大偏心受压发生条件
- 格式:docx
- 大小:36.58 KB
- 文档页数:2
《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案作业1一、选择题A D A DC DBA二、判断题1.× 2.√3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.√10.√三、简答题1.钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料,之所以能够有效地结合在一起而共同工作,其主要原因是什么?答:1)钢筋和混凝土之间良好的黏结力;2)接近的温度线膨胀系数;3)混凝土对钢筋的保护作用。
2.试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。
答:素混凝土梁承载力很低,受拉区混凝土一开裂,裂缝迅速发展,梁在瞬间骤然脆裂断开,变形发展不充分,属脆性破坏,梁中混凝土的抗压能力未能充分利用。
钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有很大提高,受拉区混凝土开裂后,钢筋可以代替受拉区混凝土承受拉力,裂缝不会迅速发展,直到钢筋应力达到屈服强度,随后荷载略有增加,致使受压区混凝土被压碎。
梁破坏前,其裂缝充分发展,变形明显增大,有明显的破坏预兆,结构的受力特性得到明显改善。
同时,混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力得到充分利用。
3.钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么?答:1)较高的强度和合适的屈强比;2)足够的塑性;3)可焊性;4)耐久性和耐火性5)与混凝土具有良好的黏结力。
4.什么是结构的极限状态?结构的极限状态分为几类,其含义是什么?答:整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求,这个特定状态称为该功能的极限状态。
结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态,称为承载能力极限状态。
结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态,称为正常使用极限状态。
5.什么是结构上的作用?结构上的作用分为哪两种?荷载属于哪种作用?答:结构上的作用是指施加在结构或构件上的力,以及引起结构变形和产生内力的原因。
大小偏心受压判别条件在生活中,我们经常会遇到大小偏心受压的情况。
所谓大小偏心受压,是指由于物体的大小或形状不同,在承受外力时,会产生不同程度的压力分布。
这种现象在工程设计、物理实验以及日常生活中都十分常见。
本文将从不同角度探讨大小偏心受压的判别条件。
一、力的大小与方向在判别大小偏心受压时,首先需要考虑力的大小与方向。
当物体受到的力作用点与物体的重心重合时,力的大小与方向对物体产生的压力分布没有影响。
然而,当力的作用点偏离物体的重心时,力的大小与方向会对物体的压力分布产生显著的影响。
以一个简单的实例来说明。
假设有一个长方形木板,木板的上半部分比下半部分重。
当我们将木板放在水平地面上时,木板的重心位于中点,压力分布均匀。
但是,如果我们施加一个向上的力在上半部分,使得木板发生倾斜,那么上半部分的压力就会增加,下半部分的压力就会减小。
这就是大小偏心受压的典型例子。
二、物体的形状与刚度除了力的大小与方向外,物体的形状与刚度也是判别大小偏心受压的重要条件。
物体的形状直接影响着力的传递路径和压力分布。
当物体的形状不规则或不对称时,压力分布会出现明显的偏离。
而物体的刚度则决定了物体对外力的抵抗能力,刚度越大,物体对外力的反作用越强。
以一个实际工程案例来说明。
在建筑设计中,柱子是承受垂直力的重要承载结构。
