题目
【请选出两项正确答案】一钢筋混凝土矩形截面简支梁,处于一类环境,安全等级二级,混凝土强度等级为C30,纵向钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HPB300级钢筋,梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm,均布荷载在梁支座边缘产生的最大剪力设计值为260kN。正截面强度计算已配置4根直径20mm的纵筋,假设选用双肢箍,直径为10mm,不设置弯起钢筋,所需的箍筋间距计算值所处区间为( )mm。A. 108-118B. 113-123C. 118-128D. 123-133
【请选出两项正确答案】一钢筋混凝土矩形截面简支梁,处于一类环境,安全等级二级,混凝土强度等级为C30,纵向钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HPB300级钢筋,梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm,均布荷载在梁支座边缘产生的最大剪力设计值为260kN。正截面强度计算已配置4根直径20mm的纵筋,假设选用双肢箍,直径为10mm,不设置弯起钢筋,所需的箍筋间距计算值所处区间为( )mm。
A. 108-118
B. 113-123
C. 118-128
D. 123-133
题目解答
答案
AB
A. 108-118
B. 113-123
A. 108-118
B. 113-123
解析
步骤 1:确定混凝土和钢筋的强度
混凝土强度等级为C30,即混凝土的轴心抗压强度设计值为30MPa。钢筋采用HRB400级,即钢筋的屈服强度设计值为400MPa。箍筋采用HPB300级,即箍筋的屈服强度设计值为300MPa。
步骤 2:计算截面的抗剪承载力
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,矩形截面梁的抗剪承载力计算公式为:
\[ V_{c} = 0.7 \beta_{h} f_{c} b_{h_{0}} \]
其中,\( \beta_{h} \)为截面高度影响系数,当h≤800mm时,\( \beta_{h} = 1.0 \);当h>800mm时,\( \beta_{h} = 0.75 + 500/h \)。本题中,h=500mm,所以\( \beta_{h} = 1.0 \)。
\[ V_{c} = 0.7 \times 1.0 \times 30 \times 200 \times 460 = 1932000 N = 1932 kN \]
步骤 3:计算箍筋的抗剪承载力
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,箍筋的抗剪承载力计算公式为:
\[ V_{s} = 1.25 f_{yv} A_{sv} s_{0} / h_{0} \]
其中,\( f_{yv} \)为箍筋的屈服强度设计值,\( A_{sv} \)为单肢箍筋的截面面积,\( s_{0} \)为箍筋间距,\( h_{0} \)为截面的有效高度。
本题中,箍筋采用HPB300级,即\( f_{yv} = 300 MPa \),箍筋直径为10mm,即\( A_{sv} = \pi \times (10/2)^2 = 78.54 mm^2 \),截面的有效高度\( h_{0} = 500 - 60 = 440 mm \)。
\[ V_{s} = 1.25 \times 300 \times 78.54 \times s_{0} / 440 = 6.68 s_{0} kN \]
步骤 4:计算箍筋间距
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,箍筋间距的计算公式为:
\[ s_{0} = V_{s} / (1.25 f_{yv} A_{sv} / h_{0}) \]
本题中,最大剪力设计值为260kN,所以:
\[ s_{0} = 260 / (6.68) = 39 mm \]
但是,箍筋间距不能超过最大间距,根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,最大间距为15d,即150mm。所以,箍筋间距为39mm,但是不能超过150mm。
混凝土强度等级为C30,即混凝土的轴心抗压强度设计值为30MPa。钢筋采用HRB400级,即钢筋的屈服强度设计值为400MPa。箍筋采用HPB300级,即箍筋的屈服强度设计值为300MPa。
步骤 2:计算截面的抗剪承载力
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,矩形截面梁的抗剪承载力计算公式为:
\[ V_{c} = 0.7 \beta_{h} f_{c} b_{h_{0}} \]
其中,\( \beta_{h} \)为截面高度影响系数,当h≤800mm时,\( \beta_{h} = 1.0 \);当h>800mm时,\( \beta_{h} = 0.75 + 500/h \)。本题中,h=500mm,所以\( \beta_{h} = 1.0 \)。
\[ V_{c} = 0.7 \times 1.0 \times 30 \times 200 \times 460 = 1932000 N = 1932 kN \]
步骤 3:计算箍筋的抗剪承载力
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,箍筋的抗剪承载力计算公式为:
\[ V_{s} = 1.25 f_{yv} A_{sv} s_{0} / h_{0} \]
其中,\( f_{yv} \)为箍筋的屈服强度设计值,\( A_{sv} \)为单肢箍筋的截面面积,\( s_{0} \)为箍筋间距,\( h_{0} \)为截面的有效高度。
本题中,箍筋采用HPB300级,即\( f_{yv} = 300 MPa \),箍筋直径为10mm,即\( A_{sv} = \pi \times (10/2)^2 = 78.54 mm^2 \),截面的有效高度\( h_{0} = 500 - 60 = 440 mm \)。
\[ V_{s} = 1.25 \times 300 \times 78.54 \times s_{0} / 440 = 6.68 s_{0} kN \]
步骤 4:计算箍筋间距
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,箍筋间距的计算公式为:
\[ s_{0} = V_{s} / (1.25 f_{yv} A_{sv} / h_{0}) \]
本题中,最大剪力设计值为260kN,所以:
\[ s_{0} = 260 / (6.68) = 39 mm \]
但是,箍筋间距不能超过最大间距,根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,最大间距为15d,即150mm。所以,箍筋间距为39mm,但是不能超过150mm。