偏心受力構(gòu)件承載力計算

1、第五章 偏心受力構(gòu)件承載力計算本章的意義和內(nèi)容：本章研究偏心受力構(gòu)件正截面承載力，其目的是為了解決工程實際中，如單層廠房的柱子、框架結(jié)構(gòu)中的框架柱、剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻以及橋梁結(jié)構(gòu)中的橋墩等構(gòu)件的承載力計算問題。主要內(nèi)容包括偏心受壓構(gòu)件正截面的受力過程與破壞形態(tài)，偏心受壓構(gòu)件的縱向彎曲影響；不對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算，對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算；對稱配筋I(lǐng)字形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算；正截面承載力NuMu相關(guān)曲線及其應(yīng)用，雙向偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算；偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算；以及偏心受拉構(gòu)件正截面承載力的計算，偏心受拉構(gòu)件斜

2、截面受剪承載力的計算。本章習(xí)題內(nèi)容主要涉及：偏心受壓構(gòu)件正截面兩種破壞形態(tài)的特征；兩類偏心受壓構(gòu)件的劃分及其判別；兩類偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算的計算簡圖、基本公式及應(yīng)用；對稱配筋矩形與I字形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的計算方法及縱向鋼筋與箍筋的主要構(gòu)造要求；NuMu相關(guān)曲線及其應(yīng)用；偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算;偏心受拉構(gòu)件的受力全過程、兩種破壞形態(tài)的特征以及對稱配筋矩形截面偏心受拉構(gòu)件正截面承載力的計算。一、概 念 題（一）填空題1偏心受壓構(gòu)件正截面破壞有_和_破壞兩種形態(tài)。當(dāng)縱向壓力N的相對偏心距e0/h0較大，且As不過多時發(fā)生_破壞，也稱_。其特征為_。2小偏心受壓

3、破壞特征是受壓區(qū)混凝土_，壓應(yīng)力較大一側(cè)鋼筋_，而另一側(cè)鋼筋受拉_或者受壓_。3界限破壞指_，此時受壓區(qū)混凝土相對高度為_。4偏心受壓長柱計算中，由于側(cè)向撓曲而引起的附加彎矩是通過_來加以考慮的。5. 鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算時，其大小偏壓破壞的判斷條件是：當(dāng)_為大偏壓破壞；當(dāng)_為小偏壓破壞。6.鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件在縱向彎曲的影響下，其破壞特征有兩種類型；（1）_，(2) _.對于長柱、短柱和細(xì)長柱來說，短柱和長柱屬于_;細(xì)長柱屬于_。7.柱截面尺寸b×h(b小于h)，計算長度為。當(dāng)按偏心受壓計算時，其長細(xì)比為_；當(dāng)按軸心受壓計算時，其長細(xì)比為_。 8.由于工程中實

4、際存在著荷載作用位置的不定性、_及施工的偏差等因素，在偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計算中，應(yīng)計入軸向壓力在偏心方向的附加偏心距ea,其值取為_和_兩者中的較大值。9.鋼筋混凝土大小偏心受拉構(gòu)件的判斷條件是：當(dāng)軸向拉力作用在As合力點及合力點_時為大偏心受拉構(gòu)件；當(dāng)軸向拉力作用在As合力點及合力點_時為小 偏心受拉構(gòu)件。10沿截面兩側(cè)均勻配置有縱筋的偏心受壓構(gòu)件其計算特點是要考慮_作用，其他與一般配筋的偏心受壓構(gòu)件相同。（二）選擇題1 鋼筋混凝土大偏壓構(gòu)件的破壞特征是 。a、遠(yuǎn)離縱向力作用一側(cè)的鋼筋拉屈，隨后另一側(cè)鋼筋壓屈，混凝土亦壓碎；b、靠近縱向力作用一側(cè)的鋼筋拉屈，隨后另一側(cè)鋼筋壓屈，混凝土

