结构设计原理

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结构设计原理叶见曙电子版

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结构设计原理叶见曙电子版1. 结构设计原则:(1)集成化原则:将复杂的结构分解成若干相互协作的小型结构模块,实现系统的集成化设计。

(2)可行性原则:保证结构设计方案实现可行,即各结构模块及系统总体结构符合现有技术水平要求和客观条件。

(3)安全原则:在分析结构设计方案时,要严格考虑结构模块之间以及系统总体结构之间的安全性问题,确保结构设计的安全性。

(4)兼容性原则:结构设计的各项参数必须在几个系统和技术之间有很好的兼容性,能够满足系统的要求。

(5)实用性原则:结构设计的方案必须简便实用,要充分满足结构系统的实际功能和使用要求。

(6)性能优良原则:结构设计采用了最新的材料和先进的模块,使其结构性能达到一个较高的水平,并经过全面的工程实践充分证明了这种性能优良的可靠性。

(7)信息传输比原则:信息传输比是衡量结构设计的重要指标,是指设计者根据系统要求、可行性和性能优良等原则,有效地利用资源,来实施结构设计,传送信息和创造数据库的有效性和准确性。

(8)节约原则:在进行结构设计时,要最大限度地节约设计者花费的时间和金钱,达到更高效率和更低成本的结构设计。

2. 叶见曙电子版:叶见曙电子版是针对叶见曙结构设计原理的电子版教材,本教材详细地介绍结构设计原理中的八大原则。

根据结构设计要求,工程师介绍了一些具体的方法和步骤,以建立一个准确的结构设计方案,确保设计的可行性,以及得出满足项目需要的准确结构设计方案。

教材中同时介绍了一些常见的结构设计问题,方便工程师解决结构设计问题,以促进项目建设。

教材中所提到的内容,结合实际,简单明了,非常实用,能够帮助工程师正确分析客观条件,识别结果及其可能的失败原因,并有效克服各种前期技术挑战。

结构设计原理简介

结构设计原理简介

结构设计原理简介结构设计原理是指在建筑、土木工程等领域中,根据工程要求和结构特点,通过科学的方法和理论,确定结构的形式、尺寸、材料等方面的设计原则。

它是建筑和土木工程的核心内容之一,对于保证工程的安全、稳定和经济性具有重要作用。

本文将简要介绍结构设计原理的基本概念、主要内容和应用。

一、结构设计原理的基本概念结构设计原理是指在建筑和土木工程中,根据结构的力学性能和工程要求,通过合理的设计方法和原则,确定结构的形式、尺寸、材料等方面的基本规定。

