第七章:钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算1(11)
- 格式:ppt
- 大小:9.28 MB
- 文档页数:57
第一章混凝土结构用材料的性能1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压.2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。
3、混凝土的变形可分为两类:受力变形和体积变形。
4、钢筋混凝土结构使用的钢筋,不仅要强度高,而且要具有良好的塑性、可焊性,同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。
5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多,其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。
6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作,其主要原因是: 钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用.7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形 .其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形,混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。
第二章混凝土结构的设计方法1、结构设计的目的,就是要使所设计的结构,在规定的时间内能够在具有足够可靠性性的前提下,完成全部功能的要求。
2、结构能够满足各项功能要求而良好地工作,称为结构可靠,反之则称为失效,结构工作状态是处于可靠还是失效的标志用极限状态来衡量。
3、国际上一般将结构的极限状态分为三类:承载能力极限状态、正常使用极限状态和“破坏一安全”极限状态。
4、正常使用极限状态的计算,是以弹性理论或塑性理论为基础,主要进行以下三个方面的验算:应力计算、裂缝宽度验算和变形验算.5、公路桥涵设计中所采用的荷载有如下几类:永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
6、结构的安全性、适用性和耐久性通称为结构的可靠性.7、作用是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因,它分为直接作用和间接作用两种. 直接作用是指施加在结构上的集中力或分布力如汽车、人群、结构自重等,间接作用是指引起结构外加变形和约束变形的原因,如地震、基础不均匀沉降、混凝土收缩、温度变化等。
8、结构上的作用按其随时间的变异性和出现的可能性分为三类:永久作用(恒载)、可变作用和偶然作用.9、我国《公路桥规》根据桥梁在施工和使用过程中面临的不同情况,规定了结构设计的三种状况:持久状况、短暂状况和偶然状况。
第七章 偏心受力构件承载力的计算西安交通大学土木工程系 杨 政第七章 偏心受力构件承载力的计算结构构件的截面受到轴力N和弯矩M共同作用,只在截 面上产生正应力,可以等效为一个偏心(偏心距 e0=M/N ) 作用的轴力N。
因此,截面上受到轴力和弯矩共同作用的结 构构件称为偏心受力构件。
N NM N(a )N N M(b )N(c )(d )(e )(f)第七章 偏心受力构件承载力的计算显然,轴心受力( e0=0 )和受弯( e0=∞)构件为其特 例。
当轴向力为压力时,称为偏心受压;当轴向力为拉力 时,称为偏心受拉。
偏心受压构件多采用矩形截面,工业建筑中尺寸较大的 预制柱也采用工字形和箱形截面,桥墩、桩及公共建筑中的 柱等多采用圆形截面;而偏心受拉构件多采用矩形截面。
e0=0 轴心受拉 偏心受拉 大偏心 e0=∞ 纯弯 偏心受压 小偏心 e0=0 轴心受压小偏心大偏心第七章 偏心受力构件承载力的计算7.1 偏心受压构件正截面承载力计算7.1.1 偏心受压构件的破坏形态偏心受压构件是工程中使用量最大 的结构构件,其受力性能随偏心距、配 筋率和长细比( l0/h )等主要因素而变 化。
与轴心受压构件类似,根据构件的 长细比,偏心受压柱也有长柱和短柱之 分。
此外,其他一些重要因素,例如混 凝土和钢筋材料的种类和强度等级、构 件的截面形状、钢筋的构造、荷载的施 加途径等,都对构件的受力性能和破坏 形态产生影响。
第七章 偏心受力构件承载力的计算受压(小偏心受压)破坏 偏心受压构件破坏类型 受拉(大偏心受压)破坏7.1 偏心受压构件正截面承载力计算第七章 偏心受力构件承载力的计算受压(小偏心受压)破坏 受压应力较大一侧的应变首先达到混凝土的极限压应变 而破坏,同侧的纵向钢筋也受压屈服;而另一侧纵向钢筋可 能受压也可能受拉,如果受压可能达到受压屈服,但如果受 拉,则不可能达到受拉屈服。
构件的承载力主要取决于受压混凝土和受压纵向钢筋。
6钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件是一种常用的结构形式,常见于各种建筑和桥梁工程中。
在设计和施工过程中,对其承载力进行准确计算是十分重要的。
本文将介绍钢筋混凝土偏心受力构件的承载力计算方法,包括偏心受压构件和偏心受拉构件的计算。
首先,我们来介绍偏心受压构件的承载力计算方法。
偏心受压构件是指受压钢筋与截面重心之间有一个偏心距的构件。
其计算工作主要分为两个步骤:截面计算和偏心距计算。
1.截面计算:确定混凝土和钢筋的受力状态。
首先,计算构件的受拉区和受压区的面积,分别记为A_s和A_c。
其次,计算出受拉区的应力,记为σ_s。
