結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第六章 受壓構(gòu)件 習(xí)題及答案[教學(xué)材料]

1、第六章受壓構(gòu)件正截面承截力一、選擇題1軸心受壓構(gòu)件在受力過程中鋼筋和砼的應(yīng)力重分布均（）A存在；B. 不存在。2軸心壓力對構(gòu)件抗剪承載力的影響是（）A凡有軸向壓力都可提高構(gòu)件的抗剪承載力，抗剪承載力隨著軸向壓力的提高而提高；B軸向壓力對構(gòu)件的抗剪承載力有提高作用，但是軸向壓力太大時，構(gòu)件將發(fā)生偏壓破壞；C無影響。3大偏心受壓構(gòu)件的破壞特征是：（）A靠近縱向力作用一側(cè)的鋼筋和砼應(yīng)力不定，而另一側(cè)受拉鋼筋拉屈； B遠(yuǎn)離縱向力作用一側(cè)的鋼筋首先被拉屈，隨后另一側(cè)鋼筋壓屈、砼亦被壓碎； C遠(yuǎn)離縱向力作用一側(cè)的鋼筋應(yīng)力不定，而另一側(cè)鋼筋壓屈，砼亦壓碎。4鋼筋砼柱發(fā)生小偏壓破壞的條件是：（）A偏心距較大，

2、且受拉鋼筋配置不多；B受拉鋼筋配置過少；C偏心距較大，但受壓鋼筋配置過多；D偏心距較小，或偏心距較大，但受拉鋼筋配置過多。5大小偏壓破壞的主要區(qū)別是：（）A偏心距的大??；B受壓一側(cè)砼是否達(dá)到極限壓應(yīng)變；C截面破壞時受壓鋼筋是否屈服；D截面破壞時受拉鋼筋是否屈服。6在設(shè)計雙筋梁、大偏壓和大偏拉構(gòu)件中要求的條件是為了：（）A防止受壓鋼筋壓屈；B保證受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時能達(dá)到設(shè)計屈服強(qiáng)度；C避免 400N/mm2。7對稱配筋的矩形截面偏心受壓構(gòu)件（C20，HRB335級鋼），若經(jīng)計算，則應(yīng)按（ ）構(gòu)件計算。A小偏壓； B. 大偏壓； C. 界限破壞。8對bho，fc，fy，均相同的大偏心受壓截面，若

3、已知M2M1，N2N1，則在下面四組內(nèi)力中要求配筋最多的一組內(nèi)力是（）A(M1，N2)； B.（M2，N1）； C. ( M2，N2)； D. (M1，N1)。9當(dāng)，在矩形截面大偏心受壓構(gòu)件的計算中求As的作法是:（）A.對的形心位置取矩(取)求得；B. 除計算出As外,尚應(yīng)按=0求解As，取兩者中的較大值；C按B法計算，但取兩者中較小值；D按C法取值，并應(yīng)滿足最小配筋率等條件。10鋼筋砼柱發(fā)生大偏壓破壞的條件是（）A偏心距較大；B.偏心距較大，且受拉鋼筋配置較多；C偏心距較大，且受壓鋼筋配置不過多；D偏心距較大且受拉鋼筋配置不過多。11. 指出下列哪些說法是錯誤的（）A受壓構(gòu)件破壞時，受壓鋼

4、筋總是受壓屈服的；B. 大偏心受壓構(gòu)件破壞時，受拉鋼筋已經(jīng)屈服；C. 小偏心受壓構(gòu)件破壞時，受拉鋼筋可能受壓，也可能受拉。二、是非題1在鋼筋砼大偏心受壓構(gòu)件承載力計算時，若，則在構(gòu)件破壞時不能充分利用。2偏壓構(gòu)件，若ei0.3 ho，則一定為大偏壓構(gòu)件。3不論大、小偏壓破壞時，總能達(dá)到。4螺旋箍筋僅用在軸向荷載很大且截面尺寸受限制的軸心受壓短柱中。5配螺旋箍筋的軸心受壓柱中的砼抗壓強(qiáng)度大于fc。6若軸壓柱承受不變的荷載，則不論經(jīng)過多長時間，鋼筋及砼壓應(yīng)力都不隨時間的變化。7在對稱配筋偏心受壓構(gòu)件中，M相同時，N越小越安全。三、思考題1. 為什么要引入附加偏心距ea，如何計算附加偏心距？2. 什

5、么是結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)？混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002中如何考慮結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)？3. 大小偏心受壓破壞的界限是什么？大小偏心受壓構(gòu)件的破壞特點是什么？四、計算題1. 某多層現(xiàn)澆框架底層柱，設(shè)計承受縱向為3000kN?；A(chǔ)頂面至一層樓蓋之間的距離為6.3m?；炷翉?qiáng)度等級為C40（fc=19.1N/mm2），鋼筋為HRB335級鋼（=300N/mm2），柱截面尺寸為400400mm，求需要的縱向受力鋼筋面積。2. 某方形截面柱，截面尺寸為bh600600mm，柱子計算長度為3m。已知軸向壓力設(shè)計值N1500kN，混凝土強(qiáng)度等級為C30（fc=14.3N/mm2），采用HRB335級鋼（=

