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1、混凝土设计原理第7章思考题与习题答案思 考 题 答 案 7.1 实际工程中，哪些受拉构件可以按轴心受拉构件计算，哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算？ 答：由于混凝土是一种非匀质材料，加之荷载不可避免的偏心和施工上的误差，无法做到纵向拉力能通过构件任意正截面的形心线，因此严格地说实际工程中没有真正的轴心受拉构件。但当构件上弯矩很小时，为方便计算，可将此类构件简化为轴心受拉构件进行设计，如承受节点荷载的屋架或托架的受拉弦杆、腹杆，刚架、拱的拉杆，承受内压力的环形管壁及圆形贮液池的壁筒等。 偏心受拉构件时一种介于轴心受拉构件与受弯构件之间的受力构件。如矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震
2、作用的框架边柱、承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。 7.2 大小偏心受拉构件的界限是什么？这两种受拉构件的受力特点和破坏形态有何不同？ 答：大、小偏心受拉构件的本质界限是构件截面上是否存在受压区。由于截面上受压区的存在与否与轴向拉力N作用点的位置有直接关系，所以在实际设计中以轴向拉力N的作用点在钢筋As和As之间或钢筋As和As之外，作为判定大小偏心受拉的界限。 当纵向拉力N作用在As合力点与As合力点之间时，发生小偏心受拉破坏。小偏心受拉破坏，截面混凝土都将裂通，偏心拉力全有左右两侧的纵向钢筋承受。只要两侧钢筋均不超过正常需要量，则当截面达到承载能力极限状态时，钢筋A s和As的拉应力均可能达到
3、屈服强度。因此可以认为，对0N=360kN 所以，此拉杆安全。 7.2 已知某偏心受拉构件，处于一类环境，截面尺寸bh300mm500mm，采用C30混凝土和HRB335级钢筋；承受轴心拉力设计值N=900kN，弯矩设计值M=90kNm。求钢筋截面面积As、As。 基本参数 查附表x和附表x，C30混凝土ft=1.43MPa，HRB335级钢筋fy=300MPa 查附表x，一类环境，c=25mm，as=as=c+d/2=25+20/2=35mm f1.43rmin=45t%=45%=0.215%0.2% fy300判断偏心类型 90106h500e0=100mm0.2%，rminfy300 判
4、别类型 e0=M/N=150103/600=250mmh/2 a=450/235=190mm，属大偏心受拉。 配筋计算 h 0=45035=415mm， x=bh0=0.55415=228.3mm， e=e0h/2+as =900450/2+35=710mm， 为充分发挥受压区混凝土抗压作用，设计时同偏心受压构件一样，为了使钢筋总用量最少，取x=bh0代入公式得： As=Ne-fcbxb(h0-0.5xb)fy(h0-as)60010250-14.3300228.3(415-0.5228.3)rminbh=0.215%300450=290mm2选用钢筋并绘制配筋图 As选用328+325， A
5、s选用214。 7.4 已知某钢筋混凝土偏心受拉构件，bh300mm450mm，处于I类环境，结构安全等级为二级；C25混凝土，纵筋取HRB335级，箍筋R235级；已知Nd500kN，e0150mm，求不对称配筋时的钢筋面积。 基本参数 查附表x和附表x，C25混凝土，ftd=1.23Mpa，HRB335级钢筋， fsd=280Mpa 结构安全等级为二级， 公路桥规规定小偏心受拉构件一侧纵筋的配筋率应按毛截面面积计算，其值应不小于45ftdfsd，同时不小于0.2%。 f1.23rmin=45td%=45%=0.197%0.2%，所以rmin=0.2% fsd280设as=as=40mm 判
6、断偏心类型 e0=150mmrminbh=0.2%300450 =270mm2As=Nes50000035= fsd(h0as)280取As270 mm2 选用钢筋并绘制配筋图 As选用225222， As选用214。 习题7.4 截面配筋图 7.5 在习题7.4中，若e0300mm，其它条件不变，求不对称配筋时的钢筋面积。 4 =169mm2rminbh=270mm2基本参数 查附表x和附表x，C25混凝土，ftd=1.23Mpa，fcd=11.5Mpa HRB335级钢筋， fsd=280Mpa 公路桥规规定大偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋百分率按Asbh0计算，其值应不小于45ftdfs
7、d，同时不小于0.2%。 f1.23rmin=45td%=45%=0.197%h450-as=-40=185mm，属于大偏心受拉构件。 22计算几何条件 es=e0-h/2+as=300-450+40=115mm 2450es=e0+h/2-as=300+-40=485mm 2h 0=45040=410mm 求As和As 为充分发挥受压区混凝土抗压作用，设计时同偏心受压构件一样，为了使钢筋总用量最少，取x=bh0=0.56410=229.6mm代入公式可得： As=g0Ndes-fcdbxb(h0-0.5xb)fsd(h0-as)1.050010115-11.5280229.6(410-0.5
8、229.6)0280(410-40)3bh0=0.2%300410=246mm2，查附表X，按构造要求配置As=rmin实配2由公式计算混凝土受压区高度为： 14。 x=h0-h-2220g0Ndes-fsdAs(h0-as)fcdb1.0500103115-280308(410-40) =410-410-211.5300=18.5mmrminbh0=0.2%300410=246mm2另外取As0分别计算出As，由7-19重求x xNeNue=a1fcbx(h0-)+fyAs(h0-as) 2 5 x=h0-h02-22g0Ndesfcdb1.0500103115 =410-410-211.5
9、300=20.8mm2as=240=80mm此时应按式7-20计算所需的As值，两种情况计算出的As值相同。 选配钢筋525 习题7.5 截面配筋图 7.6 条件同习题7.5，求对称配筋时的钢筋面积。 基本参数 查附表x和附表x，C25混凝土，ftd=1.23Mpa，fcd=11.5Mpa HRB335级钢筋， fsd=280Mpa 公路桥规规定大偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋百分率按Asbh0计算，其值应不小于45ftdfsd，同时不小于0.2%。 rmin=45ftd1.23%=45%=0.197%h450-as=-40=185mm，属于大偏心受拉构件。 22计算几何条件 es=e0-h/2+as=300-450+40=115mm 2450es=e0+h/2-as=300+-40=485mm 2h 0=45040=410mm 求As和As 对称配筋时，由于As = As，fsd = fsd，代入基本公式后，求出的x必然为负值，属于x2as的情况。 由公式7-20可得： 6 As=As=g0Ndesfsd(h0-as)1.0500103485=280(410-40)=2341mm2rminbh0=0.2%300410=246mm2选配钢筋525 习题7.6 截面配筋图 7