当柱子的截面形状不均匀或者材料的刚度不同,柱子在受压时就会出现大小偏心受压的情况。
这种情况下,柱子的一侧会承受更大的压力,而另一侧则承受较小的压力,从而导致柱子的变形和破坏。
三、物体的材料与强度除了力的大小与方向以及物体的形状与刚度外,物体的材料与强度也是判别大小偏心受压的重要条件。
物体的材料决定了它的力学性能和承受外力的能力。
当物体的材料强度不均匀或者存在缺陷时,物体在受压时就会出现不均匀的压力分布。
以一个例子来说明。
在汽车制造中,车身结构是承受各种外力的重要部分。
当车身的材料存在缺陷或者强度不均匀时,车身在受到碰撞力时就会产生大小偏心受压的现象。
2019年电大混凝土结构设计原理复习资料重要知识点选择题1.我国以立方体抗压强度该值作为混凝土强度的基本指标我国混凝土结构设计规范规定:混凝土强度等级依据(立方体抗压强度标准值)确定。
2.我国混凝土结构设计规范规定:对无明显流幅的钢筋,在构件承载力设计时,取极限抗拉强度的( 85% )作为条件屈服点。
3.(荷载标准值)是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值,是现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)中对各类荷载规定的设计取值。
4.《混凝土结构设计规范》规定,配有螺旋式或焊接环式间接钢筋柱的承载能力不能高于配有普通箍筋柱承载能力的 30% 5.对无明显屈服点的钢筋,《混凝土结构设计规范》取用的条件屈服强度为极限抗拉强度的0.85倍 6.对钢筋进行冷加工的目的是提高屈服强度 7.对于钢筋混凝土受弯构件,提高混凝土等级与提高钢筋等级相比,对承载能力的影响为提高钢筋等级效果大 8.对先张法和后张法的预应力混凝土构件,如果采用相同的张拉控制应力,则先张法所建立的钢筋有效预应力比后张法小 9. 材料强度设计值是材料强度标准值除以分项系数10. 结构可靠度的定义中所提到的结构的规定时间一般应为 50年11. 结构的可靠性是:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力。
12. 结构的功能要求不包括(经济性)13. 结构上的作用可分为直接作用和间接作用两种,下列不属于间接作用的是(风荷载)。
14. 下列各项预应力损失类型中,不属于后张法预应力损失的是(温差损失)15. 下列关于钢筋混凝土超筋梁正截面极限承载力的说法正确的是钢筋混凝土超筋梁截面极限承载力与混凝土强度等级有关16. 在下列关于混凝土徐变的概念中,正确的是水灰比越大,混凝土徐变越大17. 下列有关钢筋混凝土单筋梁ρmax 值得说法正确的是混凝土等级低,同时钢筋等级高,ρmax 小18. 下列几项中,说法错误的是受压构件破坏时,受压钢筋总是受压屈服的19. 下列哪种状态应按正常使用极限状态设计?影响耐久性能的局部损坏20. 下列关于钢筋混凝土结构的说法正确的是钢筋混凝土结构施工比较复杂,建造耗工较多,进行补强修复也比较困难21. 下列关于钢筋混凝土结构的说法错误的是钢筋混凝土结构自重大,有利于大跨度结构、高层建筑结构及抗震22. 以下破坏形式属延性破坏的是大偏压破坏23. 梁内钢筋的混凝土保护层厚度是指纵向受力钢筋的外表面到构件外表面的最小距离24. 梁斜坡截面破坏有多种形态,且均属脆性破坏,相比之下,脆性稍小一些的破坏形态是剪压破坏25. 梁的破坏形式为受拉钢筋先屈服,然后混凝土受压区破坏,则这种梁称为适筋梁26. 梁的破坏形式为受拉钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生,则这种梁称为(平衡配筋梁)。
大偏压与小偏压解决方案比较偏心受压构件正截面承载力计算一、偏心受压构件正截面的破坏特征(一)破坏类型1、受拉破坏:当偏心距较大,且受拉钢筋配置得不太多时,发生的破坏属大偏压破坏。
这种破坏特点是受拉区、受压区的钢筋都能达到屈服,受压区的混凝土也能达到极限压应变,如图7—2a 所示。