然后,计算出受拉区的抗拉钢筋面积As',使得其能够承受施加在构件上的最大拉力。
最后,通过平衡条件,计算出混凝土的受压区的应力σ_c。
2.偏心距计算:确定偏心距的大小。
偏心距的计算与混凝土和钢筋的受力状态有关。
在受力状态已知的情况下,可以通过拉力平衡方程计算出偏心距的大小,即:e=(α*As'*σ_s-As*σ_c)/b*f_c其中,e为偏心距,α为抗拉钢筋的应力分配系数,As为受压区的钢筋面积,b为构件宽度,f_c为混凝土的抗压强度。
偏心距的计算对于后续的承载力计算非常重要。
当偏心距大于受压区最大尺寸的一半时,构件发生弯曲破坏;当偏心距小于受压区最大尺寸的一半时,构件发生压碎破坏。
下面,我们来介绍偏心受拉构件的承载力计算方法。
偏心受拉构件是指受拉钢筋与截面重心之间有一个偏心距的构件。
其计算工作同样分为两个步骤:截面计算和偏心距计算。
1.截面计算:确定混凝土和钢筋的受力状态。
首先,计算构件中混凝土的受拉面积A_c,然后计算受拉区的应力σ_c。
其次,计算出能够承受施加在构件上的最大拉力的钢筋面积A_s'。
最后,通过平衡条件,计算出抗拉钢筋的应力σ_s。
2.偏心距计算:确定偏心距的大小。
偏心距的计算方法同样适用于偏心受拉构件,即使用拉力平衡方程计算出偏心距e,公式如下:e=(A_s*σ_s-A_c*σ_c)/(b*f_c)在计算偏心受拉构件的承载力时,需要注意偏心距的大小。
绪论1.什么是混凝土结构?根据混凝土中添加材料的不同通常分哪些类型?答:混凝土结构是以混凝土材料为主,并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维,形成的结构,有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。
混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。
2.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么?答:混凝土和钢筋协同工作的条件是:(1)钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力,使两者结合为整体;(2)钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同,两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏;(3)设置一定厚度混凝土保护层;(4)钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
3.混凝土结构有哪些优缺点?答:优点:(1)可模性好;(2)强价比合理;(3)耐火性能好;(4)耐久性能好;(5)整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好,适应灾害环境能力强,;(6)可以就地取材。
缺点:如自重大,不利于建造大跨结构;抗裂性差;浇筑施工工序多,需养护,工期长,并受施工环境和气候条件限制等。
4.简述混凝土结构设计方法的主要阶段。
答:四个阶段:材料力学的容许应力方法;按极限状态设计方法;概率论为基础的极限状态设计方法;性能化设计方法和理论。
第2章钢筋和混凝土的力学性能1.软钢和硬钢的区别是什么?设计时分别采用什么值作为依据?答:有物理屈服点的钢筋,称为软钢,如热轧钢筋和冷拉钢筋;无物理屈服点的钢筋,称为硬钢,如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。
软钢有两个强度指标:一是屈服强度,这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据,因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形,这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使用,所以在设计中采用屈服强度fyf,一般用作钢筋的实际破坏强度。
作为钢筋的强度极限。
另一个强度指标是钢筋极限强度u设计中硬钢极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据,一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值,通常称为条件屈服强度。
第七章 偏心受力构件承载力计算(一)选择题1.钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是[ ]。
a 、远离纵向力作用一侧的钢筋拉屈,随后另一侧钢筋压屈,混凝土亦压碎;b 、靠近纵向力作用一侧的钢筋拉屈,随后另一侧钢筋压屈,混凝土亦压碎;c 、靠近纵向力作用一侧的钢筋和混凝土应力不定,而另一侧受拉钢筋拉屈;d 、远离纵向力作用一侧的钢筋和混凝土应力不定,而另一侧受拉钢筋拉屈。
2.钢筋混凝土偏心受压构件,其大小偏心受压的根本区别是[ ]。
a 、截面破坏时,受拉钢筋是否屈服;b 、截面破坏时,受压钢筋是否屈服;c 、偏心距的大小;d 、受压一侧混凝土是否达到极限压应变值。
3.偏压构件的抗弯承载力[ ]。
a 、随着轴向力的增加而增加;b 、随着轴向力的减少而增加;c 、小偏受压时随着轴向力的增加而增加;d 、大偏受压随着轴向力的增加而增加。
4.一对称配筋的大偏心受压柱,承受的四组内力中,最不利的一组内力为[ ]。
