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1、结 构 设 计 原 理第 六 章 受 压 构 件习 题 及 答 案 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 第六章受压构件正截面承截力 一 选择题 1 轴心受压构件在受力过程中钢筋和砼的应力重分布均 A 存在 B 不存在 2 轴心压力对构件抗剪承载力的影响是 A 凡有轴向压力都可提高构件的抗剪承载力 抗剪承载力随着轴 向压力的提高而提高 B 轴向压力对构件的抗剪承载力有提高作用 但是轴向压力太大 时 构件将发生偏压破坏 C 无影响 3 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
2、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 4 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 5 大小偏压破坏的主要区别是 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 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 6 在设计双筋梁 大偏压和大偏拉构件中要求 2 s xa 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
3、y f C 避免 y f 400N mm2 7 对称配筋的矩形截面偏心受压构件 C20 HRB335 级钢 若经计 算 0 3 0 65 io eh 则应按 构件计算 A 小偏压 B 大偏压 C 界限破坏 8 对 b ho fc fy y f均相同的大偏心受压截面 若已知M2 M1 N2 N1 则在下面四组内力中要求配筋最多的一组内力是 A M1 N2 B M2 N1 C M2 N2 D M1 N1 9 当 2 s xa 在矩形截面大偏心受压构件的计算中求As的作法是 A 对 s A的形心位置取矩 取2 s xa 求得 B 除计算出 As外 尚应按 s A 0求解 As 取两者中的较大值 C
4、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 10 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 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 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 11 指出下列哪些说法是错误的 A 受压构件破坏时 受压钢筋总是受压屈服的 B 大偏心受压构件破坏时 受拉钢筋已经屈服 C 小偏心受压构件破坏时 受拉钢筋可能受压 也可能受拉 二 是非题 1 在钢筋砼大偏心受压构件承载力计算时 若2 s xa 则在构件破坏时 s A 不能充分利用 2 偏压构件 若 ei 0
5、 3 ho 则一定为大偏压构件 3 不论大 小偏压破坏时 s A总能达到 y f 4 螺旋箍筋仅用在轴向荷载很大且截面尺寸受限制的轴心受压短柱中 5 配螺旋箍筋的轴心受压柱中的砼抗压强度大于fc 6 若轴压柱承受不变的荷载 则不论经过多长时间 钢筋及砼压应力都不 随时间的变化 7 在对称配筋偏心受压构件中 M 相同时 N 越小越安全 三 思考题 1 为什么要引入附加偏心距ea 如何计算附加偏心距 2 什么是结构的二阶效应 混凝土结构设计规范 GB50010 2002中如何 考虑结构的二阶效应 3 大小偏心受压破坏的界限是什么 大小偏心受压构件的破坏特点是什 么 四 计算题 精品文档 收集于网络
6、 如有侵权请联系管理员删除 1 某多层现浇框架底层柱 设计承受纵向为3000kN 基础顶面至一层楼盖之间 的距离为 6 3m 混凝土强度等级为C40 fc 19 1N mm2 钢筋为 HRB335级 钢 y f 300N mm 2 柱截面尺寸为 400 400mm 求需要的纵向受力钢筋面 积 2 某方形截面柱 截面尺寸为b h 600 600mm 柱子计算长度为 3m 已知轴向压力设计值N 1500kN 混凝土强度等级为C30 fc 14 3N mm2 采用 HRB335 级钢 yf 300N mm2 As 1256mm 2 sA 1964 mm 2 求该截面能够承受的弯 矩设计值 3 某方形
7、截面柱 截面尺寸为600 600mm 柱子的计算长度为3m 轴向压力 设计值为 N 3500kN 弯矩设计值为100kN mM 混凝土强度等级为C30 fc 14 3N mm 2 纵向受力钢筋采用 HRB335 级钢 y f 300N mm2 若设 计成对称配筋 求所需的钢筋面积 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 第六章受压构件正截面承截力答案 一 选择题 A B B D D B A B D D A 二 是非题 三 思考题 1 由于施工过程中 结构的几何尺寸和钢筋位置等不可避免地与设计规 定存在一定的偏差 混凝土的质量不可能绝对均匀 荷载作用位置与计算位置 也可能有一定偏差 这就
8、使得轴向荷载的实际偏心距与理论偏心距之间有一定 误差 因此 引入附加偏心距ea来考虑上述因素可能造成的不利影响 根据 混凝土结构设计规范 GB50010 2002中规定 附加偏心距ea应取 20mm和偏心方向截面尺寸的1 30中的较大值 2 所谓二阶效应是指在结构产生侧移 层间位移 和受压构件产生纵向挠 曲变形时 在构件中由轴向压力引起的附加内力 在长细比较大的受压构件 中 二阶效应的影响不容忽略 否则将导致不安全的后果 混凝土结构设计规范 GB50010 2002提出两种计算结构二阶效应的方 法 lo法 原规范在偏心受压构件的截面设计计算中 采用由标准偏心受压柱 两端 铰支 作用有等偏心距轴