5、亦壓碎；c、靠近縱向力作用一側(cè)的鋼筋和混凝土應(yīng)力不定，而另一側(cè)受拉鋼筋拉屈；d、遠(yuǎn)離縱向力作用一側(cè)的鋼筋和混凝土應(yīng)力不定，而另一側(cè)受拉鋼筋拉屈。2對于對稱配筋的鋼筋混凝土受壓柱，大小偏心受壓構(gòu)件的判斷條件是 。a、時，為大偏心受壓構(gòu)件；b、時，為大偏心受壓構(gòu)件；c、時，為大偏心受壓構(gòu)件；d、時，為大偏心受壓構(gòu)件3一對稱配筋的大偏心受壓柱，承受的四組內(nèi)力中，最不利的一組內(nèi)力為 。 a 、M=500kN·m N=200KN b 、M=491kN·m N=304kN c、 M=503kN·m N=398kN d、 M=-512kN·m N=506kN4.一小偏

6、心受壓柱，可能承受以下四組內(nèi)力設(shè)計值，試確定按哪一組內(nèi)力計算所得配筋量最大？ a 、M=525 kN·m N=2050 kN b 、M=525 kN·m N=3060 kN c 、M=525 kN·m N=3050 kN d、 M=525 kN·m N=3070 kN5鋼筋混凝土矩形截面大偏壓構(gòu)件截面設(shè)計當(dāng) 時，受拉鋼筋的計算截面面積As 的求法是 。a、對受壓鋼筋合力點取矩求得，即按計算;b、按計算，再按0計算，兩者取大值；c、按計算；d、按最小配筋率及構(gòu)造要求確定。6鋼筋混凝土矩形截面對稱配筋 柱，下列說法錯誤的是 。 a、對大偏心受壓，當(dāng)軸向壓力N

7、值不變時，彎矩M值越大，所需縱向鋼筋越多；b、對大偏心受壓，當(dāng)彎矩M值不變時，軸向壓力N值越大，所需縱向鋼筋越多；c、對小偏心受壓，當(dāng)軸向壓力N值不變時，彎矩M值越大，所需縱向鋼筋越多；d、對小偏心受壓，當(dāng)彎矩M值不變時，軸向壓力N值越大，所需縱向鋼筋越多；7一矩形截面對稱配筋柱，截面上作用兩組內(nèi)力，兩組內(nèi)力均為大偏心受壓情況，已知M1<M2,N1>N2,且在（M1,N1）作用下，柱將破壞，那么在（M2,N2）作用下 。a、柱不會破壞； b、不能判斷是否會破壞；c、柱將破壞； d、柱會有一定變形，但不會破壞。8混凝土規(guī)范規(guī)定，當(dāng)矩形截面偏心受壓構(gòu)件的長細(xì)比 時，可以取。 a 、;

8、b 、; c 、; d 、 9下列關(guān)于鋼筋混凝土受拉構(gòu)件的敘述中， 是錯誤的。a、鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件破壞時，混凝土已被拉裂，開裂截面全部外力由鋼筋來承擔(dān)；b、當(dāng)軸向拉力N作用于As合力點及合力點以內(nèi)時，發(fā)生小偏心受拉破壞；c、破壞時，鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件截面存在受壓區(qū)；d、小偏心受拉構(gòu)件破壞時，只有當(dāng)縱向拉力N作用于鋼筋截面面積的“塑性中心”時，兩側(cè)縱向鋼筋才會同時達(dá)到屈服強度。 10有一種偏壓構(gòu)件（不對稱配筋），計算得As= - 462mm2，則 。a、 As按 - 462mm2配置；b、 As按受拉鋼筋最小配筋率配置；c、 As按受壓鋼筋最小配筋率配置。d、 As可以不配置。11鋼筋

9、混凝土偏心受壓構(gòu)件，其大小偏心受壓的根本區(qū)別是 。a、截面破壞時，受拉鋼筋是否屈服； b、截面破壞時，受壓鋼筋是否屈服；c、偏心距的大??； d、受壓一側(cè)混凝土是否達(dá)到極限壓應(yīng)變值。12對稱配筋工形截面偏心受壓柱，計算得，則該柱為 a、 大偏壓； b、小偏壓；c、不能確定；d、可以確定。13一對稱配筋構(gòu)件，經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)混凝土強度等級比原設(shè)計低一級，則 。a、對純彎承載力沒有影響；b、對軸壓和軸拉承載力的影響程度相同；c、對軸壓承載力沒有影響；d、對大小偏壓界限狀態(tài)軸力承載力沒有影響。14.對于小偏拉構(gòu)件當(dāng)軸向拉力值一定時 是正確的。a、若偏心距e0改變，則總用量不變；b、若偏心距e0改變，則總用量