2、受压破坏:当偏心距较小或很小时,或者虽然相对偏心距较大,但此时配置了很多的受拉钢筋时,发生的破坏属小偏压破坏。
这种破坏特点是,靠近纵向力那一端的钢筋能达到屈服,混凝土被压碎,而远离纵向力那一端的钢筋不管是受拉还是受压,一般情况下达不到屈服。
(二)界限破坏及大小偏心受压的分界1、界限破坏在大偏心受压破坏和小偏心受压破坏之间,从理论上考虑存在一种“界限破坏”状态;当受拉区的受拉钢筋达到屈服时,受压区边缘混凝土的压应变刚好达到极限压应变值。
这种特殊状态可作为区分大小偏压的界限。
二者本质区别在于受拉区的钢筋是否屈服。
2、大小偏心受压的分界由于大偏心受压与受弯构件的适筋梁破坏特征类同,因此,也可用相对受压区高度比值大小来判别。
当时,截面属于大偏压;当时,截面属于小偏压;当时,截面处于界限状态。
二、偏心受压构件正截面承载力计算(一)矩形截面非对称配筋构件正截面承载力1、基本计算公式及适用条件:(1)大偏压():,(7-3),(7-4)(7-5)注意式中各符号的含义。
公式的适用条件:(7-6)(7-7)界限情况下的:(7-8)当截面尺寸、配筋面积和材料强度为已知时,为定值,按式(7-8)确定。
(2)小偏压():(7-9)(7-10)式中根据实测结果可近似按下式计算:(7-11)注意:﹡基本公式中条件满足时,才能保证受压钢筋达到屈服。
当时,受压钢筋达不到屈服,其正截面的承载力按下式计算。
(7-12)为轴向压力作用点到受压纵向钢筋合力点的距离,计算中应计入偏心距增大系数。
﹡﹡矩形截面非对称配筋的小偏心受压构件,当N >f c bh时,尚应按下列公式验算:(7-13)(7-14)式中,——轴向压力作用点到受压区纵向钢筋合力点的距离;——纵向受压钢筋合力点到截面远边的距离;2、垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算当轴向压力设计值N较大且弯矩作用平面内的偏心距较小时,若垂直于弯矩作用平面的长细比较大或边长较小时,则有可能由垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力起控制作用。
矩形截面偏心受压构件正截面的承载力计算一、矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载力计算公式 (一)大偏心受压构件正截面受压承载力计算(1)计算公式由力的平衡条件及各力对受拉钢筋合力点取矩的力矩平衡条件,可以得到下面两个基本计算公式:s y s y c A f A f bx f N -+=''1α (7-23)()'0''012a h A f x h bx f Ne s y c -+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α (7-24)式中: N —轴向力设计值;α1 —混凝土强度调整系数;e —轴向力作用点至受拉钢筋A S 合力点之间的距离;a he e i -+=2η (7-25) a i e e e +=0 (7-26)η—考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数,按式(7-22)计算;e i —初始偏心距;e 0 —轴向力对截面重心的偏心距,e 0 =M/N ;e a —附加偏心距,其值取偏心方向截面尺寸的1/30和20㎜中的较大者; x —受压区计算高度。
(2)适用条件1) 为了保证构件破坏时受拉区钢筋应力先达到屈服强度,要求(7-27) 式中 x b — 界限破坏时,受压区计算高度,o b b h x ξ= ,ξb 的计算见与受弯构件相同。
2) 为了保证构件破坏时,受压钢筋应力能达到屈服强度,和双筋受弯构件相同,要求满足:'2a x ≥ (7-28) 式中 a ′ — 纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。
