结构设计原理课后答案第三版教学讲义.doc

结构设计原理答案（3-22章）

1

3-16.截面尺寸的钢筋混凝土矩形截面梁，采用C25混凝土和HRB335级钢筋，I类环境条件，安全等级为二级，最大弯矩组合设计值，试分别采用基本公式法和查表法进行截面设计（单筋截面）。
解：基本公式法：
查表可得：，，γ=1.0，
（1）求受压区高度
假设QUOTE\*MERGEFORMAT，则，
，
代入数据得：

解之得：
，。
（2）受拉钢筋面积

配2Φ22和2Φ25，实际配筋率

(3).截面复核
取混凝土保护层厚度为c=30mm，钢筋分两排布置，两排钢筋之间净距取30mm。

设计合理。
截面设计如图：

图3-16截面配筋图（尺寸单位：mm）

查表法
查表可得：，，γ=1.0，
=
查表得，

其余配筋过程及截面复核过程同上。
3-17.截面尺寸的钢筋混凝土矩形截面梁。采用C20混凝土和HRB335级钢筋（3ɸ16），截面构造如图3-41，弯矩计算值，复合截面是否安全？

图3-17（mm）
解：查表得：
，，，，
，，
保护层厚度c=40=30.8mm>30mm。
钢筋净距>
45，
实际配筋率：

相对受压区高度：

受压区高度：=0.15×410=61mm
则
=63.9kN∙m<
故不满足设计要求。
3-18.如图3-42为一钢筋混凝土悬臂梁，试画出受力主钢筋位置示意图。悬臂板根部截面高度为140mm,C25混凝土和HRB335级钢筋；I类环境条件。安全等级为二级；悬臂板根部截面最大弯矩设计值，试进行截面设计。
解：查表得：
，，，c=30mm，
设，。取单位宽度的板b=1000mm。
（1）受压区高度

代入数据得：

得
所以取
（2）受拉钢筋面积

取Φ8@110mm，单位板宽钢筋面积，混凝土保护层厚度
，
实际配筋率：
>
受力主钢筋位置及截面布筋示意图：

题3-18图（mm）
3-19.截面尺寸的钢筋混凝土矩形截面梁，采用C20混凝土和HRB335级钢筋；I类环境条件，安全等级为一级；最大弯矩组合设计值试按双筋截面求所需的钢筋截面积并进行截面布置。
解：已知，，，
设，，，
弯矩设计值：，
取，则：

受压钢筋面积：

受拉钢筋面积
=2270
选择受压区钢筋为3Φ18，。受拉钢筋6Φ22，，受拉钢筋层间距为30mm，钢筋间净距为，则，，，混凝土保护层厚度c=

3-20.已知条件与题3-19相同。由于构造要求，截面受压区以配置了3ɸ18的钢筋，，试求所需的受拉钢筋截面面积。
解：已知，，，，。设，
弯矩设计值：，
受压区高度：

，且。
则有：
得，
3-21.图3-43所示为装配式T形截面梁横向布置图，简支梁的计算跨径为24.20m,试求边梁和中梁受压翼缘板的有效宽度。

图3-21-1（mm）

解：为了便于计算，将实际截面转换成如图所示的计算截面，。

图3-21-2（尺寸单位：mm）

中梁有效宽度

所以，取中梁的受压翼板的有效宽度为2200mm。
边梁的受压翼板有效宽度

所以，边梁的受压翼缘板的有效宽度为2200mm。
3-23.计算跨径的钢筋混凝土简支梁，中梁间距为2.1m,截面尺寸及钢筋截面布置图如图3-44所示；C25混凝土，HRB335级钢筋；I类环境条件，安全等级为二级；截面最大弯矩组合设计值，试进行界面复核。

a)b)
图3-23（mm）
解：已知，，，。
混凝土层厚度：c=，
钢筋横向净距：，
钢筋间层距：，
，，
，
。
12Φ20面积为，
由：

所以截面为第一类T型截面

所以截面复核满足承载力满足要求。
3-24.钢筋混凝土空心板的截面尺寸如图3-45所示，试做出其等效的工字型截面。

图3-24-1（mm）
解：（1）原椭圆截面面积：

（2）原椭圆截面惯性矩：
矩形：
半圆对矩形形心惯性矩：

半圆对全截面形心惯性矩：

椭圆对全截面形心：。
（3），
等效工字形截面，
翼缘板厚：；
腹板厚度：。
等效截面如图：

图3-24-2（mm）
4-9.计算跨径L=4.8m的钢筋混凝土矩形截面简支梁（图4-34），200mm×500mm,C20混凝土；I类环境条件，安全等级为二级；已知简支梁跨中截面弯矩组合设计值，支点处剪力组合设计值，跨中处剪力组合设计值，试求所需的纵向受拉钢筋（HRB335级钢筋）和仅配置箍筋（R235级）时其布置间距，并画出配筋图。

图4-9-1（mm)
解：由题意可知：，，，，，取c=30mm，，，则。
（1）检验是否需要配双筋，取

=201
所以需要配单筋。
受压钢筋面积：
==122
受拉钢筋面积
=
受压钢筋配，，受拉钢筋配置
取受拉钢筋层间净距为35mm，则钢筋之间净距：
，
取取受拉区下边缘混凝土保护层厚度为35mm，则有：

，
配