10、改變；c、若偏心距e0增大，則總用量增大； d、若偏心距e0增大，則總用量減少。15.偏拉構(gòu)件的抗彎承載力 。a、隨著軸向力的增加而增加；b、隨著軸向力的減少而增加；c、小偏心受拉時隨著軸向力的增加而增加；d、大偏心受拉時隨著軸向力的增加而增加。16偏壓構(gòu)件的抗彎承載力 。a、隨著軸向力的增加而增加；b 、隨著軸向力的減少而增加；c、小偏受壓時隨著軸向力的增加而增加；d、大偏受壓隨著軸向力的增加而增加。17一對稱配筋構(gòu)件，經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)少放了20的鋼筋，則 a、對軸壓承載力的影響比軸拉大； b、.對軸壓和軸拉承載力的影響程度相同； c、對軸壓承載力的影響比軸拉小；d、對軸壓和大小偏壓界限狀態(tài)軸力承

11、載力的影響相同。(三）判斷題1鋼筋混凝土矩形截面對稱配筋柱，對大偏心受壓，當(dāng)軸向壓力N值不變時，彎矩M值越大，所需縱向鋼筋越多。 2同截面、同材料、同縱向鋼筋的螺旋箍筋鋼筋混凝土軸心受壓柱的承載力比普通箍筋鋼筋混凝土軸心受壓柱的承載力低。 3當(dāng)軸向拉力N作用于As合力點及合力點以內(nèi)時，發(fā)生小偏心受拉破壞。 4鋼筋混凝土大小偏心受壓構(gòu)件破壞的共同特征是：破壞時受壓區(qū)混凝土均壓碎，受壓區(qū)鋼筋均達(dá)到其強度值。 5鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件承載力計算時，若驗算時x<2,則說明受壓區(qū)（即靠近縱向壓力的一側(cè)）鋼筋在構(gòu)件中不能充分利用。6小偏心受拉構(gòu)件破壞時，只有當(dāng)縱向拉力N作用于鋼筋截面面積的“塑性中

12、心”時，兩側(cè)縱向鋼筋才會同時達(dá)到屈服強度。 7對于對稱配筋的鋼筋混凝土受壓柱，大小偏心受壓構(gòu)件的判斷條件是時一定為大偏心受壓構(gòu)件。 8偏拉構(gòu)件的抗彎承載力隨著軸向力的增加而增加。 9小偏拉構(gòu)件若偏心距e0改變，則總用量不變。 10鋼筋混凝土大偏壓構(gòu)件的破壞特征是遠(yuǎn)離縱向力作用一側(cè)的鋼筋拉屈，隨后另一側(cè)鋼筋壓屈，混凝土亦壓碎。 (四)、問答題1對受壓構(gòu)件中的縱向彎曲影響，為什么軸壓和偏壓采用不同的表達(dá)式？2說明大、小偏心受壓破壞的發(fā)生條件和破壞特征。什么是界限破壞？與界限狀態(tài)對應(yīng)的 是如何確定的？3說明截面設(shè)計時大、小偏心受壓破壞的判別條件是什么？對稱配筋時如何進(jìn)行判別？4為什么要考慮附加偏心距

13、？5什么是二階效應(yīng)？在偏心受壓構(gòu)件設(shè)計中如何考慮這一問題？6畫出矩形截面大、小偏心受壓破壞時截面應(yīng)力計算圖形，并標(biāo)明鋼筋和受壓混凝土的應(yīng)力值。7大偏心受壓構(gòu)件和雙筋受彎構(gòu)件的計算公式有何異同？8大偏心受壓非對稱配筋截面設(shè)計，當(dāng)As及均未知時如何處理？9鋼筋混凝土矩形截面大偏心受壓構(gòu)件非對稱配筋時，在已知條件，如何求As？如求得說明什么問題？應(yīng)如何計算？10小偏心受壓非對稱配筋截面設(shè)計，當(dāng)As及均未知時，為什么可以首先確定As的數(shù)量？如何確定？11矩形截面對稱配筋計算曲線N-M是怎樣繪出的？如何利用對稱配筋MN之間的相關(guān)曲線判別其最不利荷載？12對稱配筋大偏壓構(gòu)件，當(dāng)e0 已知，需求Nu值時，推