(二)小偏心受压构件正截面受压承载力计算(1)计算公式根据力的平衡条件及力矩平衡条件可得s s s y c A A f bx f N σα-+=''1 (7-29)⎪⎭⎫ ⎝⎛'-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=s s y c a h A f x h bx f Ne 0''012α (7-30) ()'0''1'2s s s s c a h A a x bx f Ne -+⎪⎭⎫⎝⎛-=σα (7-31)式中 x — 受压区计算高度,当x >h ,在计算时,取x =h ;σs — 钢筋As 的应力值,可根据截面应变保持平面的假定计算,亦可近似取:y b s f 11βξβξσ--=(7-32)要求满足:y s y f f ≤≤σ'x b — 界限破坏时受压区计算高度,0h x b b ξ=;— 分别为相对受压区计算高度 x/h 0和相对界限受压区计算高度x b /h 0 ; ′— 分别为轴向力作用点至受拉钢筋A s 合力点和受压钢筋A s ′合力点之间的距离 a he e i -+=2η (7-33) ''2a e he i --=η (7-34) (2)对于小偏心受压构件当bh f N c >时,除按上述式(7-30)和式(7-31)或式(7-32)计算外,还应满足下列条件:()()s s y c a a h A f h h bh f e e a h N -+⎪⎭⎫⎝⎛-≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡---'0''00'22 (7-35 )式中 — 钢筋合力点至离纵向较远一侧边缘的距离,即s a h h -='0。
《混凝土结构设计原理》第六章受压构件正截面承载力计算课堂笔记♦主要内容受压构件的构造要求轴心受压构件承载力的计算偏心受压构件正截面的两种破坏形态及英判别偏心受压构件的N厂血关系曲线偏心受压构件正截面受压承载力的计算偏心受压构件斜截面受剪承载力的汁算♦学习要求1.深入理解轴心受压短柱在受力过程中,截而应力重分布的概念以及螺旋箍筋柱间接配筋的概念。
2.深入理解偏心受压构件正截而的两种破坏形式并熟练掌握其判别方法。
3.深入理解偏心受压构件的Nu-Mu关系曲线。
4.熟练掌握对称配筋和不对称配筋矩形截而偏心受压构件受压承载力的计算方法。
5.掌握受压构件的主要构造要求和规定。
♦重点难点偏心受压构件正截而的破坏形态及其判别;偏心受压构件正截面承载力的计算理论:对称配筋和不对称配筋矩形截面偏心受压构件受压承载力的计算方法:偏心受压构件的Nu-Mu关系曲线;偏心受压构件斜截面抗剪承载力的计算。
6.1受压构件的一般构造要求结构中常用的柱子是典型的受压构件。
6.1.1材料强度混凝上:受压构件的承载力主要取决于混凝丄强度,一般应采用强度等级较髙的混凝上,目前我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C30-C40,在髙层建筑中,C50-C60级混凝上也经常使用。
6.1.2截面形状和尺寸柱常见截面形式有圆形、环形和方形和矩形。
单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。
圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。
柱的截面尺寸不宜过小,一般应控制在lo/b^30及l°/hW25°当柱截面的边长在800mm以下时,一般以50mm为模数,边长在800mm以上时,以100mm为模数。
6.1.3纵向钢筋构造纵向钢筋配筋率过小时,纵筋对柱的承载力影响很小,接近于素混凝土柱,纵筋不能起到防止混凝上受压脆性破坏的缓冲作用。
同时考虑到实际结构中存在偶然附加弯矩的作用(垂直于弯矩作用平面),以及收缩和温度变化产生的拉应力,规定了受压钢筋的最小配筋率。
