混凝土结构设计原理习题复习资料第六章受压构件正截面承截力

1、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）a存在；b. 不存在。2轴心压力对构件抗剪承载力的影响是 （b）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：（b）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。4钢筋砼柱发生小偏压破坏的条件

2、是：（d）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：（d）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x 2 as的条件是为了：（b）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 f y；c避免 f y 400n/mm2。1 / 7o c y2 1 2 11 22 12 21 1sioc7对称配筋的矩形截面偏心受压构件（ c20，h

3、rb335 级钢），若经计算，he 0.3h , i ox=0.65，则应按 （ a ）构件计算。a小偏压；b. 大偏压；c. 界限破坏。8对 bh ，f ，f ，f均相同的大偏心受压截面，若已知 m m ，n n ， y则在下面四组内力中要求配筋最多的一组内力是 （b）a(m ，n )； b.（m ，n ）；c. ( m ，n )；d. (m ，n )。9当x 2 as，在矩形截面大偏心受压构件的计算中求 a 的作法是 :（d）a.对as的形心位置取矩(取x =2 as)求得；b. 除计算出 as 外,尚应按 a s=0 求解 as，取两者中的较大值；c 按 b 法计算，但取两者中较小值；d

4、 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 （d）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。11. 指出下列哪些说法是错误的 （a）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x 0.3 h ，则一定为大偏压构件。（错）3不论大、小偏压破坏时， a s总能达到 f y。（错）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

5、压短柱中。（对） 5配螺旋箍筋的轴心受压柱中的砼抗压强度大于 f 。（对）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。（错）7 在对称配筋偏心受压构件中，m 相同时，n 越小越安全。（错）2 / 7aaao8轴心受压柱采用螺旋箍筋可使柱的抗压承载力提高，因此，在长细比 l / d0不超过 12 的范围内均可采用螺旋箍筋提高柱的承载力。（对）三、思考题1. 为什么要引入附加偏心距 e ，如何计算附加偏心距？答：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，

6、这就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 e 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 e 应取 20mm 和偏心方向截面尺寸的 1/30 中的较大值。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？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。答：混凝土结构设计规范 gb500102002 提出两种计算结构二

7、阶效应 的方法：n-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 -l 法，属于近似方法之一。 gb500102002 仍保留了此种方法。n考虑二阶效应的弹性分析法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

8、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3 / 7cub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. 大小偏心受压破坏的

9、界限是什么？大小偏心受压构件的破坏特点是什 么？答： 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 e值，此时其相对受压区高度称为界限相对受压区高度x。当：xxb时，属于大偏心受压破坏；xxb时，属于小偏心受压破坏。n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n小偏心受压当构件偏心距较小，或虽偏

10、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。4.根据什么的不同，钢筋混凝土偏心受压柱可以分为短柱、长柱和细长柱？答：根据长细比的不同，钢筋混凝土偏心受压柱可以分为短柱、长柱和细长柱.4 / 7ccs5规范规定，轴心受压构件全部纵向钢筋的配

11、筋率不应小于多少 ?偏压 构件受拉筋最小配筋率与受弯构件相同，受压侧钢筋的配筋率不应小于多少 ? 但全部纵筋配筋率不宜超过多少 ?答：规范规定，轴心受压构件全部纵向钢筋的配筋率不应小于 0.6%。偏压构 件受拉筋最小配筋率与受弯构件相同，受压侧钢筋的配筋率不应小于 0.2%， 但全部纵筋配筋率不宜超过 5% 。四、计算题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（f =19.1n/mm2），钢筋为 hrb335 级钢（ f =300n/mm2 y），柱截面尺寸为 400400mm，求需要的纵向受力钢筋面积。解：

12、根据混凝土结构设计规范gb50010-2002，取柱子计算长度为 1.0h，则 l =1.0 h =1.0 6.3 =6.3mo计算温度系数 j，因 l / h =6300/ 400 =15.75o查表得，j0.875。则： a = sn0.9jf- f acy=3000 10 30.9 0.875-19.1 400 400 300=2512mm2a 2512r= s = =1.57% a 400 400s，因此r =0.4% r=1.57% 1500kn故该构件属于大偏心受压构件x =n - f a+f a y s y sa f b1 c则：=1500 103-300 1964 +300 1

13、256 1.0 14.3 600=150.1mm2 a =80mm x =150.1mm x h =0.55 560 =308mm s b ol / h =3000/ 600 =5 o，则h=1.0e =a1f c bx ho-2x+fyas(ho-as)n 150.1 1.0 14.3 600 150.1 560 - +300 1964 2 =1500 10 3(560-40)=620.6mm因：e =he +ih2h-a he =e - +a =620.6 -26002+40 =360.6mme =e -e =360.6 -20 =340.6mm o i a则：m =ne =1500 34

14、0.6 10 o-3=510.9kn m3. 某方形截面柱，截面尺寸为 600600mm。柱子的计算长度为 3m。轴向压力设计值为 n3500kn，弯矩设计值为m =100kn m。混凝土强度等级为 c30（f =14.3n/mm2），纵向受力钢筋采用 hrb335 级钢（ f =300n/mm2y），若设计成对称配筋，求所需的钢筋面积。3、解：设a =a =40mm ，则 h =600 -40 =560mm s s oe =m / n = o100 10 63500 103=28.6mme =h / 30 =20mmae =e +e =28.6 +20 =48.6mm i o al / h =3000/ 600 =5 ，则 h=1.0 oe =he +ih2-a =1.0 48.6 +600 / 2 -40 =308.6mm s6 / 7( )1 co()( )1 co因为对称配筋，则n =af xbhb 1 c b o=1.0 14.3 0.55 600 560=2642.6knn =3500kn故该构件为小偏心受压构件，则x=n -af xbh1 c b one -0.43a f xbh 21 c b o +af bh(b-x)h-a1 b o s+xb=3500 10 3 -1.0 14.3 0.55 600 5603500 10 3 308