偏心受压构件正截面承载力Nu
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1.1 钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
2.1 ①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d ,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的。
②混凝土的轴心抗压强度标准值f ck 是根据以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度确定的。
③混凝土的轴心抗拉强度标准值f tk 是采用直接轴心抗拉试验直接测试或通过圆柱体或立方体的劈裂试验间接测试,测得的具有95%保证率的轴心抗拉强度。
④由于棱柱体标准试件比立方体标准试件的高度大,试验机压板与试件之间的摩擦力对棱柱体试件高度中部的横向变形的约束影响比对立方体试件的小,所以棱柱体试件的抗压强度比立方体的强度值小,故f ck 低于f cu,k 。
⑤轴心抗拉强度标准值f tk 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为:245.055.0k cu,tk )645.11(395.088.0αδ⨯-⨯=f f 。
⑥轴心抗压强度标准值f ck 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为:k cu,21ck 88.0f f αα=。
2.2 根据约束原理,要提高混凝土的抗压强度,就要对混凝土的横向变形加以约束,从而限制混凝土内部微裂缝的发展。
因此,工程上通常采用沿方形钢筋混凝土短柱高度方向环向设置密排矩形箍筋的方法来约束混凝土,然后沿柱四周支模板,浇筑混凝土保护层,以此改善钢筋混凝土短柱的受力性能,达到提高混凝土的抗压强度和延性的目的。
2.3 连接混凝土受压应力—应变曲线的原点至曲线任一点处割线的斜率,即为混凝土的变形模量。
偏心受压构件正截面受压破坏形态偏心受压短柱的破坏形态试验表明,钢筋混凝土偏心受压短柱的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种情况。
1.受拉破坏形态受拉破坏又称大偏心受压破坏,它发生于轴向力N的相对偏心距较大,且受拉钢筋配置得不太多时。
受拉破坏形态的特点是受拉钢筋先达到屈服强度,导致压区混凝土压碎,是与适筋梁破坏形态相似的延性破坏类型。
构件破坏时,其正截面上的应力状态如上图(a)所示;构件破坏时的立面展开图见下图(b)。
2.受压破坏形态受压破坏形态又称小偏心受压破坏,截面破坏是从受压区开始的,发生于以下两种情况。
(1)当轴向力N的相对偏心距较小时,构件截面全部受压或大部分受压,如图(a)或下图(b)所示的情况。
(2)当轴向力的相对偏心距虽然较大,但却配置了特别多的受拉钢筋,致使受拉钢筋始终不屈服。
破坏时,受压区边缘混凝土达到极限压应变值,受压钢筋应力达到抗压屈服强度,而远侧钢筋受拉而不屈服,其截面上的应力状态如下图(a)所示。
破坏无明显预兆,压碎区段较长,混凝土强度越高,破坏越带突然性,见下图(c)。
总之,受压破坏形态或称小偏心受压破坏形态的特点是混凝土先被压碎,远侧钢筋可能受拉也可能受压,但都不屈服,属于脆性破坏类型。
在“受拉破坏形态”与“受压破坏形态”之间存在着一种界限破坏形态,称为“界限破坏”。
它不仅有横向主裂缝,而且比较明显.。
其主要特征是:在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时、受压区混凝土被压碎。
界限破坏形态也属子受拉破坏形态。
长柱的正截面受压破坏试验表明,钢筋混凝土柱在承受偏心受压荷载后,会产生纵向弯曲。
但长细比小的柱,即所谓“短柱”,由于纵向弯曲小,在设计时一般可忽略不计。
对于长细比较大的柱则不同,它会产生比较大的纵向弯曲,设计时必须予以考虑。
下图是一根长柱的荷载一侧向变形(N -f)实验曲线。
偏心受压长柱在纵向弯曲影响下‘可能发生两种形式的破坏。
长细比很大时,构件的破坏不是由于材料引起的,而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的,称为“失稳破坏”。
2010年混凝土结构设计原理模拟试卷二一、单项选择题(50小题,共50分)(1)由Nu-Mu相关曲线可以看出,下面观点不正确的是:()。
A.小偏心受压情况下,随着N的增加,正截面受弯承载力随之减小;B.大偏心受压情况下,随着N的增加,正截面受弯承载力随之减小;C.界限破坏时,正截面受弯承载力达到最大值;D.对称配筋时,如果截面尺寸和形状相同,混凝土强度等级和钢筋级别也相同,但配筋数量不同,则在界限破坏时,它们的Nu是相同的;(2)钢筋砼柱发生小偏压破坏的条件是:A.偏心距较大,且受拉钢筋配置不多;B.受拉钢筋配置过少;C.偏心距较大,但受压钢筋配置过多;D.偏心距较小,或偏心距较大,但受拉钢筋配置过多。
(3)《混凝土规范》规定,当矩形截面偏心受压构件的长细比如[ ]时,可以取。
a.≤8; b. ≤1.75; c. ≤5; d. ≤6。
(4)下列关于钢筋混凝上受拉构件的叙述中,[ ]是错误的。
a钢筋混凝土轴心受拉构件破坏时,混凝土已被拉裂,开裂截面全部外力由钢筋来承担;b当轴向拉力N作用于A。
合力点及,合力点以内时,发生小偏心受拉破坏;c破坏时,钢筋混凝土轴心受拉构件截面存在受压区;d小偏心受拉构件破坏时,只有当纵向拉力N作用于钢筋截面面积的“塑性中心”时,两侧纵向钢筋才会同时达到屈服强度。
(5)两个仅配筋率不同的轴压柱,若混凝土的徐变值相同,柱A配筋率大于柱B,则引起的应力重分布程度是[ ]。
A.柱A=柱B;B.柱A>柱B;C.柱A<柱B;(6)规范规定:按螺旋箍筋柱计算的承载力不得超过普通柱的1.5倍,这是为[ ]A.在正常使用阶段外层混凝土不致脱落 B.不发生脆性破坏;C.限制截面尺寸; D.保证构件的延性;(7)在设计双筋梁、大偏压和大偏拉构件中要求的条件是为了:[ ]A.防止受压钢筋压屈; B.保证受压钢筋在构件破坏时能达到设计屈服强度;C.避免> 400N/mm2。
D.保证受拉钢筋屈服(8)当,在矩形截面大偏心受压构件的计算中求As的作法是: [ ]A.对的形心位置取矩(取)求得;B. 除计算出As外,尚应按=0求解As,取两者中的较大值;C.按B法计算,但取两者中较小值;D.按C法取值,并应满足最小配筋率等条件。