhxAAfha=1645.2mm2＞0.2%bh0=0.002×400×460=368（mm2）1．已知单筋矩形截面尺寸b×h=300×600mm，拟采用C25混凝土和HRB335钢筋，结构的重要性系数0=1.0，cdf=11.5MPa，sdf=280MPa,b＝0.56，sa=40mm，ρmin=0.2%，承受的弯矩组合设计值Md=190kN·m，求所需的受拉钢筋的用量。(10分)1．（10分）解：①h0=600－40=560mm②基本公式cdsdsfbxfA002dcdMfbxhxx=108.9mm＜ξbh0=0.56×560=313.6③As=fcdbx/fsd=1341（mm2）＞0.002×300×560=336（mm2）2．已知矩形截面偏心受压短柱（＝1），截面尺寸hb400×600mm，采用C30混凝土和HRB335钢筋，cdf=13.8MPa，HRB335钢筋，sdf=/sdf=280MPa，b=0.56，SA1256mm2（4ф20），/SA1520mm2（4ф22），Sa41mm，/Sa43mm，承受的轴向压力组合设计值dN600kN，弯矩组合设计值dM210kN·m，结构重要性系数0＝1.0。该构件在弯曲平面内是否满足承载力要求？2．（15分）解1）判断偏压类型e0=Md/Nd=210/600=0.35(m)h0=600－41=559mmηe0＞0.3×0.559＝0.1677先按大偏压复核3)列出基本公式：///02cdssdsssdssfbxehxfAefAe02sseeha=350＋300－41=609（mm）//02sseeha=350－300＋43=93(mm)2as’=86mm＜x=206.43mm＜bh0=0.56×559=313mm//ucdsdssdsNfbxfAfA=1213.kN＞0dN600kN安全1．已知单筋矩形截面尺寸b×h=300×600mm，拟采用C25混凝土和HRB335钢筋，结构的重要性系数0=1.0，cdf=11.5MPa，sdf=280MPa,b＝0.56，sa=40mm，ρmin=0.2%，承受的弯矩组合设计值Md=190kN·m，求所需的受拉钢筋的用量。（10分）1．（10分）解：①h0=600－40=560mm②基本公式cdsdsfbxfA002dcdMfbxhxx=108.9mm＜ξbh0=0.56×560=313.6③As=fcdbx/fsd=1341（mm2）＞0.002×300×560=336（mm2）2.已知矩形截面偏心受压短柱（＝1），截面尺寸b×h=400×500mm，采用C25混凝土和HRB335钢筋，sa=/sa=40mm，fcd=11.5MPa，sdf=/sdf=280MPa，ξb=0.56，/min＝0.002。承受的轴向力组合设计值Nd=567kN，弯矩组合设计值Md=233kN·m，结构重要性系数0=1.0。求所需纵向钢筋截面面积（采用对称配筋）。（15分）2．（15分）解1）判断偏压类型e0=Md/Nd=233/567=0.411（m）h0=500－40＝460mmηe0＝1×0.411m＞0.3h0＝0.3×0.460=0.138m先按大偏压计算2）列出基本公式：//0dcdsdssdsNfbxfAfA///0002dscdsdssNefbxhxfAha1．已知单筋矩形截面尺寸b×h=300×600mm，拟采用C25混凝土和HRB335钢筋，结构的重要性系数0=1.0，cdf=11.5MPa，sdf=280MPa,b＝0.56，sa=40mm，ρmin=0.2%，承受的弯矩组合设计值Md=190kN·m，求所需的受拉钢筋的用量。(10分)1．（10分）解：①h0=600－40=560mm②基本公式cdsdsfbxfA002dcdMfbxhxx=108.9mm＜ξbh0=0.56×560=313.6③As=fcdbx/fsd=1341（mm2）＞0.002×300×560=336（mm2）2．已知矩形截面偏心受压短柱（＝1），截面尺寸hb400×600mm，采用C30混凝土和HRB335钢筋，cdf=13.8MPa，sdf=/sdf=280MPa，b=0.56，SA1256mm2（4ф20），/SA1520mm2（4ф22），Sa41mm，/Sa43mm，承受的轴向压力组合设计值dN600kN，弯矩组合设计值dM210kN·m，结构重要性系数0＝1.0。该构件在弯曲平面内是否满足承载力要求？（15分）2．（15分）解：1）判断偏压类型e0=Md/Nd=210/600=0.35(m)h0=600－41=559mmηe0＞0.3×0.559＝0.1677先按大偏压复核4)列出基本公式：///02cdssdsssdssfbxehxfAefAe02sseeha=350＋300－41=609（mm）//02sseeha=350－300＋43=93(mm)2as’=86mm＜x=206.43mm＜bh0=0.56×559=313mm//ucdsdssdsNfbxfAfA=1213.kN＞0dN600kN安全1．已知翼缘位于受压区的T形截面尺寸/fb=600mm，b=300mm，/fh=120mm，h=700mm，拟采用C30混凝土和HRB400钢筋cdf=13.8MPa，sdf=330MPa，b=0.53，tdf=1.39MPa，承受的弯矩组合设计值Md=580kN·m，结构重要性系数0=1.0。求受拉钢筋的面积。（sa=40mm）（10分）1．（10分）解：（1）截面有效高度660407000hmm。（2）判别Τ形截面类型0120()13.8600120(660)22fcdffhfbhh85.9610N·mm596kN·m0580dMkN·m故属于第一类Τ形截面。（3）求受压区高度x20002dcdfMxhhfb6221.05801066066013.8600116mm120fhmm（4）求所需的受拉钢筋面积sA13.86001162911330cdfssdfbxAfmm2（5）验算配筋率,截面的配筋率为029111.47%300660sAbh0.45/0.451.39/3300.19%tdsdff，且大于0.20%，满足最小配筋率要求。2．已知矩形截面偏心受压短柱（＝1），截面尺寸b×h=400×500mm，采用C25混凝土和HRB335钢筋，sa=/sa=40mm，fcd=11.5MPa，sdf=/sdf=280MPa，ξb=0.56，/min＝0.002。承受的轴向力组合设计值Nd=567kN，弯矩组合设计值Md=233kN·m，结构重要性系数0=1.0。求所需纵向钢筋截面面积（采用对称配筋）。（15分）2．（15分）解：1）判断偏压类型e0=Md/Nd=233/567=0.411（m）h0=500－40＝460mmηe0＝1×0.411m＞0.3h0＝0.3×0.460=0.138m先按大偏压计算2）列出基本公式：//0dcdsdssdsNfbxfAfA///0002dscdsdssNefbxhxfAha由于采用对称配筋有：0dcdNfbxx=123.3mm＞2/sa=80mm＜0.56×460=257.6mm02sseeha=411+250－40=621mm00///02dscdsssdsNefbxh