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矩形截面柱基础交接处冲切承载力计算-结构工程师专业考核教程

【摘要】:图2.8-3 计算阶形基础的受冲切承载力截面位置a)柱与基础交接处 b)基础变阶处1—冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面 2—冲切破坏锥体的底面线 某无梁楼盖柱网尺寸为6m×6m,柱截面尺寸为450mm×450mm,楼板厚200mm,如图2.8-4,忽略柱帽的作用,混凝土强度等级为C25,箍筋采用HPB300,弯起钢筋采用HRB335。

对矩形截面柱的阶形基础,在柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力应符合下列规定(图2.8-3):

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式中 h0——柱与基础交接处或基础变阶处的截面有效高度,取两个配筋方向的截面有效高度的平均值;

ps——按荷载效应基本组合计算并考虑结构重要性系数的基础底面地基反力设计值(可扣除基础自重及其上的土重),当基础偏心受力时,可取用最大的地基反力设计值;

A——考虑冲切荷载时取用的多边形面积(图2.8-3中的阴影面积ABCDEF);

bt——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长:当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽;当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽;

bb——柱与基础交接处或基础变阶处的冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的下边长(图2.8-3a、b),bb=bt+2h0

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图2.8-3 计算阶形基础的受冲切承载力截面位置

a)柱与基础交接处 b)基础变阶处

1—冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面 2—冲切破坏锥体的底面线

【例2.8-1】 某无梁楼盖柱网尺寸为6m×6m,柱截面尺寸为450mm×450mm,楼板厚200mm,如图2.8-4,忽略柱帽的作用,混凝土强度等级为C25,箍筋采用HPB300,弯起钢筋采用HRB335。两个方向的平均as=20mm。

1.设板上承受均布荷载标准值为恒荷载q1=20kN/m2(包括自重),活荷载q2=3kN/m2,则无梁楼板承受的集中反力Fl与( )项数值最为接近。

(A)8483kN (B)10323kN

(C)9483kN (D)996.7kN

答案:(D)

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图 2.8-4

解答: h0=h-as=(200-20)mm=180mm

楼板所受均布荷载设计值:q=(20×1.2+3×1.4)kN/m2=28.2kN/m2

柱子所受轴力:N=6×6×28.2kN=1015.2kN

集中反力设计值:Fl=N-(0.45+2×0.18)2×28.2kN=996.7kN

2.该楼板不配置抗冲切钢筋时,柱帽周边楼板的受冲切承载力设计值与( )项数值最为接近。

(A)403kN (B)503kN

(C)456kN (D)492kN

答案:(A)

解答:距柱周边h0/2处的周边:um=4×(450+180)mm=2520mm

因柱的截面尺寸为正方形,故βs=2,相应地求得η1=1.0。

因柱为中柱,故αs=40mm,由式(2.8-3)(《混凝土结构设计规范》式(6.5.1-3))可知:

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η1η2,故取η=η1=1.0

0.7βhftηumh0=0.7×1.0×1.27×1.0×2520×180N=403250N≈403kN

3.若已知无梁楼板承受的集中反力设计值为Fl=424.1kN,则采用箍筋作为受冲切钢筋,所需的箍筋面积与( )项数值最为接近。

(A)495mm2 (B)543mm2 (C)630mm2 (D)606mm2

答案:(C)

解答:距柱周边h0/2处的周边:um=4×(450+180)mm=2520mm

因柱的截面尺寸为正方形,故βs=2,相应地求得η1=1.0。

因柱为中柱,故αs=40mm,由式(2.8-3)(《混凝土结构设计规范》式(6.5.1-3))可知:

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η1η2,故取η=η1=1.0。

箍筋总面积:

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4.集中反力设计值大小同上题,采用弯起钢筋作为受冲切钢筋时,冲切破坏锥体每一侧所需的弯起钢筋面积与( )项配置最为接近(弯起角度α=45°)。

(A)3978-7-111-45870-8-Chapter02-553.jpg12 (B)2978-7-111-45870-8-Chapter02-554.jpg12 (C)2978-7-111-45870-8-Chapter02-555.jpg16 (D)2978-7-111-45870-8-Chapter02-556.jpg14

答案:(B)

解答:umη的计算同上题,

弯起钢筋总面积:

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冲切破坏锥体每一侧的弯起钢筋面积为Asbu/4=802/4mm2≈201mm2,由板的构造规定,每一侧采用2978-7-111-45870-8-Chapter02-558.jpg12,As=226mm2

【例2.8-2】 已知一无梁楼板,柱网尺寸为5.5m×5.5m,板厚为160mm,中柱截面尺寸为400mm×400mm;混凝土强度等级为C30,在距柱边565mm处开有一700mm×500mm的孔洞如图2.8-5,as=25mm。

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图 2.8-5

1.设板上承受均布荷载标准值为恒荷载q1=15kN/m2(包括自重),活荷载q2=5kN/m2,则无梁楼板承受的集中反力Fl与下列( )项数值最为接近。

(A)745kN (B)698kN

(C)845kN (D)656kN

答案:(A)

解答:h0=h-as=(160-25)mm=135mm

楼板所受均布荷载设计值:q=(15×1.2+5×1.4)kN/m2=25kN/m2

柱子所受轴力:N=5.5×5.5×25kN=756.25kN

集中反力设计值:Fl=N-(0.4+2×0.135)2×25kN=745.03kN

2.假设AB的长度之和为242mm,若该楼板不配置抗冲切钢筋时,楼板的受冲切承载力设计值与下列( )项数值最为接近。

(A)256.5kN (B)338.8kN (C)423kN (D)321.5kN

答案:(A)

解答:根据第2.8.1节《混凝土结构设计规范》6.5.1条的规定:um=4×(400+135)mm=2140mm

因为:6h0=6×135mm=810mm>565mm

根据第2.8.1节2(《混凝土结构设计规范》6.5.2条)的规定,应考虑开洞的影响,因此计算截面周长:

um=(2140-242)mm=1898mm

因柱的截面尺寸为正方形,故βs=2,相应地求得η1=1.0。

因柱为中柱,故αs=40mm,由式(2.8-3)(《混凝土结构设计规范》式(6.5.1-3))可知:

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η1η2,故取η=η1=1.0

0.7βhftηumh0=0.7×1.0×1.43×1.0×1898×135N=256500N=256.5kN