談水工少筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法(二)

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三、規(guī)范的應(yīng)用舉例
    例1一水閘底板,板厚1.5m,采用C20級(jí)混凝土和Ⅱ級(jí)鋼筋,每米板寬承受彎矩設(shè)計(jì)值M=220kN/m(已包含γ0、φ系數(shù)在內(nèi)),試配置受拉鋼筋A(yù)s.
    解:1)取1m板寬,按受彎構(gòu)件承載力公式計(jì)算受拉鋼筋截面面積As.
    αs===0.012556
    ξ=1-=1-=0.0126
    As===591mm2
    計(jì)算配筋率ρ===0.041%
    2)如按一般梁、柱構(gòu)件考慮,則必須滿(mǎn)足ρ≥ρmin條件,查規(guī)范表9.5.1,得ρ0min=0.15%,
    則As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2
    3)現(xiàn)因底板為大尺寸厚板,可按規(guī)范9.5.2計(jì)算ρmin
    ρmin===0.0779%
    As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2
    實(shí)際選配每米5Φ18(As=1272mm2)
    討論:1)對(duì)大截面尺寸構(gòu)件,采用規(guī)范9.5.2計(jì)算的可變的ρmin比采用規(guī)范表9.5.1所列的固定的ρ0min可節(jié)省大量鋼筋,本例為1:1130/2175=1:0.52.
    2)若將此水閘底板的板厚h增大為2.5m,按規(guī)范9.5.2計(jì)算的ρmin變?yōu)椋?BR>    ρmin===0.0461%
    則As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2
    可見(jiàn),采用規(guī)范9.5.2計(jì)算最小配筋率時(shí),當(dāng)承受的內(nèi)力不變,則不論板厚再增大多少,配筋面積As將保持不變。
    例2一軸心受壓柱,承受軸向壓力設(shè)計(jì)值N=9000kN;采用C20級(jí)混凝土和I級(jí)鋼筋;柱計(jì)算高度l0=7m;試分別求柱截面尺寸為b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m時(shí)的受壓鋼筋面積。
    解:1)b×h=1.0m×1.0m時(shí),軸心受壓柱承載力公式為:
    N≤φ(fcA+fy′As′)
    ==7<8,屬于短柱,穩(wěn)定系數(shù)φ=1.0,
    As′===3809mm2
    ρ′===0.38%
    由規(guī)范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%,對(duì)一般構(gòu)件,應(yīng)按ρ0min′配筋
    As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2
    2)b×h=2.0m×2.0m時(shí),若仍按一般構(gòu)件配筋,則
    As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2
    現(xiàn)因構(gòu)件尺寸已較大,可按規(guī)范9.5.3計(jì)算最小配筋率:
    ρmin′=ρ0min′( )
    式中因?qū)嶋H配筋量As′尚不知,故需先假定As′計(jì)算Nu.
    ①假定As′=4000mm2.
    Nu=fy′As′+fyAs
    =210×4000+10×4.0×106=40.84×106N
    ρmin′=ρ0min′( )
    =0.4%()=0.106%
    As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2
    ②假定As′=4231mm2.
    Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106N
    ρmin′=0.4%( )=0.1056%
    As′=ρ0min′A=0.1056%×4.0×106=4225mm2
    與原假定已十分接近,取As′=4225mm2.