6、300N/mm2），As1256mm2，1964 mm2。求該截面能夠承受的彎矩設(shè)計值。3. 某方形截面柱，截面尺寸為600600mm。柱子的計算長度為3m。軸向壓力設(shè)計值為N3500kN，彎矩設(shè)計值為?；炷翉?qiáng)度等級為C30（fc=14.3N/mm2），縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼（=300N/mm2），若設(shè)計成對稱配筋，求所需的鋼筋面積。第六章受壓構(gòu)件正截面承截力答案一、選擇題A B B D D B A B D D A二、是非題三、思考題1 、由于施工過程中，結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和鋼筋位置等不可避免地與設(shè)計規(guī)定存在一定的偏差，混凝土的質(zhì)量不可能絕對均勻，荷載作用位置與計算位置也可能有一定偏差

7、，這就使得軸向荷載的實際偏心距與理論偏心距之間有一定誤差。因此，引入附加偏心距ea來考慮上述因素可能造成的不利影響。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002中規(guī)定，附加偏心距ea應(yīng)取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30中的較大值。2、所謂二階效應(yīng)是指在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移（層間位移）和受壓構(gòu)件產(chǎn)生縱向撓曲變形時，在構(gòu)件中由軸向壓力引起的附加內(nèi)力。在長細(xì)比較大的受壓構(gòu)件中，二階效應(yīng)的影響不容忽略，否則將導(dǎo)致不安全的后果?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB500102002提出兩種計算結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)的方法：n -lo法原規(guī)范在偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計計算中，采用由標(biāo)準(zhǔn)偏心受壓柱（兩端鉸支，作用有等偏心距軸壓力的壓桿

8、）求得的偏心距增大系數(shù)與柱段計算長度lo相結(jié)合的方法，來估算附加彎矩。這種方法也稱為-lo法，屬于近似方法之一。GB500102002仍保留了此種方法。n 考慮二階效應(yīng)的彈性分析法假定材料性質(zhì)是彈性的，各構(gòu)件的剛度則采用折減后的彈性剛度。但它考慮了結(jié)構(gòu)變形的非線性，也就是考慮了二階效應(yīng)的影響。由它算得的各構(gòu)件控制截面的最不利內(nèi)力可以直接用于截面的承載力設(shè)計，而不再需要像原規(guī)范那樣通過偏心距增大系數(shù)來增大相應(yīng)截面的初始偏心距?？紤]二階效應(yīng)的彈性分析法的關(guān)鍵是如何對構(gòu)件的彈性剛度加以折減，新規(guī)范規(guī)定：當(dāng)按考慮二階效應(yīng)的彈性分析方法時，可在結(jié)構(gòu)分析中對構(gòu)件的彈性抗彎剛度EI（I為不計鋼筋的混凝土毛截

9、面的慣性矩）乘以如下的折減系數(shù)：梁0.4柱0.6剪力墻0.45核心筒壁0.45由于剪力墻肢及核心筒壁在底部截面開裂后剛度變化較大，實際工程中的剪力墻肢及筒壁在承載力極限狀態(tài)下有可能開裂，也有可能不開裂。為了避免每次設(shè)計時必須先驗算墻底是否開裂，規(guī)范是按開裂剪力墻及開裂筒壁給出折減系數(shù)的，這樣處理在總體上偏于安全。同時規(guī)范也指明，當(dāng)驗算表明剪力墻或核心筒底部正截面不開裂時，其剛度折減系數(shù)可取為0.7。3、n 兩種偏心受壓壞形態(tài)的界限為：兩種偏心受壓破壞形態(tài)的界限與受彎構(gòu)件兩種破壞的界限相同，即在破壞進(jìn)縱向鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，同時受壓區(qū)混凝土亦達(dá)到極限壓應(yīng)變ecu值，此時其相對受壓區(qū)高度稱為界限

10、相對受壓區(qū)高度xb。當(dāng)：時，屬于大偏心受壓破壞； 時，屬于小偏心受壓破壞。n 大偏心受壓（受拉破壞）當(dāng)構(gòu)件的偏心距較大面受拉縱筋配置適量時，構(gòu)件由于受拉縱筋首先達(dá)到屈服強(qiáng)度，此后變形及裂縫不斷發(fā)展，截面受壓區(qū)高度逐漸在減小，最后受壓區(qū)混凝土被壓碎而導(dǎo)致構(gòu)件的破壞。這種破壞形態(tài)在破壞前有明顯的預(yù)兆，屬于塑性破壞n 小偏心受壓當(dāng)構(gòu)件偏心距較小，或雖偏心距較大，但受拉鋼筋配置數(shù)量較多時，構(gòu)件的破壞是由于受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變 值而旨起的。破壞時，距軸向壓力較遠(yuǎn)一側(cè)的混凝土和縱向鋼筋 可能受壓或受拉，其混凝土可能出現(xiàn)裂縫或不出現(xiàn)裂縫，相應(yīng)的鋼筋應(yīng)力一般均未達(dá)到屈服強(qiáng)度，而距軸向力較近一側(cè)的縱向受壓鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度；此時，構(gòu)件受壓區(qū)高度較大，最終由于受壓區(qū)混凝土出現(xiàn)大致與構(gòu)件縱軸平行的裂縫和剝落的碎渣而破壞。破壞時沒有明顯預(yù)兆。屬脆性破壞。四、計