建筑结构第7章 钢筋混凝土受拉构件
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考试要求本课程考试重点是考核对建筑结构基本构件的基本概念,基本理论、构造做法和结构基本的分析方法、计算方法的掌握情况。
试题类型分为两类:第一类判断题、选择题和简答题和填空题等,约占55%;第二类计算题,约占45%。
1.钢筋与混凝土的力学性能(2章)考核目的通过本章的考核,旨在检验学生对钢筋与混凝土两大材料的力学性能的掌握程度:重点是两大材料的强度的应用及各自的应力应变曲线特点。
检验学生对钢筋和混凝土共同工作的基础的了解,要求学生了解粘结强度的来源。
考核知识点1.混凝土的强度:强度等级(取值),抗压强度(立方抗压强度、轴心抗压强度),轴心抗拉强度及复合应力状态下的强度。
混凝土的变形:短期荷载作用下的应力应变关系,弹性模量和变形模量,收缩和徐变。
2.钢筋的品种、级别。
钢筋的应力应变关系,钢筋的强度、变形和弹性模量。
3.钢筋与混凝土的共同工作原理(粘结原理)。
考核要求1.理解有明显屈服点的钢筋应力应变曲线的特性,掌握屈服强度、极限强度,了解其相应的应变值,了解常用的钢筋强度等级及取值方法。
2.掌握混凝土立方体抗压强度标准值与强度等级的概念,掌握混凝土轴心抗压强度、立方体抗压强度、抗拉强度的相对大小关系,3.了解粘结强度的三大来源及其影响因素,了解光面钢筋和带肋钢筋粘结强度的主要来源。
2.受弯构件(3、4章、8章)考核目的通过本章的考核,旨在检验学生对受弯构件截面设计和截面复核的掌握程度:以单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为重点,以一般梁的斜截面承载力计算为重点,检验学生对受弯构件承载力计算理论、计算步骤、计算方法的掌握程度。
检验学生对梁的构造要求、受弯构件裂缝验算和挠度验算的了解程度。
考核知识点1.单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面的正截面承载力的设计与复核。
2.有腹筋梁的斜截面承载力计算,受弯构件的钢筋布置和构造要求。
3. 受弯构件裂缝验算和挠度验算考核要求1.了解混凝土构件的分类:受弯、受剪、受压、受拉和受扭,理解构件属于哪类受力构件。
思考题答案实际工程中,哪些受拉构件可以按轴心受拉构件计算,哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算答:由于混凝土是一种非匀质材料,加之荷载不可避免的偏心和施工上的误差,无法做到纵向拉力能通过构件任意正截面的形心线,因此严格地说实际工程中没有真正的轴心受拉构件。
但当构件上弯矩很小(或偏心距很小)时,为方便计算,可将此类构件简化为轴心受拉构件进行设计,如承受节点荷载的屋架或托架的受拉弦杆、腹杆,刚架、拱的拉杆,承受内压力的环形管壁及圆形贮液池的壁筒等。
偏心受拉构件时一种介于轴心受拉构件与受弯构件之间的受力构件。
如矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱、承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。
大小偏心受拉构件的界限是什么这两种受拉构件的受力特点和破坏形态有何不同答:大、小偏心受拉构件的本质界限是构件截面上是否存在受压区。
由于截面上受压区的存在与否与轴向拉力N作用点的位置有直接关系,所以在实际设计中以轴向拉力N的作用点在钢筋A s和A's之间或钢筋A s和A's之外,作为判定大小偏心受拉的界限。
当纵向拉力N作用在A s合力点与A's合力点之间(e0≤h/2-a s)时(图),发生小偏心受拉破坏。
小偏心受拉破坏,截面混凝土都将裂通,偏心拉力全有左右两侧的纵向钢筋承受。
只要两侧钢筋均不超过正常需要量,则当截面达到承载能力极限状态时,钢筋A s和A's的拉应力均可能达到屈服强度。
因此可以认为,对0<e0≤h/2-a s的小偏心受拉构件,混凝土完全不参加工作,两侧钢筋A s及A's均受拉屈服。
当纵向拉力N作用在A s合力点与A's合力点之外(e0>h/2-a s)时(图),发生大偏心受拉破坏。
大偏心受拉破坏特征与A s的数量多少有关,当A s数量适当时,受拉钢筋首先屈服,然后受压钢筋应力达到屈服强度,受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏,这与大偏心受压破坏特征类似。
