第三章(二)混凝土轴心受力构件承载力
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第三章轴心受力构件承载力问答题参考答案1.简述结构工程中轴心受力构件应用在什么地方?答:当纵向外力N的作用线与构件截面的形心线重合时,称为轴心受力构件。
房屋工程和一般构筑物中,桁架中的受拉腹杆和下弦杆以及圆形储水池的池壁,近似地按轴心受拉构件来设计,以恒载为主的多层建筑的内柱以及屋架的受压腹杆等构件,可近似地按轴心受压构件来设计。
在桥梁工程内中桁架桥中的某些受压腹杆可以按轴心受压构件设计;桁架拱桥的拉杆、桁架桥梁的拉杆和系杆拱桥的系杆等按轴心受拉构件设计。
2.轴心受压构件设计时,如果用高强度钢筋,其设计强度应如何取值?答:纵向受力钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级,不宜采用高强度钢筋,因为与混凝土共同受压时,不能充分发挥其高强度的作用。
混凝土破坏时的压应变0.002,此时相应的纵筋应力值бs’=E sεs’=200×103×0.002=400 N/mm2;对于HRB400级、HRB335级、HPB235级和RRB400级热扎钢筋已达到屈服强度,对于Ⅳ级和热处理钢筋在计算f y’值时只能取400 N/mm2。
3.轴心受压构件设计时,纵向受力钢筋和箍筋的作用分别是什么?答:纵筋的作用:①与混凝土共同承受压力,提高构件与截面受压承载力;②提高构件的变形能力,改善受压破坏的脆性;③承受可能产生的偏心弯矩、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力;④减少混凝土的徐变变形。
横向箍筋的作用:①防止纵向钢筋受力后压屈和固定纵向钢筋位置;②改善构件破坏的脆性;③当采用密排箍筋时还能约束核芯内混凝土,提高其极限变形值。
4.受压构件设计时,《规范》规定最小配筋率和最大配筋率的意义是什么?答:《规范》规定受压构件最小配筋率的目的是改善其脆性特征,避免混凝土突然压溃,能够承受收缩和温度引起的拉应力,并使受压构件具有必要的刚度和抗偶然偏心作用的能力。
考虑到材料对混凝土破坏行为的影响,《规范》规定受压构件最大配筋率的目的为了防止混凝土徐变引起应力重分布产生拉应力和防止施工时钢筋过于拥挤。
第三章 轴心受力构件承载力1. 某多层现浇框架结构的底层内柱,轴向力设计值N=2650kN ,计算长度m H l 6.30==,混凝土强度等级为C30(f c =14.3N/mm 2),钢筋用HRB400级(2'/360mm N f y =),环境类别为一类。
确定柱截面积尺寸及纵筋面积。
解:根据构造要求,先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm 由9400/3600/0==b l ,查表得99.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A23''1906)4004003.1499.09.0102650(3601)9.0(1mm A f N f A c y s=⨯⨯-⨯⨯=-=ϕ%6.0%2.14004001906'min ''=>=⨯==ρρA A s ,对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
选 ,2'1964mm A s = 设计面积与计算面积误差%0.3190619061964=-<5%,满足要求。
2.某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高H=5.60m ,计算长度l 0=1.25H ,混凝土用C30(f c =14.3N/mm 2),钢筋用HRB335级(2'/300mm N f y =),环境类别为一类。
确定该柱截面尺寸及纵筋面积。
[解] 根据构造要求,先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm长细比5.17400560025.10=⨯=b l ,查表825.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A2''1801)4004003.14825.09.02100000(3001)9.0(1mm A f N f A c y s =⨯⨯-⨯=-=ϕ%6.0%1.14004001801'min ''=〉=⨯==ρρA A s ,对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第一节钢筋砼受弯构件的构造一、钢筋砼板的构造二、钢筋砼梁的构造一、钢筋砼板(reinforced concreteslabs)的构造1、钢筋砼板的分类:整体现浇板、预制装配式板。
2、截面形式小跨径一般为实心矩形截面。
跨径较大时常做成空心板。
如图所示。