a 、M=500kN ·m N=200KN b 、M=491kN ·m N=304kNc 、M=503kN ·m N=398kNd 、 M=512kN ·m N=506kN5.一小偏心受压柱,可能承受以下四组内力设计值,试确定按哪一组内力计算所得配筋量最大?[ ]a 、M=525 kN ·m N=2050 kNb 、M=525 kN ·m N=3060 kNc 、M=525 kN ·m N=3050 kNd 、 M=525 kN ·m N=3070 kN6.钢筋混凝土矩形截面大偏压构件截面设计当s a 2x '< 时,受拉钢筋的计算截面面积As 的求法是[ ]。
a 、对受压钢筋合力点取矩求得,即按s a 2x '=计算;b 、按s a 2x '=计算,再按s A '=0计算,两者取大值;c 、按0b h x ξ=计算;d 、按最小配筋率及构造要求确定。
第7章 受拉构件的截面承载力7.1选择题1.钢筋混凝土偏心受拉构件,判别大、小偏心受拉的根据是( D )。
A. 截面破坏时,受拉钢筋是否屈服;B. 截面破坏时,受压钢筋是否屈服;C. 受压一侧混凝土是否压碎;D. 纵向拉力N 的作用点的位置;2.对于钢筋混凝土偏心受拉构件,下面说法错误的是( A )。
A. 如果b ξξ>,说明是小偏心受拉破坏;B. 小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承担;C. 大偏心构件存在混凝土受压区;D. 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N 的作用点的位置;7.2判断题1. 如果b ξξ>,说明是小偏心受拉破坏。
( × )2. 小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承担。
( ∨ )3. 大偏心构件存在混凝土受压区。
( ∨ )4. 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N 的作用点的位置。
( ∨ )7.3问答题1.偏心受拉构件划分大、小偏心的条件是什么?大、小偏心破坏的受力特点和破坏特征各有何不同?答:(1)当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围以外时,为大偏心受拉;当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围之间时,为小偏心受拉;(2)大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外力。
2.大偏心受拉构件的正截面承载力计算中,b x 为什么取与受弯构件相同?答:大偏心受拉构件的正截面破坏特征和受弯构件相同,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;又都符合平均应变的平截面假定,所以b x 取与受弯构件相同。
3.大偏心受拉构件为非对称配筋,如果计算中出现'2s a x <或出现负值,怎么处理?答:取'2s a x =,对混凝土受压区合力点(即受压钢筋合力点)取矩, )('0's y s a h f Ne A -=,bh A s 'min 'ρ=4.为什么小偏心受拉设计计算公式中,只采用弯矩受力状态,没有采用力受力状态,而在大偏心受拉设计计算公式中,既采用了力受力状态又采用弯矩受力状态建立?答:因为,大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外力。
混凝土结构设计原理试题库及其参考答案第1章 钢筋和混凝土的力学性能1.混凝土立方体试块的尺寸越大,强度越高。
(错)2.混凝土在三向压力作用下的强度能够提升。
(对)3.一般热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。
(对)4.钢筋经冷拉后,强度和塑性均可提升。
(错) 5.冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。
(对)6.C20表示f cu =20N/mm 。
(错)7.混凝土受压破坏是因为内部微裂缝扩展的成果。
(对)8.混凝土抗拉强度伴随混凝土强度等级提升而增大。
(对)9.混凝土在剪应力和法向应力双向作用下,抗剪强度随拉应力的增大而增大。
(错)10.混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。
(对)11.线性徐变是指压应力较小时,徐变与应力成正比,而非线性徐变是指混凝土应力较大时,徐变增加与应力不成正比。
(对)12.混凝土强度等级愈高,胶结力也愈大(对)13.混凝土收缩、徐变与时间有关,且相互影响。
(对)第3章 轴心受力构件承载力1.轴心受压构件纵向受压钢筋配备越多越好。
( 错 )2.轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。
( 对 )3.实际工程中没有真正的轴心受压构件。
( 对 )4.轴心受压构件的长细比越大,稳定系数值越高。
( 错 )5.轴心受压构件计算中,考虑受压时纵筋轻易压曲,因此钢筋的抗压强度设计值最大取为。
( 2/400mm N错 )6.螺旋箍筋柱既能提升轴心受压构件的承载力,又能提升柱的稳定性。
( 错 )第4章 受弯构件正截面承载力1.混凝土保护层厚度越大越好。
( 错 )2.对于的T 形截面梁,因为其正截面受弯承载力相称于宽度为的矩形截面梁,因此其配筋率应按'f h x ≤'f b 来计算。
( 错 )0'h b A f s =ρ3.板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下面。
( 错 )4.在截面的受压区配备一定数量的钢筋对于改进梁截面的延性是有作用的。
(对 )5.双筋截面比单筋截面更经济合用。
( 错 )6.截面复核中,假如,阐明梁发生破坏,承载力为0。