它是建筑和土木工程设计的基石,对于工程的安全性、可靠性和经济性具有决定性的影响。

二、结构设计原理的主要内容1. 结构的受力分析:结构设计的第一步是进行受力分析,确定结构所受到的外力以及结构内部受力的大小和方向。

通过受力分析,可以确定结构的受力状态,为后续的设计提供依据。

2. 结构的形式选择:根据工程要求和结构特点,选择合适的结构形式。

常见的结构形式包括梁、柱、桁架等,每种结构形式都有其适用的范围和特点。

3. 结构的尺寸设计:确定结构的尺寸,包括截面尺寸、跨度、高度等。

结构的尺寸设计需要考虑结构的受力性能、变形控制和施工要求等因素。

4. 结构的材料选择:选择合适的材料用于结构的建造。

常见的结构材料包括钢材、混凝土、木材等,每种材料都有其特点和适用范围。

5. 结构的连接设计:设计结构的连接方式和连接件,确保结构的稳定性和可靠性。

连接设计需要考虑结构的受力传递、变形控制和施工要求等因素。

三、结构设计原理的应用结构设计原理广泛应用于建筑和土木工程领域。

在建筑设计中,结构设计原理被用于确定建筑物的结构形式、尺寸和材料,确保建筑物的安全和稳定。

在土木工程中,结构设计原理被用于设计桥梁、隧道、水坝等工程结构,确保工程的安全和经济性。

结构设计原理的应用还涉及到结构的优化设计、抗震设计、防火设计等方面。

通过科学的结构设计原理,可以提高工程的安全性、经济性和可持续性,满足人们对于建筑和土木工程的需求。

结构设计原理

结构设计原理

结构设计原理(二)总论(一)构件及结构的概念和分类(重点)识记1.构件:它是结构的基本组成部分2.构件的分类:按其主要受力特点可分为受弯构件(梁和板)、受压构件、受拉构件和受扭构件等典型的基本构件3.结构:一般把桥、涵洞、隧道、挡土墙等构造物的承重骨架组成部分统称为结构4.结构的分类:按其使用的材料可分为混凝土结构、钢结构、圬工结构、木结构(二)各种工程结构的特点及使用范围(次重点)理解(重点是前两种结构)1.钢筋混凝土结构的特点:结构整体性好、耐久性较好;自重较大、抗裂性较差、修补困难2.预应力混凝土结构的特点:a、比钢筋混凝土构件轻巧,特别适合于建造由恒荷载控制设计的大跨径桥梁;b、可用于海洋工程结构和有防渗透要求的结构;c、预应力技术可作为装配混凝土构件的一种可靠手段,能很好地将部件装配成整体结构,形成悬臂浇筑和悬臂拼装等不采用支架、不影响桥下通航的施工方法,在大跨径桥梁施工中获得广泛应用。

3.圬工结构的特点:材料易于取材。

块材采用天然石料的坊工结构,将具有良好的耐久性。

但是圬工结构的自重一般较大,施工中机械化程度较低4.钢结构的特点:重度很大、自重较轻、弹性模量高、工作的可靠性高、机械化程度高、施工效率较高第一章钢筋混凝土结构的概念及材料的物理力学性能(一)钢筋混凝土结构的概念(次重点)识记1.钢筋混凝土结构:是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构2.混凝土徐变:在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间持续增长的现象3.混凝土收缩:在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象理解1.在受拉区配置受力钢筋的作用:代替混凝土受拉(受拉区混凝土出现裂缝后)或协助混凝土受压2.钢筋与混凝土共同工作的原因:a、混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构功能;b、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数较为接近,因此当温度变化时,钢筋与混凝土之间不致产生较大的相对变形而破坏两者之间的粘结;c、质量良好的混凝土,可以保护钢筋免遭锈蚀,保证钢筋与混凝土的共同作用,3.钢筋混凝土结构优点:a、钢筋混凝土结构耐久性较好,刚度较大,在使用荷载作用下的变形较小;b、钢筋混凝土结构既可以整体现浇,也可以预制装配,并且可以根据需要浇制成各种构件形状和截面尺寸;c、钢筋混凝土结构所用的原材料中,砂、石所占的比例较大,而砂、石易于就地取材,故可以降低建筑成本。

