题目
单筋矩形截面简支梁,截面尺寸times h=200×450mm,采用C25砼,HRB335级纵向受力钢筋,承受弯距设计值M=100times h=的作用,已在受拉区配置有5根直径20mm的钢筋(times h==1570mm2),试验算截面安全与否。已知:times h= =11.9 N/mm2,times h= =300N/mm2,times h= =0.2%,times h= =0.550,times h= =390mm,times h=,,,。
单筋矩形截面简支梁,截面尺寸 200×450mm,采用C25砼,HRB335级纵向受力钢筋,承受弯距设计值M=100
200×450mm,采用C25砼,HRB335级纵向受力钢筋,承受弯距设计值M=100 的作用,已在受拉区配置有5根直径20mm的钢筋(
的作用,已在受拉区配置有5根直径20mm的钢筋( =1570mm2),试验算截面安全与否。
=1570mm2),试验算截面安全与否。
已知: =11.9 N/mm2,
 =11.9 N/mm2, =300N/mm2,
 =300N/mm2, =0.2%,
 =0.2%, =0.550,
 =0.550, =390mm,
 =390mm, ,
,
,,。
题目解答
答案
解:(1)判断梁的条件是否满足要求
 ,(2分)
,(2分)
 ,(2分)
,(2分)
 ,(2分)
,(2分)
满足要求。(1分)
(2)求截面受弯承载力,并判断该梁是否安全
,(4分)
截面安全。(2分)
解析
步骤 1:计算最小配筋率要求的钢筋面积
根据题目给出的最小配筋率${\rho }_{min}$ =0.2%,计算最小配筋面积${A}_{s,min}$。
${A}_{s,min} = {\rho }_{min}bh = 0.2\% \times 200 \times 450 = 180{mm}^{2}$
步骤 2:计算实际配筋面积
题目中给出的钢筋面积${A}_{s} = 1570{mm}^{2}$,与最小配筋面积${A}_{s,min}$比较,判断是否满足最小配筋率要求。
${A}_{s} = 1570{mm}^{2} > {A}_{s,min} = 180{mm}^{2}$,满足最小配筋率要求。
步骤 3:计算受压区高度x
根据题目给出的材料强度和钢筋面积,计算受压区高度x。
$x = \dfrac{{f}_{y}{A}_{s}}{{a}_{1}{f}_{c}b} = \dfrac{300 \times 1570}{1.0 \times 11.9 \times 200} = 197.9mm$
步骤 4:判断受压区高度x是否满足要求
根据题目给出的界限受压区高度${x}_{b} = {\xi }_{b}{h}_{0} = 0.550 \times 390 = 214.5mm$,与计算出的受压区高度x比较,判断是否满足要求。
${x}_{b} = 214.5mm > x = 197.9mm$,满足要求。
步骤 5:计算截面受弯承载力
根据题目给出的材料强度和钢筋面积,计算截面受弯承载力${M}_{u}$。
${M}_{u} = {f}_{y}{A}_{s}({h}_{0} - \dfrac{x}{2}) = 300 \times 1570 \times (390 - \dfrac{197.9}{2}) = 157.9kN \cdot m$
步骤 6:判断截面是否安全
根据计算出的截面受弯承载力${M}_{u}$与题目给出的弯矩设计值M比较,判断截面是否安全。
${M}_{u} = 157.9kN \cdot m > M = 100kN \cdot m$,截面安全。
根据题目给出的最小配筋率${\rho }_{min}$ =0.2%,计算最小配筋面积${A}_{s,min}$。
${A}_{s,min} = {\rho }_{min}bh = 0.2\% \times 200 \times 450 = 180{mm}^{2}$
步骤 2:计算实际配筋面积
题目中给出的钢筋面积${A}_{s} = 1570{mm}^{2}$,与最小配筋面积${A}_{s,min}$比较,判断是否满足最小配筋率要求。
${A}_{s} = 1570{mm}^{2} > {A}_{s,min} = 180{mm}^{2}$,满足最小配筋率要求。
步骤 3:计算受压区高度x
根据题目给出的材料强度和钢筋面积,计算受压区高度x。
$x = \dfrac{{f}_{y}{A}_{s}}{{a}_{1}{f}_{c}b} = \dfrac{300 \times 1570}{1.0 \times 11.9 \times 200} = 197.9mm$
步骤 4:判断受压区高度x是否满足要求
根据题目给出的界限受压区高度${x}_{b} = {\xi }_{b}{h}_{0} = 0.550 \times 390 = 214.5mm$,与计算出的受压区高度x比较,判断是否满足要求。
${x}_{b} = 214.5mm > x = 197.9mm$,满足要求。
步骤 5:计算截面受弯承载力
根据题目给出的材料强度和钢筋面积,计算截面受弯承载力${M}_{u}$。
${M}_{u} = {f}_{y}{A}_{s}({h}_{0} - \dfrac{x}{2}) = 300 \times 1570 \times (390 - \dfrac{197.9}{2}) = 157.9kN \cdot m$
步骤 6:判断截面是否安全
根据计算出的截面受弯承载力${M}_{u}$与题目给出的弯矩设计值M比较,判断截面是否安全。
${M}_{u} = 157.9kN \cdot m > M = 100kN \cdot m$,截面安全。