《混凝土结构设计原理》思考题及习题苏州科技学院土木工程系2003年8月第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时有哪些特点?钢筋和混凝土是如何共同工作的?1.2钢筋混凝土结构有哪些优点和缺点?1.3本课程主要包括哪些内容?学习本课程要注意哪些问题?第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1混凝土的立方体抗压强度f cu,k、轴心抗压强度f ck和抗拉强度f tk是如何确定的?为什么f ck低于f cu,k?f tk与f cu,k有何关系?f ck与f cu,k有何关系?2.2混凝土的强度等级是根据什么确定的?我国新《规范》规定的混凝土强度等级有哪些?2.3某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足,根据约束混凝土原理如何加固该柱?2.4单向受力状态下,混凝土的强度与哪些因素有关?混凝土轴心受压应力—应变曲线有何特点?常用的表示应力—应变关系的数学模型有哪几种?2.5混凝土的变形模量和弹性模量是怎样确定的?2.6什么是混凝土的疲劳破坏?疲劳破坏时应力—应变曲线有何特点?2.7什么是混凝土的徐变?徐变对混凝土构件有何影响?通常认为影响徐变的主要因素有哪些?如何减少徐变?2.8混凝土收缩对钢筋混凝土构件有何影响?收缩与哪些因素有关?如何减少收缩?2.9软钢和硬钢的应力—应变曲线有何不同?二者的强度取值有何不同?我国新《规范》中将钢筋按强度分为哪些类型?了解钢筋的应力—应变曲线的数学模型。
2.10钢筋有哪些形式?钢筋冷加工的方法有哪几种?冷拉和冷拔后钢筋的力学性能有何变化?2.11钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?2.12什么是钢筋和混凝土之间的粘结力?影响钢筋和混凝土粘结强度的主要因素有哪些?为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施?第3章按近似概率理论的极限状态设计法思考题3.1结构可靠性的含义是什么?它包含哪些功能要求?结构超过极限状态会产生什么后果?建筑结构安全等级是按什么原则划分的?3.2“作用”和“荷载”有什么区别?影响结构可靠性的因素有哪些?结构构件的抗力与哪些因素有关?为什么说构件的抗力是一个随机变量?3.3什么是结构的极限状态?结构的极限状态分为几类?其含义各是什么?3.4工程结构应该满足哪些功能要求?结构的设计工作寿命如何确定?结构超过其设计工作寿命是否意味着不能再使用?为什么?3.5正态分布概率密度曲线有哪些数字特征?这些数字特征各表示什么意义?正态分布概率密度曲线有何特点?3.6材料强度是服从正态分布的随机变量x,其概率密度为f(x),怎样计算材料强度大于某一取值x0的概率P(x>x0)?3.7什么是保证率?什么叫结构的可靠度和可靠指标?3.8什么是结构的功能函数?什么是结构的极限状态?功能函数Z>0、Z<0和Z=0时各表示结构处于什么样的状态?3.9什么是结构可靠概率p s和失效概率p f?什么是目标可靠指标?可靠指标与结构失效概率有何定性关系?怎样确定可靠指标?为什么说我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率设计方法?其主要特点是什么?3.10 我国“规范”承载力极限状态设计表达式采用何种形式?说明式中各符号的物理意义及荷载效应基本组合的取值原则。
青岛黄海职业学院教师教案(编号1)年月日课题第七章受拉构件和预应力混凝土构件课时7.1受拉构件简介教学目的掌握手拉构件的概念,轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教学重点轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教学难点轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教学关键点轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教具《建筑结构》教材及教案板书设计第七章受拉构件和预应力混凝土构件7.1受拉构件简介一、轴心受拉构件承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算三、偏心受拉构件斜截面承载力计算第页教案内容及教学过程提示与补充课题导入:钢筋混凝土受拉构件分为轴心受压构件与偏心受压构件。