建筑结构设计的原理

建筑结构设计的原理

建筑结构设计的原理建筑结构设计的原理涉及多个方面,包括力学、材料力学、结构力学和结构工程等相关知识。

下面将从这几个方面来详细解释建筑结构设计的原理。

1. 力学:建筑结构设计的基础是力学,力学涉及到物体受力分析和力的平衡问题。

力学的三大定律(牛顿运动定律、动量定理和能量守恒定理)对建筑结构设计具有重要指导意义。

通过力学分析,可以计算出建筑结构受到的各种力,确定受力情况,为结构设计提供依据。

2. 材料力学:材料力学研究材料的力学性能和力学行为。

在建筑结构设计中,材料力学是评估材料强度和刚度的基础。

常见的结构材料有钢、混凝土、木材等,每种材料都具有不同的力学性能。

通过材料力学的分析,可以确定结构材料的受力行为,并合理选取材料以满足设计要求。

3. 结构力学:结构力学是建筑结构设计的核心内容,主要包括静力学和动力学。

静力学研究结构在静力平衡状态下的力学性质,动力学研究结构在地震、风荷载等作用下的力学行为。

结构力学分析可以确定建筑结构的承载能力,保证结构的安全性和稳定性。

4. 结构工程:结构工程是将力学和材料力学等原理应用于实际结构设计中的工程学科。

结构工程需要综合考虑结构形式、荷载情况、材料性能等因素,确定合理的构造方案,满足结构的强度、刚度、稳定性和振动等要求。

在结构工程中,还需要根据国家规范和标准,进行抗震设计、防灾减灾设计等。

除了以上几个方面,建筑结构设计还涉及到结构的可靠性、经济性和美观性等问题。

1. 结构可靠性:建筑结构的可靠性是指结构在使用寿命内能够满足设计要求的能力。

在建筑结构设计中,需要考虑各种外力作用下的结构强度、刚度和稳定性等问题,保证结构的安全可靠。

2. 结构经济性:结构经济性是指在满足安全可靠要求的前提下,尽可能节约材料、降低成本的设计原则。

通过合理的结构形式和材料选取,可以降低结构的自重、减少材料使用量,提高结构的经济性。

3. 结构美观性:在建筑设计中,结构不仅需要满足功能和安全要求,还需要具有良好的美学效果。

结构设计原理第四版

结构设计原理第四版

结构设计原理第四版
结构设计原理第四版介绍了建筑结构设计的基本原则和方法,不仅包括了建筑力学、结构分析方法和结构设计的基本理论,还涵盖了新材料、新技术在建筑结构设计中的应用。

本书通过系统的理论阐述和实际案例分析,帮助读者深入理解建筑结构设计的核心概念和实践技巧。

该书第一章介绍了建筑结构设计的基本原则和设计理念,包括结构的稳定性、安全性、适应性和经济性等方面的考虑。

第二章通过实例分析,详细介绍了结构设计的基本步骤和方法,包括荷载计算、结构分析和构件设计等内容。

第三章以钢结构为例,详细介绍了钢结构的设计原则和方法,包括材料的选择、构件的设计和节点的连接等。

第四章以混凝土结构为例,介绍了混凝土结构的设计原则和方法,包括材料的选择、构件的设计和施工工艺等。

第五章介绍了结构设计中的一些常见问题和挑战,包括地震、风载和温度变形等方面的考虑。

第六章介绍了结构设计中的一些新材料和新技术的应用,包括增强材料、结构优化和数字化设计等内容。

最后一章通过实例分析,总结了本书的核心内容,并提出了未来建筑结构设计的发展方向和趋势。

本书适用于建筑结构设计的专业人士和学生,也可作为相关专业的教材。

它不仅能够帮助读者系统地掌握建筑结构设计的理论和方法,还能够提高读者的实践能力和创新思维。

结构设计原理 叶见曙

结构设计原理 叶见曙

结构设计原理叶见曙
结构设计原理是在建筑设计过程中考虑到建筑物的稳定性、坚固性和功能性等因素,以确保建筑物能够安全有效地承载设计荷载、抵抗外部力和环境影响,同时满足设计要求的一系列原则。

以下是一些常见的结构设计原则:
1. 统一性原则:在结构设计中,采用统一的设计模式和构造方法,以确保整体结构的稳定性和协调性。

2. 材料适应性原则:根据建筑物的使用环境和需求,选择适合的结构材料,以满足设计要求和功能性。

3. 建筑物的静力学平衡原则:通过合理的结构布置和强度设计,使建筑物在正常工作状态下达到静力学平衡,确保结构稳定。

4. 整体构造合理性原则:建筑结构应该合理布置和设计,以确保各个结构部件之间的协调性和平衡性,从而提高整体结构的稳定性。

5. 疲劳强度设计原则:在结构设计中,考虑到材料的疲劳强度和寿命,以确保结构在长期使用中的安全性和可靠性。

6. 灵活性设计原则:考虑到结构的变形和可调性等因素,在结构设计中尽可能减小约束,提高结构的灵活性和适应性。

7. 简约性原则:在结构设计中,力求降低结构的复杂性和冗余性,以简化施工和维护过程,提高结构的可靠性和经济性。

8. 安全性设计原则:在结构设计中,考虑到建筑物的抗震、防火和抗风等安全性能要求,以确保结构在自然灾害和事故情况下的安全性。

9. 可持续性设计原则:在结构设计中,考虑到资源利用和环境保护等因素,以实现建筑物的可持续发展和环境友好性。

以上是结构设计原理的一些基本原则,设计师在实际工作中需要根据具体情况综合考虑,灵活运用这些原则,以确保结构设计的质量和效果。

结构设计原理习题答案

结构设计原理习题答案一、简答题1. 简述结构设计的基本原则。

结构设计的基本原则包括安全性、经济性、适用性和美观性。

安全性是指结构必须能够承受预期的荷载,保证使用安全;经济性是指在满足安全的前提下,力求材料和施工成本的最小化;适用性是指结构应满足使用功能的需求;美观性则是指结构在满足前述条件的同时,还应具有一定审美价值。