9、压力的压杆 求得的偏心距增大系数 与柱段计算长 度 lo相结合的方法 来估算附加弯矩 这种方法也称为 lo法 属于近似方法 之一 GB50010 2002仍保留了此种方法 考虑二阶效应的弹性分析法 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 假定材料性质是弹性的 各构件的刚度则采用折减后的弹性刚度 但它考 虑了结构变形的非线性 也就是考虑了二阶效应的影响 由它算得的各构件控 制截面的最不利内力可以直接用于截面的承载力设计 而不再需要像原规范那 样通过偏心距增大系数 来增大相应截面的初始偏心距 考虑二阶效应的弹性 分析法的关键是如何对构件的弹性刚度加以折减 新规范规定 当按考虑二阶效应的弹性
10、分析方法时 可在结构分析中对构 件的弹性抗弯刚度E I I 为不计钢筋的混凝土毛截面的惯性矩 乘以如下的折 减系数 梁 0 4 柱 0 6 剪力墙 0 45 核心筒壁 0 45 由于剪力墙肢及核心筒壁在底部截面开裂后刚度变化较大 实际工程中的 剪力墙肢及筒壁在承载力极限状态下有可能开裂 也有可能不开裂 为了避免 每次设计时必须先验算墙底是否开裂 规范是按开裂剪力墙及开裂筒壁给出折 减系数的 这样处理在总体上偏于安全 同时规范也指明 当验算表明剪力墙 或核心筒底部正截面不开裂时 其刚度折减系数可取为0 7 3 两种偏心受压坏形态的界限为 两种偏心受压破坏形态的界限与受弯构件两种破坏的界限相同 即
11、在破坏 进纵向钢筋应力达到屈服强度 同时受压区混凝土亦达到极限压应变cu值 此 时其相对受压区高度称为界限相对受压区高度b 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 当 b时 属于大偏心受压破坏 b时 属于小偏心受压破坏 大偏心受压 受拉破坏 当构件的偏心距较大面受拉纵筋配置适量时 构件由于受拉纵筋首先达到 屈服强度 此后变形及裂缝不断发展 截面受压区高度逐渐在减小 最后受压 区混凝土被压碎而导致构件的破坏 这种破坏形态在破坏前有明显的预兆 属 于塑性破坏 小偏心受压 当构件偏心距较小 或虽偏心距较大 但受拉钢筋配置数量较多时 构件 的破坏是由于受压区混凝土达到极限压应变值而旨起的 破坏
12、时 距轴向压力 较远一侧的混凝土和纵向钢筋可能受压或受拉 其混凝土可能出现裂缝或不出 现裂缝 相应的钢筋应力一般均未达到屈服强度 而距轴向力较近一侧的纵向 受压钢筋应力达到屈服强度 此时 构件受压区高度较大 最终由于受压区混 凝土出现大致与构件纵轴平行的裂缝和剥落的碎渣而破坏 破坏时没有明显预 兆 属脆性破坏 四 计算题 1 解 根据 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 取柱子计算长度为 1 0H 则 o 1 01 0 6 36 3mlH 计算温度系数 因 o 6300 40015 75lh 查表得 0 875 则 3 c 2 s y 300010 19 1400400 0 9 0
13、90 875 2512mm 300 N f A A f 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 s s 2512 1 57 400400 A A 因此 min 0 4 1 57 3 因此符合配筋率要求 2 解 设ss 40mmaa 则o 60040560mmh 设该构件为大偏心构件 则令b 0 55 求得 b1cboysys 1 0 14 3 0 55600 560300 1964300 1256 2855 0kN 1500kN NfbhfAf A 故该构件属于大偏心受压构件 则 ysys 1c 3 1500 10300 1964300 1256 1 0 14 3 600 150 1m
14、m NfAf A x f b sbo 280mm150 1mm 0 55560308maxh o 3000 6005lh 则 1 0 1coysos 3 2 150 1 1 0 14 3600 150 1560300 196456040 2 1500 10 620 6mm x f bx hfAha e N 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 因 ss 600 620 640360 6mm 222 ii hh eeaeea o 360 620340 6mm ia eee 则 3 o 1500340 610 510 9kNmMNe 3 解 设 ss 40mmaa 则 o 6004056
15、0mmh 6 o 3 100 10 28 6mm 3500 10 eMN a 3020mmeh oa 28 62048 6mm i eee o 3000 6005lh 则1 0 s 1 048 6600 240308 6mm 2 i h eea 因为对称配筋 则 b1cbo 1 0 14 3 0 55 600 560 2642 6kN 3500kN Nfbh N 故该构件为小偏心受压构件 则 1cbo b 2 1cbo 1co 1bos 3 3 0 43 3500101 014 30 55600560 0 55 350010308 60 431 014 30 55600560560 1 014 3600560 0 80 5556040 0 654 Nfbh Nefbh f bh ha 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 2 1co ss yos 3 1 0 5 3500 10308 6 0 65410 5 0 6541 0 14 3 600 560 560 30056040 0 Nef bh AA fha 则 2 ss 0 0020 002600600720mmAAbh
