某楼门厅钢筋混凝土现浇框架结构轴心受压柱,直径为400mm,计算长度LO=4.2m。混凝土强度等级为C30,纵向钢筋采用HRB400级钢筋,As′=3041 mm2,螺旋箍筋采用HRB335级钢筋,直径为8mm,间距为50 mm。环境类别为一类。求柱正截面受压承载力设计值Nu的数值。(提示:可按照dcor=340mm计算,fc=14.3N/mm2,HRB400级钢筋,fy'=360N/mm2,HRB335级钢筋,fy=300N/mm2;LO/d:①当≤7时,稳定系数φ=1.0;②当等于8.5时,φ=0.98;③当等于10.5时,φ=0.95;④当等于12时,φ=0.92;公式:按照螺旋箍筋柱计算承载力:Nu=0.9(fcAcor+fy'As′+2αfy ASSO); 按照普通箍筋柱计算承载力:Nu=0.9φ(fcA+fy'As′))。(15分)

答案
解题要点:长细比Lo/d=4200/400=10.5<12,可按照螺旋箍筋柱计算。
(1)按照螺旋箍筋柱计算承载力:
混凝土核心截面面积为Acor=πd2cor/4=3.14×3402/4=90746(mm2)
ASSO=πd2cor ASSl /s=3.14×340×50.3/50=1074(mm2)
因ASSO>0.25 As′,满足构造要求。
Nu=0.9(fcAcor+fy'As′+2αfy ASSO)
=0.9×(14.3×90746+360×3041+2×1.0×300×1074)
=2733.15×103(N)
(2)按照普通箍筋柱计算承载力:Lo/d=4200/400=10.5,根据提示φ=0.9575
配筋率为3041/π×3402/4=0.024<0.03,故
Nu=0.9φ(fcA+fy'As′)=0.9×0.95(14.3×π×3402/4+360×3041)
=2471.67×103(N)
将二者的比值为2733.15/2471.67=1.1<1.5,故承载力为2733.15kN