2. 什么是荷载组合?荷载组合是指在结构设计中,将各种荷载按照一定的组合规则进行组合,以确定结构在最不利情况下的受力状态。

荷载组合通常包括永久荷载、可变荷载、风荷载、雪荷载等。

二、计算题1. 某简支梁,跨度为6米,承受均布荷载q=5kN/m,试计算最大弯矩和最大剪力。

对于简支梁,最大弯矩发生在梁的中点,计算公式为:\[ M_{max} = \frac{qL^2}{8} \]代入数据得:\[ M_{max} = \frac{5 \times 6^2}{8} = 22.5 \text{k N·m} \]最大剪力发生在梁的支点处,计算公式为:\[ V_{max} = \frac{qL}{2} \]代入数据得:\[ V_{max} = \frac{5 \times 6}{2} = 15 \text{kN} \]2. 某框架结构的柱子承受轴向力P=1000kN,同时承受弯矩M=200kN·m,试求柱子的弯矩系数。

弯矩系数是弯矩与轴向力的比值,计算公式为:\[ \alpha = \frac{M}{P} \]代入数据得:\[ \alpha = \frac{200}{1000} = 0.2 \]三、分析题1. 分析在地震作用下,结构的抗震设计应遵循哪些原则?在地震作用下,结构的抗震设计应遵循以下原则:首先,结构应具有足够的延性,以吸收和分散地震能量;其次,结构的重心应尽量降低,以减少地震作用下的惯性力;再次,结构的刚度应合理分布,避免刚度突变导致应力集中;最后,结构应具备足够的强度和稳定性,以抵抗地震引起的超常荷载。

结构设计原理解读

结构设计原理解读结构设计是建筑领域中至关重要的一环,它涉及到建筑物的稳定性、安全性和美观性等方面。

本文将从结构设计的原理出发,对其进行深入解读。

一、结构设计的基本原理结构设计的基本原理包括力学平衡原理、材料力学原理和结构力学原理。

1. 力学平衡原理力学平衡原理是结构设计的基石。

根据这一原理,一个结构在静力平衡时,受力的合力和合力矩均为零。

设计师需要根据建筑物的形状、荷载和支座条件等因素,合理分析和计算受力情况,确保结构的平衡。

2. 材料力学原理材料力学原理是指材料在外力作用下产生变形和破坏的规律。

结构设计师需要了解不同材料的力学性能,如强度、刚度和稳定性等,以及材料的应力-应变关系,从而选择合适的材料并合理设计结构。

3. 结构力学原理结构力学原理是指通过力学分析和计算,确定结构内力和变形的原理。

结构设计师需要运用结构力学原理,进行受力分析、内力计算和变形控制,确保结构的安全性和稳定性。

二、结构设计的优化原则结构设计的优化原则包括最小重量原则、最小材料消耗原则和最小成本原则。

1. 最小重量原则最小重量原则是指在满足结构强度和刚度要求的前提下,尽量减小结构的自重。

通过合理选择材料和优化结构形式,可以实现结构的轻量化设计,提高资源利用效率。

2. 最小材料消耗原则最小材料消耗原则是指在满足结构安全性和稳定性要求的前提下,尽量减少材料的使用量。

通过合理布置结构材料和优化截面形状,可以降低材料成本,减少资源消耗。

3. 最小成本原则最小成本原则是指在满足结构强度、稳定性和经济性要求的前提下,尽量降低结构的建造和维护成本。

结构设计师需要综合考虑材料成本、施工工艺和维护费用等因素,选择最经济的结构方案。

三、结构设计的创新原则结构设计的创新原则包括形式创新原则、材料创新原则和施工工艺创新原则。

1. 形式创新原则形式创新原则是指通过创新的结构形式,实现建筑物的独特性和美观性。

设计师可以运用现代建筑技术,采用新颖的结构形式,如悬挑结构、拱形结构和网壳结构等,赋予建筑物独特的外观和空间感。

建筑结构设计的基本原理

建筑结构设计的基本原理建筑结构设计是指在建筑设计中根据建筑物的性能要求和使用功能,合理选择结构形式、材料和设计参数,经过结构计算和分析,确定结构的稳定性、安全性、经济性和美观性等设计要求,最终确定适合建筑物的结构方案和施工图纸的过程。

