已知柱的轴向力设计值N=760kN,弯矩设计值M1=350kN?m,M2=418kN?m,截面尺寸b×h=400 mm×600 mm,as=a.s=40mm,柱的计算长度l0=5.7m,混凝土C25,钢筋HRB400级,求钢筋的截面面积As、A.s?


已知柱的轴向力设计值N=760kN,弯矩设计值M1=350kN?m,M2=418kN?m,截面尺寸b×h=400 mm×600 mm,as=a.s=40mm,柱的计算长度l0=5.7m,混凝土C25,钢筋HRB400级,求钢筋的截面面积As、A.s?

正确答案:解:(1)材料强度和几何参数 f,=11.9N/mm2,fy=f′y=360Nmm2,a1=1.0,ζb=0.518 因为构件使用年限为50年,环境类别为一类,对于柱类构件,最外层钢筋的保护层厚度为20mm,初步确定受压柱箍筋直径采8mm,柱受力纵筋20mm,则取a?=d?=(20+8+10)mm=38mm≈40mm,则h=600-40=560mm (2)求弯矩设计值M(考虑二阶效应后) 由于M?/M?=350/418=0.84≤09 轴压比N/febh=760 x103/11 9 x400 x600=0.27≤09 t=√I/A=√1/12h=√1/12×600mm=173.2mm I0/i=5700/173.2=32.9>34-12M?/M?=23.95 应考虑附加夸矩的影响 ζe=0.5f eA/N=0.5x119x400×600/760 x103=1.88>;1.0,取ζe=1.0 Cm=07+03M?/M?=0.7+0.3×350/418=0.95 e=h/30=600/30mm=20mm,取e=20mm η=1+1/1300(M?/N+ea)/h0(l0/h)2ζ =1+1/1300×(418×10^6/760×103+20)/560×(5700/600)2×10=1.07 考虑纵向挠曲影响后的弯矩设计值为 M=CηM2 由于Cη=095×1.07=1.02>;1.0,故取Cη=1.02。则M=1.02M,=1.02×418=426 kN?m (3)求e,判别大小偏心受压 e0=M/N426 x10^6/760 x103mm=561mm e,=e0+ea=561mm+20mm=581mm e?>;03h=0.3x560mm=168mm 可先按大偏心受压计算。 (4)求A?,及A? 因A及A均为未知,取ζ=ζb=0.518 e=e+h/2-a=(581+30-40)mm=841mm

A.Ne-αfbh2ζb(1-0.5ζb)/fy(h-d) =760×103×841-1.0×119×400×5602×0.518×(1-0.5×0518)/360×(560-40)mm =353mm2>;0.002bh=480mm2 取A=480mm2 则:ζ=1-√1-Ne-fyA(h0-α)/0.5αfbh0 =1-√1-760×103×841-360×480×(560-40)/05x1.0x11.9×400×5602=0.486 2d/h0=2x40/560=0.143<;ζ=0.486<;ζb=0.518 则:

A.1/f(αfbhζ+fA-N) =1.0×11.9×400×560×0.486+360×480-760 ×103/360 =1967mm2>;pminbh=0.002×400×600=480mm2 )选择钢筋 受压钢筋选用3Φ18(实配A,=763mm2):受拉钢筋选4Φ25(实配A=1964mm2)。 则A,+A=(763+1964)mm2=2727mm2。全部纵向钢筋的配筋率: p=2727/400 ×600=1.1%>;0.6%。满足要求。 (6)弯矩平面外轴心受压验笕 l0/h5700/400=14.25,查得φ=0.91,则 09φ(f,A+fA)=09×0.91×(11.9×400×600+360×2727)=3143kN >;760kN 满足要求。