大偏心受压的本质条件1. 大偏心受压的本质条件之一就是偏心距要大呀!就好比两个人站在一起,一个使劲往一边偏,这偏的程度可就大啦!比如那根柱子,一边受力特别大,这不就是大偏心受压嘛!2. 受压构件的长边和短边差距得明显,这也是大偏心受压的本质条件哦!这不就像一个高个子和一个矮个子站在一起,那差别一目了然呀!像那根长长的钢梁和短的那根比,就是这样的情况嘛!3. 材料的强度差异也很关键呢!要是一边强一边弱,那可不就容易大偏心受压啦!就好像一个大力士和一个小瘦子,力量差别大着呢,这不就是类似的道理嘛!比如那两种不同材质的杆件。
4. 荷载的分布不均匀也是个重要条件呀!哎呀,这就好像给一个人身上这边压的东西多,那边压的少,能不偏心受压嘛!就像那个屋顶,一边堆的东西多,可不就容易出现这种情况嘛!5. 构件的几何形状不规则也会导致大偏心受压呢!这就像一个奇形怪状的东西,肯定受力不均匀呀!比如说那个歪歪扭扭的支架,不就是这样嘛!6. 有没有约束也很重要哦!要是一边能自由变形,另一边被限制住了,那不就是大偏心受压了嘛!就像一个人一只手能随便动,另一只手被绑住了,这多明显呀!看看那个被固定住一边的板子。
7. 偏心方向的稳定性也得考虑呀!要是一边晃悠晃悠的,另一边稳稳的,这能不是大偏心受压嘛!好比一个人走路歪歪扭扭,另一个走得稳稳当当,这就是差别呀!像那个总是往一边歪的架子。
8. 不同部位的连接方式不一样也会有影响哦!这就好像两个人手牵手,一个拉得紧,一个松松的,这不就是不一样嘛!看看那个连接不牢固的结构体。
9. 周边环境对大偏心受压也有作用呢!要是一边环境恶劣,一边还好,能不偏心嘛!就像一个在狂风中,一个在平静处,这能一样嘛!像那个一边老是被风吹的构件。
10. 自身的初始缺陷也可能导致大偏心受压呀!这就像一个人生下来就有点小毛病一样,能没影响嘛!比如那个本身就有点弯曲的杆件。
总之,大偏心受压的本质条件挺多的,这些条件都得好好考虑,不然结构可就不安全啦!。
大偏心受压发生条件
一、什么是大偏心受压
大偏心受压是指柱端受压时,受力面与柱轴线之间存在一定的偏心距离,即柱端受力面与
柱轴线不重合,而是有一定的偏心距离。
二、大偏心受压发生条件
1、结构荷载处于非线性变形状态;
2、结构受力面和柱轴线不重合,即存在一定的偏心距离;
3、柱端受力面的偏心距离大于柱的断面尺寸;
4、柱受力较小的一端的偏心距离要大于柱受力较大的一端的偏心距离。
三、大偏心受压发生的实例
1、悬臂梁
悬臂梁是一种结构形式,受力面与梁轴线不重合,当梁受力较大的一端的偏心距离大于梁受力较小的一端的偏心距离时,就会发生大偏心受压,因此悬臂梁的设计时要特别注意这
一点。
2、拱形桁架
拱形桁架也是一种结构形式,受力面与桁架轴线不重合,当桁架受力较大的一端的偏心距
离大于桁架受力较小的一端的偏心距离时,就会发生大偏心受压,因此拱形桁架的设计时
也要特别注意这一点。
四、大偏心受压发生后的影响
1、结构受力不均匀,结构受力较大的一端会受到更大的荷载,从而导致结构受力不均匀;
2、结构构件受力不均衡,结构构件受力较大的一端会受到更大的荷载,从而导致结构构
件受力不均衡;
3、结构的抗震性能受到影响,大偏心受压使结构受力不均匀,从而影响结构的抗震性能;
4、结构的安全性受到影响,大偏心受压使结构受力不均衡,从而影响结构的安全性。
五、大偏心受压的预防措施
1、采用结构受力均匀的设计方法,如减少支撑点的偏心距离,减少框架结构的偏心距离等;
2、采用结构受力均衡的设计方法,如采用梁柱连接的方法,使结构构件受力均衡;
3、采用抗震设计的方法,如采用抗剪结构,增加支撑点,减少框架结构的偏心距离等;
4、采用安全设计的方法,如采用钢结构,钢构件受力均衡,从而提高结构的安全性。
六、总结
大偏心受压是指柱端受压时,受力面与柱轴线之间存在一定的偏心距离,当柱端受力面的
偏心距离大于柱的断面尺寸,柱受力较小的一端的偏心距离要大于柱受力较大的一端的偏
心距离时,就会发生大偏心受压,其发生的影响有结构受力不均匀,结构构件受力不均衡,结构的抗震性能受到影响,结构的安全性受到影响等,因此,在设计结构时,应该采取结构受力均匀,结构受力均衡,抗震设计,安全设计等措施,以防止大偏心受压的发生。