受压构件习题hntxt6解读课件.ppt

1、问答题问答题 计算题计算题1.1.轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同有何不同?2.2.轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算有何不同面受压承载力计算有何不同?3.3.简述偏心受压短柱的破坏形态简述偏心受压短柱的破坏形态?偏心受压偏心受压构件如何分类构件如何分类?答案答案答案答案答案答案答案答案答案4.4.长柱的正截面受压破坏与短柱的破坏有何长柱的正截面受压破坏与短柱的破坏有何异同异同?5.5.为什么要引入附加偏心距为什么要引入附加偏心距ea？6.6.为什么采用为什么采用ei=0.3h0来判别大、小偏

2、心受来判别大、小偏心受压构件只是一个近似公式压构件只是一个近似公式?7.7.矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载力如何计算载力如何计算?答案答案答案答案答案答案答案答案答案答案答案答案10.10.怎样进行不对称配筋矩形截面偏心受压怎样进行不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力的截面设计构件正截面受压承载力的截面设计?11.对称配筋矩形截面偏心受压构件大、小对称配筋矩形截面偏心受压构件大、小偏心受压破坏的界限如何区分偏心受压破坏的界限如何区分?答案答案答案答案答案答案轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同何

3、不同?返回返回返回 答答：短柱：随着荷载的继续增加，柱中开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。长柱：随着荷载的增加，附加弯矩和侧向挠度将不断增大。破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算有何不同受压承载力计算有何不同?答答：轴心受压普通箍筋柱承载力计算公式:螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算公式：当混凝土强度等级小于C50时，取

4、=1.0；当混凝土强度等级为C80时，取=0.85；当混凝土强度等级在C50与C80之间时，按直线内插法确定。yycAfAfN9.0uyyycAfAfAfNssocoru29.0返回返回返回简述偏心受压短柱的破坏形态简述偏心受压短柱的破坏形态?偏心受压构偏心受压构件如何分类件如何分类?答答：偏心受压短柱的破坏形态有大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种情况。大偏心受压破坏的特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎，是与适筋梁破坏形态相类似的延性破坏类型。小偏心受压破坏形态的特点是混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服，属于脆性破坏类型。偏心受压构件的分类：1、当轴心压力的相

5、对偏心矩较大，且受拉钢筋又配置不很多时，为大偏心受压破坏；2、当轴心压力的相对偏心矩较大，但受拉钢筋配置很多时，或当轴心压力的相对偏心矩较小时，为小偏心受压破坏。返回返回返回为什么要引入附加偏心距为什么要引入附加偏心距e ea a？答答：对于偏心受压构件，规范引入附加偏心距ea的主要原因是：1、由于在施工过程中，结构的几何尺寸和钢筋位置等不可避免地会与设计规定有一定的偏差，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不可避免的有一定的偏差，这样就使得轴向荷载的实际偏心距与理论偏心距之间有一定的误差，引入附加偏心距以后，就可以考虑上述因素造成的不利影响。2、在偏心受压构件正截面承载力的计

6、算中，混凝土强度取值为 fc;而在轴心受压构件正截面承载力计算中，混凝土强度取值为fc。当由偏心受压向轴心受压过渡时，计算方法不能衔接，计算结果不连续。规范采取引入附加偏心距以后，就可以间接的近似实现上述衔接问题。返回返回返回为什么采用为什么采用eei i=0.3=0.3h h0 0来判别大、小偏心受来判别大、小偏心受压构件只是一个近似公式压构件只是一个近似公式?答答：判别大、小偏压的标准是看相对受压区高度的大小如何，如果b,属大偏心受压；相反，如果b则属小偏心受压。然而在进行截面设计时，尚属未知，这样便无法按上述办法进行判别，因此需要寻求其它判别方法。在工程中常用的fy和 fc条件下，在mi

7、n和min时的界限偏心距值e0b/b不是总是等于0.3,而是在0.3上下波动，为了简化工作起见，可将其平均值近似的取为e0b,min=0.3h0。当ei e0b,min=0.3h0时，总是发生小偏心受压破坏；当ei e0b,min=0.3h0时，可能为小偏心受压，也可能为大偏心受压。返回返回返回矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载力如何计算力如何计算?答答：1）基本公式100()()2ucysysucysNf bxf Af AxNef bx hf A ha aheei5.0 2）公式适用条件:为了保证构件破坏时受拉区和受压区钢筋应力先达到屈服强度，要求：