3、板的厚度:根据跨径(span)内最大弯矩和构造要求确定,其最小厚度应有所限制:行车道板一般不小于100mm;人行道板不宜小于60mm(预制板)和80mm(现浇筑整体板)。
4、板的钢筋由主钢筋(即受力钢筋)和分布钢筋组成如图。
钢筋混凝土板桥构造图(1)主筋布置:布置在板的受拉区。
直径:行车道板:不小于10mm;人行道板:不小于8mm。
间距:间距不应大于200mm。
主钢筋间横向净距和层与层之间的竖向净距,当钢筋为三层及以下时,不应小于30mm,并不小于钢筋直径;当钢筋为三层以上时,不应小于40mm,并不小于钢筋直径的1.25倍。
净保护层:保护层厚度应符合下表规定。
序号构件类别环境条件ⅠⅡⅢ、Ⅳ1 基础、桩基承台⑴基坑底面有垫层或侧面有模板(受力钢筋)⑵基坑底面无垫层或侧面无模板465756852 墩台身、挡土结构、涵洞、梁、板、拱圈、拱上建筑(受力主筋)34453 人行道构件、栏杆(受力主筋)22534 箍筋22535 缘石、中央分隔带、护栏等行车道构件34456 收缩、温度、分布、防裂等表层钢筋15225梁构件,在不同环境条件下,保护层厚度值注:请点击<按扭Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ&Ⅳ>,以查看不同保护层厚度值(2)分布钢筋(distribution steel bars):垂直于板内主钢筋方向上布置的构造钢筋称为分布钢筋作用:A、将板面上荷载更均匀地传递给主钢筋B、固定主钢筋的位置C、抵抗温度应力和混凝土收缩应力(shrinkage stress)布置:A、在所有主钢筋的弯折处,均应设置分布钢筋B、与主筋垂直C、设在主筋的内侧数量:截面面积不小于板截面面积的0.1%。
第三章 受压构件承载力一、填空题:1、小偏心受压构件的破坏都是由于 而造成的。
【答案】混凝土被压碎2、大偏心受压破坏属于 ,小偏心破坏属于 。
【答案】延性 脆性3、大小偏心受压的分界限是 。
【答案】b ξξ=4、在钢筋混凝土轴心受压柱中,螺旋钢筋的作用是使截面中间核心部分的混凝土形成约束混凝土,可以提高构件的______和______。
【答案】承载力 延性二、选择题:1、大小偏心受压破坏特征的根本区别在于构件破坏时,( )。
A 受压混凝土是否破坏B 受压钢筋是否屈服C 混凝土是否全截面受压D 远离作用力N 一侧钢筋是否屈服【答案】D2、小偏心受压破坏的特征是( )。
A 靠近纵向力钢筋屈服而远离纵向力钢筋受拉B 靠近纵向力钢筋屈服而远离纵向力钢筋也屈服C 靠近纵向力钢筋屈服而远离纵向力钢筋受压D 靠近纵向力钢筋屈服而远离纵向力钢筋不屈服【答案】D3、对称配筋的混凝土受压柱,大小偏心受压的判别条件是( )。
A b ξξ≤ B 03.0h e i η时为大偏压 C b ξξ 时为大偏压 D 无法判别【答案】A4、大、小偏心受压破坏的根本区别在于,当截面破坏时( )。
A 受压钢筋是否能达到钢筋的抗压屈服强度B 受拉钢筋是否能达到钢筋的抗拉屈服强度C 受压混凝土是否被压碎D 受拉混凝土是否被破坏【答案】B5、大偏心受压构件的破坏特征是:( )A .靠近纵向力作用一侧的钢筋和砼应力不定,而另一侧受拉钢筋拉屈;B .远离纵向力作用一侧的钢筋首先被拉屈,随后另一侧钢筋压屈、砼亦被压碎;C .远离纵向力作用一侧的钢筋应力不定,而另一侧钢筋压屈,砼亦压碎。
【答案】B6、大小偏压破坏的主要区别是:( )A .偏心距的大小;B .受压一侧砼是否达到极限压应变;C .截面破坏时受压钢筋是否屈服;D .截面破坏时受拉钢筋是否屈服。
【答案】D7、钢筋砼柱发生大偏压破坏的条件是( )A .偏心距较大;B.偏心距较大,且受拉钢筋配置较多;C .偏心距较大,且受压钢筋配置不过多;D .偏心距较大且受拉钢筋配置不过多。
判断题1.轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。
()2.轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。
()3.实际工程中没有真正的轴心受压构件。
()4.轴心受压构件的长细比越大,稳定系数值越高。
()5.轴心受压构件计算中,考虑受压时纵筋容易压曲,所以钢筋的抗压强度设计值最2大取为。
()/400 mmN6.螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力,又能提高柱的稳定性。
()第三章轴心受力构件承载力判断题参考答案1.错;2.对;3.对;4.错;5.错;6.错;判断题混凝土保护层厚度越大越好。
( ) 对于X h ;的T 形截面梁,因为其正截面受弯承载力相当于宽度为 b f'的矩形截面梁,所以其配筋率应按 来计算。
( )b f h o板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下面。
( )在截面的受压区配置一定数量的钢筋对于改善梁截面的延性是有作用的。
( )双筋截面比单筋截面更经济适用。
( )截面复核中,如果 b ,说明梁发生破坏,承载力为 o 。