课程新授:7.1受拉构件简介一、轴心受拉构件正截面受拉承载力计算1.三个受力阶段(与适筋梁相似)(1) 第Ⅰ阶段:未裂阶段——加载~混凝土受拉开裂前;(2) 第Ⅱ阶段:裂缝阶段——混凝土开裂~钢筋即将屈服;(3) 第Ⅲ阶段:破坏阶段——受拉钢筋开始屈服~全部受拉钢筋达到屈服。
2.计算公式全部拉力由钢筋来承担。
Nu = fyAs(7-1)二、偏心受拉构件正截面受拉承载力计算偏心受拉构件正截面受拉承载力计算,按纵向拉力N的位置不同,可分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况:(1) 当N作用在钢筋As 合力点及As′合力点范围以外时,属于大偏心受拉;(2) 当N作用在钢筋As 合力点及As′合力点范围以内时,属于小偏心受拉。
(一)大偏心受拉构件正截面的承载力计算1计算公式图7-1当N作用在钢筋As 合力点及As′合力点范围以外时,截面虽开裂,但截面不会裂通,还有受压区。
构件破坏时,钢筋As 及As′的应力都达到屈服强度,受压区混凝土强度达到α1fc。
第页教案内容及教学过程提示与补充基本公式如下:Nu = fyAs- fy′As′-α1fcbx (7-2)Nu e = α1fcbx(h-x/2)+fy′As′(h-as′) (7-3)式中 Nu——受拉承载力设计值;e ——轴拉力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离;e′——轴拉力作用点至受压钢筋A s′合力点之间的距离;e = e0- h/2 + as(6-23)e′= e0 + h/2 - as′x ——受压区计算高度;as′——纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。
第三节钢筋混凝土结构一、概述(一)钢筋混凝土的基本概念混凝土的抗压强度很高,但抗拉强度很低,在拉应力处于很小的状态时即出现裂缝,影响了构件的使用,为了提高构件的承载能力,在构件中配置一定数量的钢筋,用钢筋承担拉力而让混凝土承担压力,发挥各自材料的特性,从而可以使构件的承载能力得到很大的提高。
这种由混凝土和钢筋两种材料组成的构件,就成为钢筋混凝土结构。
钢筋和混凝土这两种材料能有效地结合在一起共同工作,主要是由于混凝土硬结后,钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,使两者可靠地结合在一起,从而保证了在荷载作用下构件中的钢筋与混凝土协调变形、共同受力。
其次,钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近——混凝土:1.0×10-5/℃;钢:1.2×10-5/℃(1×10-5/℃,即温度每升高1℃,每1m伸长0.Olmm);因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
钢筋混凝土具有以下特点:(1)节约钢材,降低造价。
由于合理地利用了两种材料的特性,使构件强度较高,刚度较大,比起钢结构来可节约钢材。
(2)耐久性和耐火性较好。
由于混凝土对钢筋起到保护作用,使构件的耐久性和耐火性明显优于钢结构。
(3)可塑性好。
钢筋混凝土可根据需要浇筑成各种形状。
(4)现浇钢筋混凝土结构整体性好、刚度大,又具有一定的延性,适用于抗震结构。
(5)可以就地取材。
钢筋混凝土中的砂、石一般可以就地取材,降低造价。
由于钢筋混凝土具有以上优点,因此,在建筑结构中得到了广泛的应用。
但是,钢筋混凝土也存在着自重大、抗裂性差、隔热隔声性能较差、施工现场作业劳动量大等缺点。
这些缺点,随着技术的进步将会逐步得到克服和改善。
(二)混凝土材料的力学性能1.混凝土强度标准值(1)立方体抗压强度混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定,立方体抗压强度标准值是混凝土种力学指标的基代表值。
混凝土的立方体抗压强度是根据边长为150mm的立方体试件,用标准方法制作和养护(即温度为20±3℃,相对湿度不小于90%),经28天龄期(或按设计规定的龄期),用标准试验方法(加载速度为每秒0.3~0.8N/mm2,试件两端与试验机接触面不涂润滑剂)进行抗压试验,测得的具有95%保证率的抗压强度极限值。