8、0bbxxh2sxa返回返回返回矩形截面小偏心受压构件正截面受压承载力矩形截面小偏心受压构件正截面受压承载力如何计算如何计算?答答：1）基本公式sybfysyff1 ucysssNf bxf AA 100()()2ucysxNef bx hf A ha aheei5.02）公式适用条件010022uacxysshhNaeef bhhf A ha返回返回返回怎样进行不对称配筋矩形截面偏心受压构件怎样进行不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力的截面设计正截面受压承载力的截面设计?答答：这是已知构件截面上的内力设计值N、M、材料及构件截面尺寸为已知，欲求As和As。计算步骤为先算出偏心距增大

9、系数，初步判别构件的偏心类型，当ei0.3h0时，可先按属于大偏心受压情况计算；当 ei0.3h0时，则先按属于小偏心受压情况计算，然后应用有关计算公式球的钢筋截面面积As和A s。求出As和A s后再计算x，用xxb，xxb来检查原先假定的是否正确，如果不正确需要重新计算。在所有情况下，As和A s还要满足最小配筋率的规定；同时（As+A s）不宜大于bh0的5%。最后，要按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力。返回返回返回对称配筋矩形截面偏心受压构件大、小偏心对称配筋矩形截面偏心受压构件大、小偏心受压破坏的界限如何区分受压破坏的界限如何区分?答答：在对称配筋的矩形截面偏心受压构件

10、设计中，当截面尺寸较大和竖向荷载较小时，虽然偏心距很小，理应属小偏心受压，但按计算=N/fcbh0却可能出现b的现象，即按计算为大偏心，需要的钢筋面积很少，甚至为负值。因此，在对称配筋情况下，应该按界限偏心距0.3h0和界限破坏荷载Nb（Nb=1 fc bh0b）两方面进行判别。当ei0.3h0且NNb时，为大偏心受压；当ei0.3h0或当ei0.3h0且NNb时，为小偏心受压。返回返回返回【3-1】某高层办公楼门厅的钢筋混凝土圆柱，承受轴向力设计值N3000kN。柱的计算长度为4.2m，根据建筑设计的要求，柱截面的直径不得大于400mm。混凝土的强度等级为C35，纵筋为HRB335，箍筋为热

11、轧HPB235级钢筋。试确定该柱钢筋用量。【解解】（1）求计算稳定系数0400mm420010.5,0.95400ld若采用该柱直径为，则查表得（2）求纵筋As4200考虑到纵向钢筋的用量可能比较多，混凝土采用其净截面面积,则圆形截面柱的截面面积为：222400125600mm44DA3323000 1016.7 125.6 100.9 0.950.9300 16.74981.5mmcsycNf AAff选用828，As 4926mm2。配筋率=As/A=4926/125600=3.92%【3-2】今有一混凝土框架柱，承受轴向压力设计值N1000kN，弯矩设计值M430kNm，截面尺寸为bh=

12、400mm500mm。该柱计算长度l05.0m，采用的混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB335。试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积As和As。【解解】（1）求e0及ei6030430 10430mm,20mm1000 1043020450mmaiaMeeNeee（2）求偏心距增大系数 101450 0.22.70.22.72.8131.0465 1.0ieh取02/5000/5001015 1.0lh，取220120115000111.0 1.0450500140014004651.074ilehh （3）判别大小偏心受压构件0 1.074 450.0483.3mm0.3 0.3 465139

13、.5mmieh今表示该构件的控制截面的设计宜按大偏心受压考虑。（4）求纵向受压钢筋截面面积/21.074450500/235698.3mmiseeha2006222min0(1 0.5)()1 10698.3 1.0 14.3 400 4650.55 1 0.5 0.55300465 351590mm0.002 400 465 372mmcbbsyNef bhAf habh（5）求纵向受拉钢筋截面面积621.0 14.3 400 465 0.55 1 1015903003133mm 受拉钢筋选用4 32，As 3217mm2。受压钢筋选用4 25，As 1964mm2。0ycbssyyff b