( )适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服,然后混凝土受压破坏。
( )正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第川阶段。
( )适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度 b 的确定依据是平截面假定。
()第四章受弯构件正截面承载力判断题参考答案错;错;错;对;错;错;对;1.2. 3. 4. 5. 6. 7. & 9. 1.2. 3. 4. 5. 6. 7. & 9.错; 对;判断题1.梁侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。
()2.梁剪弯段区段内,如果剪力的作用比较明显,将会出现弯剪斜裂缝。
()3.截面尺寸对于无腹筋梁和有腹筋梁的影响都很大。
()4.在集中荷载作用下,连续梁的抗剪承载力略高于相同条件下简支梁的抗剪承载力。
()5.钢筋混凝土梁中纵筋的截断位置,在钢筋的理论不需要点处截断。
()第五章受弯构件斜截面承载力判断题参考答案1.对;2.错;3.错;4.错;5.错;判断题1.小偏心受压破坏的的特点是,混凝土先被压碎,远端钢筋没有屈服。
知识归纳整理绪论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)习惯灾害环境能力强,整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好,对反抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能;(6)可以就地取材。
钢筋混凝土结构的缺点:如自重大,不利于建造大跨结构;抗裂性差,过早开裂虽不影响承载力,但对要求防渗漏的结构,如容器、管道等,使用受到一定限制;现场浇筑施工工序多,需养护,工期长,并受施工环境和蔼候条件限制等。
4.简述混凝土结构设计想法的主要阶段。
答:混凝土结构设计想法大体可分为四个阶段:(1)在20世纪初以前,钢筋混凝土本身计算理论尚未形成,设计沿用材料力学的容许应力想法。
(2)1938年左右已开始采用按破损阶段计算构件破坏承载力,50年代,闪现了按极限状态设计想法,奠定了现代钢筋混凝土结构的设计计算理论。
(3)二战将来,设计计算理论已过渡到以概率论为基础的极限状态设计想法。
(4)20世纪90年代将来,开始采用或积极发展性能化设计想法和理论。
第2章钢筋和混凝土的力学性能1.我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种?我国热轧钢筋的强度分为几个等级?答:目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。
第三章轴心受力构件承载力选择题1.钢筋混凝土轴心受压构件,稳定系数是考虑了()。
A.初始偏心距的影响;B.荷载长期作用的影响;C.两端约束情况的影响;D.附加弯矩的影响;2.对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱,以支承条件为()时,其轴心受压承载力最大。
A.两端嵌固;B.一端嵌固,一端不动铰支;C.两端不动铰支;D.一端嵌固,一端自由;3.钢筋混凝土轴心受压构件,两端约束情况越好,则稳定系数()。
A.越大;B.越小;C.不变;4.一般来讲,配有螺旋箍筋的钢筋混凝土柱同配有普通箍筋的钢筋混凝土柱相比,前者的承载力比后者的承载力()。
A.低;B.高;C.相等;5.对长细比大于12的柱不宜采用螺旋箍筋,其原因是()。
A.这种柱的承载力较高;B.施工难度大;C.抗震性能不好;D.这种柱的强度将由于纵向弯曲而降低,螺旋箍筋作用不能发挥;6.轴心受压短柱,在钢筋屈服前,随着压力而增加,混凝土压应力的增长速率()。
A.比钢筋快;B.线性增长;C.比钢筋慢;7.两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;8.与普通箍筋的柱相比,有间接钢筋的柱主要破坏特征是()。
A.混凝土压碎,纵筋屈服;B.混凝土压碎,钢筋不屈服;C.保护层混凝土剥落;D.间接钢筋屈服,柱子才破坏;9.螺旋筋柱的核心区混凝土抗压强度高于fc是因为()。
A.螺旋筋参与受压;B.螺旋筋使核心区混凝土密实;C.螺旋筋约束了核心区混凝土的横向变形;D.螺旋筋使核心区混凝土中不出现内裂缝;10.有两个配有螺旋钢箍的柱截面,一个直径大,一个直径小,其它条件均相同,则螺旋箍筋对哪一个柱的承载力提高得大些()。
A.对直径大的;B.对直径小的;C.两者相同;11.为了提高钢筋混凝土轴心受压构件的极限应变,应该()。
A.采用高强混凝土;B.采用高强钢筋;C.采用螺旋配筋;D.加大构件截面尺寸;12.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()。