建筑结构设计的基本原理包括承载原理、稳定原理和刚度原理。

一、承载原理承载原理是建筑结构设计的核心原理之一。

建筑结构的任务是将荷载从上部传递到地基,并保证建筑物整体的稳定性。

根据承载原理,建筑结构设计应尽可能合理分配和传递荷载,使结构的内力控制在安全范围内,防止产生过大的位移和变形。

在承载原理中,有几个重要的概念需要明确:1. 荷载:荷载是指施加在建筑结构上的各种外部力和作用。

包括常规荷载(如自重、活荷载、风荷载等)和非常规荷载(如地震荷载、温度荷载等)。

2. 内力:内力是指结构中构件所承受的各种反力和剪力。

根据力学原理,结构的设计应使各构件的内力处于安全范围内。

3. 构件:构件是指构成整个建筑结构的各个组成部分,如梁、柱、墙等。

在建筑结构设计中,需要根据结构的受力特点和荷载特点合理选择构件类型和尺寸。

二、稳定原理稳定原理是指建筑结构在承载荷载的作用下保持平衡和稳定的原理。

建筑结构稳定性是结构设计的重要指标之一,与结构的几何形态、荷载传递路径和内力分布有关。

根据稳定原理,建筑结构设计应满足以下几个方面的要求:1. 抗倾覆稳定要求:建筑结构在水平荷载和垂直荷载作用下,要保持稳定,避免倾覆。

2. 抗倾压稳定要求:建筑结构中的构件在受到压力时,要保持稳定,避免产生局部屈曲和破坏。

3. 抗剪稳定要求:建筑结构中的构件在受到剪力作用时,要保持整体稳定,避免产生剪切破坏。

三、刚度原理刚度原理是指建筑结构设计中保证结构刚度和变形控制的原则。

建筑结构的刚度与结构的内力分布和构件的弯曲刚度相关,直接影响结构的变形和振动性能。

根据刚度原理,建筑结构设计应满足以下几个方面的要求:1. 确定结构的刚度:根据建筑物的使用要求,合理确定结构的刚度,确保结构在使用过程中满足相应的刚度要求。

结构设计原理课后习题答案

结构设计原理课后习题答案一、介绍结构设计原理是建筑工程专业的一门重要课程,通过学习该课程,学生可以掌握建筑物结构设计的基本原理和方法。

在课后习题中,学生可以通过练习和思考来加深对知识的理解和掌握。

本文将给出结构设计原理课后习题的答案,帮助学生更好地完成学习任务。

二、单选题1. 在结构设计中,荷载与结构本身的重量和变形程度有关的是:答案:静力荷载2. 结构设计的第一步是:答案:确定结构的作用界限3. 梁的自重作用于:答案:跨中4. 结构中的水平力主要通过哪种构件传递?答案:墙体5. 绳子吊挂物体时,最高承载力出现在:答案:绳索的最低点三、填空题1. K值是结构弹性刚度系数。

当K值越大,结构的刚度越__________。

答案:大2. 钢筋混凝土的水泥砂浆是一种__________材料。

答案:复合3. 悬挑结构中,最大的受力部位是____________。

答案:悬挑端点四、解答题1. 结构受力分析是结构设计的重要环节,请简要描述结构受力分析的步骤。

答案:结构受力分析的步骤一般包括以下几个方面:首先,确定结构的受力情况,包括受力形式、作用方向等;其次,确定结构的荷载情况,包括永久荷载和可变荷载等;然后,根据结构的几何形状和约束条件,确定结构的受力传递路径,并对结构进行分析;最后,根据受力分析的结果,合理选择结构的截面尺寸和材料强度,满足结构设计的要求。

2. 请简要介绍杨氏模量的定义和计算方法。

答案:杨氏模量是材料的刚度系数,表示单位应变下的应力大小。

计算公式为杨氏模量 = 应力 / 应变。

应力是单位面积上的内力,应变是材料单位长度的变形量与原长度的比值。

杨氏模量是材料的基本力学性能之一,在结构设计中起着重要的作用。

五、总结通过解答上述课后习题,我们对结构设计原理有了更深入的了解。

在结构设计中,需要考虑荷载、材料的刚度、几何形状等因素,并进行受力分析和合理的设计。

掌握了这些基本原理和方法,我们能够设计出更安全、稳定的建筑结构。

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1.已知矩形截面梁截面尺寸b×h=200×500mm,承受弯矩M d=100kNm,所用混凝土C30,钢筋HRB400,计算所需受拉钢筋截面面积A s。