14、導(dǎo)出確定中和軸位置參數(shù)x的計算公式。13矩形截面對稱配筋的截面設(shè)計問題中，如何判別大小偏心才是準(zhǔn)確的？14什么情況下要采用復(fù)合箍筋？15在偏心受壓構(gòu)件斜截面承載力計算中，如何考慮軸向壓力的影響16大、小偏心受拉破壞的判斷條件是什么？各自的破壞特點如何？17鋼筋混凝土大偏心受拉構(gòu)件非對稱配筋，如果計算中出現(xiàn)x2a¢s，應(yīng)如何計算？出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是什么？二、計 算 題1已知矩形截面偏心受壓柱，截面尺寸b×h=300mm×400mm，柱的計算長度l0=3.5m，承受軸向壓力設(shè)計值N=350kN，彎矩設(shè)計值M=200kN·m，采用C30混凝土，HRB400級

15、鋼筋，。試計算縱向鋼筋的截面面積As和。2已知矩形截面偏心受壓柱，截面尺寸b×h=300mm×500mm，。柱的計算長度l0=6m。承受軸向壓力設(shè)計值N=130kN，彎矩設(shè)計值M=210kN·m?；炷翉姸鹊燃墳镃20，縱筋采用HRB335級，并已選用受壓鋼筋為422（）。求縱向受拉鋼筋截面面積As。3已知 矩形截面偏心受壓柱，截面尺寸b×h=300mm×500mm，計算長度l0=5.2m。承受軸向壓力設(shè)計值N=1700kN，彎矩設(shè)計值M=150kN·m?；炷翉姸鹊燃墳镃25，鋼筋級別為HRB335級，。試計算縱向鋼筋面積As和。4

16、某截面尺寸b×h=300mm×400mm，柱計算長度l0=4m，混凝土強度等級為C25，鋼筋采用HRB400級。承受軸向力設(shè)計值N=250kN，彎矩設(shè)計值M=160kN·m。按對稱配筋，求鋼筋截面面積As和。5矩形截面偏心受壓柱，b×h=300mm×500mm，as=40mm，承受軸向壓力設(shè)計值N=1800kN，彎矩設(shè)計值M=210kN·m?；炷翉姸鹊燃墳镃30，鋼筋采用HRB400級，柱的計算長度l0為4m。采用對稱配筋，求所需縱向鋼筋A(yù)s和s。6.某工字形截面柱截面尺寸b×h=100mm×700mm，bf=4

17、00mm, hf=120mm, as=40mm，l0=7700mm；承受軸向力設(shè)計值N=955kN,彎矩設(shè)計值M=360 kN·m,混凝土強度等級C35, 鋼筋采用HRB400級,求對稱配筋時縱向鋼筋的面積。7某工字形截面柱截面尺寸b×h=100mm×900mm，bf=400mm, hf=150mm, as=40mm, l0=5500；承受軸向力設(shè)計值N=2100kN,彎矩設(shè)計值M=800 kN·m,混凝土強度等級C35, 鋼筋采用HRB400級,求對稱配筋時縱向鋼筋的面積。8.已知剪力墻截面尺寸b×h=180mm×3920mm，承受

18、軸向壓力設(shè)計值N=3400 kN,彎矩設(shè)計值M=4595 kN·m,混凝土強度等級C30, 縱向鋼筋采用HRB400級，分布筋為HRB335級鋼筋，抗震等級為三級。要求確定縱向鋼筋。9鋼筋混凝土雙向偏心受壓柱，截面尺寸b×h=450mm×450mm，混凝土強度等級為C30,縱筋采用HRB400級；40mm, =1, =450mm,截面已配有820，截面每邊有3根。求截面能夠承受的軸向壓力設(shè)計值Nu 10鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件，截面尺寸b×h=250mm×400mm，as=40mm,柱承受軸向拉力設(shè)計值N=715 kN,彎矩設(shè)計值M=86 kN·m,混凝土強度等級C30, 縱向鋼筋采用HRB400級鋼筋,混凝土保護層厚度c=30mm。求鋼筋面積As和。11鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件，截面尺寸b