14、hNAAff（5）选用钢筋【3-3】已知条件同【6-2】并已知As 2463mm2求：该柱所需受拉钢筋截面面积As。【解解】令N=Nu,M=Nu e00()()2cysxN ef bx hf A ha 由得621 10698.3 1.0 14.34004650.5 300246346535 930133067.50 xxxx即20019309304 133067.5176.6mm2 0.55 465255.75 22 3570mmbbxhhxa 故621.0 14.3 400 176.6300 2463 1 103002469.8mmcyssyf bxf ANAf 注：注：比较上面两题，可以发

15、现当比较上面两题，可以发现当 时，求得的时，求得的总用钢量少些。总用钢量少些。0bxh【3-4】已知轴向力设计值N1200kN，截面尺寸为bh=400mm600mm，aa45mm。构件计算长度l04m，采用的混凝土强度等级为C40，钢筋为HRB400，As 1520mm2，As1256mm2。求：该构件在h方向上所能承受的弯矩设计值。【解解】301200 10360 1520360 12561.0 19.1 400145mm0.52 555288.6mm 22 4590mmysyscbNf Af Axf bha 003()()21.0 19.1 400 145465 145/2360 1520

16、555 451200 10678mmcysxf bx hf A haeN/2678600/245423mmiseeha 所以该构件属于大偏心受压情况，且受压钢筋能达到屈服强度，则由于l0/h4000/6006.67，取 1.01.0则则ei423mm，考虑到附加偏心距的作用，即ea20mm。则e0 ei ea42320403mmM=N e0=12000000.403=483.6kNm该构件在h方向上所能承受的弯矩设计值为：M =483.6kNm【3-5】已知轴向压力设计值N5280kN，弯矩设计值M24.2kNm，截面尺寸bh=400mm600mm，aa45mm。构件计算长度l03m，采用的混

17、凝土强度等级为C35，钢筋为HRB400。求：钢筋截面面积As和As。【解解】令Nu=N,MuM=Nu e0，则e0=M/N=4.58mmea=600/30=20mmei e0+ea4.58+2024.58mm（1）求e0及ei（2）求偏心距增大系数 1024.580.22.70.22.70.32555ieh02/3000/600515 1.0lh，取220120113000110.32 1.024.58600140014005551.13ilehh （3）判别大小偏心受压构件0 1.13 24.5827.8mm0.3 0.3 555166.5mmieh今初步按小偏心受压考虑。/21.13 2

18、4.58600/245283mmiseeha（4）求纵向受力钢筋截面面积As和As取10.8，Asminbh00.002400555444mm，可求得：=1.212h/h0=1.081,syxhf 故取则00622min0(0.5)()5.28 10283 1.0 16.7 400 6005550.5 555300465 352572mm0.002 400 555444mmcsyNef bh hhAfhabh 625.28 101.0 16.7 400 600360 2572360961mmcyssyNf bhf AAf 为防止在反向侧发生破坏，As还应该满足：00(0.5)()csyNef

19、bh hhAfha e=0.5h-a-（e0-ea）h0=h-a代入数值，可得：As 2210mm2分别选用直径为25mm的钢筋,As2454mm2,As2945mm2,均满足最小配筋率要求。（5）验算00620()()25.28 10283 1.0 16.74005550.5 360 294555545 11102854900405mm0.518 555287.5mmcysbxN ef bx hf A haxxxxxh 由式可得：所以前面假定为小偏心受压是正确的。【3-6】题目条件同【6-2】,采用对称配筋。试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积As和As。【解解】（1）判别大小偏心受压构件0 1.074 450.0483.3mm0.3 0.3 465139.5mmieh今表示该构件的控制截面的设计宜按大偏心受压考虑。（4）求纵向受力钢筋截面面积As和As30 0.551000 10174.8mm21.0 14.3 400chNxaf b00622min0(0.5)()1 10698.3 1.0 14.3 400 174.8465 0.5 174.8300465 352486mm0.002 400 465372mmcssyNef bx hxAAf habh 则2428mm2463mmssAA每边配置 根直径为钢筋，。注：当采用对称配筋时，钢筋的用量要多一些。