Ⅰ类环境,二级安全等级。

2.已知矩形截面梁截面尺寸b×h=200×500mm,承受弯矩M d=100kNm,所用混凝土C30,钢筋HRB400,已配受拉钢筋A s=3φ18,问梁的正截面是否安全?Ⅰ类环境,二级安全等级。

3.已知矩形截面梁截面尺寸b×h=200×500mm,承受弯矩M d=235kNm,所用混凝土C30,钢筋HRB400,梁截面高度受到限制不可增大,计算所需截面配筋。

Ⅰ类环境,二级安全等级。

4.已知矩形截面梁截面尺寸b×h=200×500mm,承受弯矩M d=235kNm,所用混凝土C30,钢筋HRB400,已配受压钢筋A s’=2φ14,计算所需受拉钢筋截面面积A s。

Ⅰ类环境,二级安全等级。

5.已知矩形截面梁截面尺寸b×h=200×500mm,承受弯矩M d=235kNm,所用混凝土C30,钢筋HRB400,已配受拉钢筋A s=6φ22,受压钢筋A s’=3φ14,问梁的正截面是否安全?Ⅰ类环境,二级安全等级。

6.钢筋混凝土T形截面简支梁,承受弯矩M d=250kNm,梁截面尺寸b=200mm,h=500mm,b f’=400mm,h f’=100mm,混凝土强度等级C30,纵向受力钢筋HRB400,计算所需受拉钢筋截面面积A s。

取a s=65mm。

Ⅰ类环境,二级安全等级。

7.钢筋混凝土T形截面简支梁,承受弯矩M d=250kNm,梁截面尺寸b=200mm,h=500mm,b f’=400mm,h f’=100mm,混凝土强度等级C30,纵向受力钢筋HRB400,已配纵向受拉钢筋5φ22,问梁是否安全。

Ⅰ类环境,二级安全等级。

8.已知等高矩形截面简支梁,截面尺寸b×h=200×600mm,混凝土为C30,钢筋为R235,A s=672mm2,a s=40mm,支点处剪力组合设计值V d=121kN,距支点h/2处的剪力设计值V d’=110kN。

求该斜截面仅配置箍筋时的箍筋间距S v。

Ⅰ类环境,二级安全等级。

9.己知矩形截面尺寸b×h=300×400mm,采用C30混凝土,纵筋HRB400;箍筋R235,承受扭矩T d=22kNm,求抗扭所需箍筋和纵向钢筋截面面积。

Ⅰ类环境,二级安全等级。

1.解:(1)查表:f cd=13.8MPa;f sd=330MPa;ξb=0.533;ρmin=0.2%;γ0=1.0
(2)取a s=40mm,h0=460mm;
(3)公式:①f sd A s=f cd bx;②γ0M d=f cd bx(h0-0.5x);适用条件:①ξ≤ξb;②ρ≥ρmin
将数值代入公式②得:x=86.99mm<x b=245.3mm(可);
将数值及x代入公式①得:A s=727.56mm2>ρmin bh=200mm2(可)
(4)选3φ18(实配763.41mm2)
2.解:(1)查表:f cd=13.8MPa;f sd=330MPa;ξb=0.533;ρmin=0.2%;γ0=1.0
(2)本例取a s=40mm(或按实际计算),h0=460mm;验算A s=763.41mm2>ρmin bh=200mm2(可)
(3)公式:①f sd A s=f cd bx;②M u=f cd bx(h0-0.5x);适用条件:①ξ≤ξb;②ρ≥ρmin
将数值代入公式①得:x=91.28mm<x b=245.3mm(可);
将数值及x代入公式②得:M u=104.39kNm>γ0Md=100kNm(安全)
3.解:(1)查表:f cd=13.8MPa;f sd=330MPa;ξb=0.533;ρmin=0.2%;γ0=1.0
(2)取a s=65mm,h0=435mm;
(3)单筋梁最大承载力M b=f cd bh02ξb(1-0.5ξb)=204.26kNm<γ0M d,因不能加大截面和提高材料等级,故按双筋梁设计。

取a s’=40mm
(4)双筋梁公式:①f sd A s=f cd bξh0+f sd’A s’;② γ0M d=f cd bh02ξ(1-0.5ξ)+f sd’A s’(h0-a s’);条件:①ξ≤ξb;
②x≥2a s’
补充条件ξ=ξb;将数值代入公式②得:A s’=235.81mm2;
将数值及A s’代入公式①得:A s=2176.17mm2
(5)受压钢筋选2φ14(实配307.88mm2);受拉钢筋选6φ22(实配2280.8mm2);4.解:(1)查表:f cd=13.8MPa;f sd=330MPa;ξb=0.533;ρmin=0.2%;γ0=1.0
(2)取a s’=40mm;a s=65mm,h0=435mm;
(3)双筋梁公式:①f sd A s=f cd bξh0+f sd’A s’;② γ0M d=f cd bh02ξ(1-0.5ξ)+f sd’A s’(h0-a s’);条件:①ξ≤ξb;
②x≥2a s’
将数值代入公式②得:ξ=0.496<ξb(可);x=215.87mm>2a s’(可)
将数值及ξ代入公式①得:A s=2113.37mm2
(4)受拉钢筋选6φ22(实配2280.8mm2);
5.解:(1)查表:f cd=13.8MPa;f sd=330MPa;ξb=0.533;ρmin=0.2%;γ0=1.0
(2)取a s’=40mm;a s=65mm,h0=435mm;
(3)双筋梁公式:①f sd A s=f cd bξh0+f sd’A s’;②M u=f cd bh02ξ(1-0.5ξ)+f sd’A s’(h0-a s’);条件:①ξ≤ξb;
②x≥2a s’
将数值代入公式①得:ξ=0.5<ξb(可);x=217.49mm>2a s’(可)
将数值及ξ代入公式②得:M u=256.04kNm>γ0M d(安全)
6.解:(1)查表:f cd=13.8MPa;f sd=330MPa;ξb=0.533;ρmin=0.2%;γ0=1.0
(2)取a s=65mm,h0=435mm;
(3)判断:f cd b f’h f’(h0-0.5h f’)=212.52kNm<γ0M d(二类);
(4)二类T梁公式:①f sd A s=f cd bξh0+f cd(b f’-b)h f’;② γ0M d=f cd bh02ξ(1-0.5ξ)+ f cd(b f’-b)h f’(h0-0.5h f’);
适用条件:①ξ≤ξb;②ρ≥ρmin
将数值代入公式②得:ξ=0.33<ξb(可,x=143.34mm)
将数值及ξ代入公式①得:A s=2035.21mm2
(5)受拉钢筋选6φ22(实配2280.8mm2>ρmin bh=200mm2,可);
7.解:(1)查表:f cd=13.8MPa;f sd=330MPa;ξb=0.533;ρmin=0.2%;γ0=1.0
(2)取a s=65mm,h0=435mm;
(3)判断:f cd b f’h f’=552kN<f sd A s=627kN(二类);验算A s=1900.7mm2>ρmin bh=200mm2(可)(4)二类T梁公式:①f sd A s=f cd bξh0+f cd (b f’-b)h f’;②M u=f cd bh02ξ(1-0.5ξ)+ f cd(b f’-b)h f’(h0-0.5h f’);适用条件:①ξ≤ξb;②ρ≥ρmin
将数值代入公式①得:ξ=0.293<ξb(可,x=127.25mm)
将数值及ξ代入公式②得:M u=236.7mm2<γ0M d(不安全)
8.解:(1)查表:f cu,k=30MPa;f sv=195MPa;f td=1.39MPa;ρsv,min=0.18%;γ0=1.0;
(2)计算h0=h-a s=560mm;p=100ρ=0.6<2.5(可);α1=1.0;α2=1.0;a3=1.0
(3)截面尺寸复核:0.51×10-3f cu,k1/2bh0=312.9kN>γ0V d=121kN(截面满足上限要求)
0.5×10-3f td bh0=77.8kN<γ0V d=121kN,表明需要按计算配箍。

(4)仅配箍筋时,梁抗剪承载力公式:γ0V d’=α1α2α3(0.45×10-3)bh0((2+0.6p)f cu,k1/2ρsv f sv)1/2
将数值代入公式得:ρsv=0.0019=0.19%>ρsv,min=0.18%(可);
箍筋选用双肢φ8钢筋,则S v=A sv/(bρsv)=266mm。

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