内容正文:
专题4 钢筋混凝土受压构件
建筑结构(第4版)
专题复习讲练测
1
一、考纲要求
考纲解读:
1.考试要求:
(1)了解受压构件的分类;掌握钢筋混凝土受压构件的构造要求。
(2)理解轴心受压柱破坏特征;掌握轴心受压构件承载力的计算。
(3)了解偏心受压构件的破坏形态及分类。
2.常见考点:钢筋混凝土受压构件的构造要求、轴心受压柱破坏特征、轴心受压构件承载力的计算、偏心受压构件的破坏形态及分类。
3.常见题型:选择题、计算题。
二、知识点梳理
(一)受压构件的构造要求
(二)混凝土轴心受压构件
(三)混凝土偏心受压构件
① 两个物体:施力物体 受力物体
(一)受压构件的构造要求
1、 受压构件的分类
根据力的方向是指向截面,还是离开截面,可分为纵向受压构件和纵向受拉构件;
根据纵向压力作用线与构件轴线是否重合,分为轴心受压构件和偏心受压构件;偏心受压构件,又可以分为单向偏心受压和双向偏心受压。
工程中常见的受压构件:钢筋混凝土柱子、桁架中的受压腹杆、钢筋混凝土剪力墙等。
① 两个物体:施力物体 受力物体
(一)受压构件的构造要求
2、 受压构件的构造要求
(1)材料的强度等级
混凝土
混凝土强度等级对受压构件的承载力影响较大,为了充分利用混凝土承压,宜采用强度等级较高的混凝土,一般采用的混凝土强度等级为C25~C40。
钢筋
钢筋与混凝土共同受压时,其抗压强度设计值 N/mm2,故不宜选择高强度钢筋作受压钢筋。最常选用的纵向受力钢筋级别是HRB335、HRB400、HRB500级钢筋。
① 两个物体:施力物体 受力物体
(一)受压构件的构造要求
2、 受压构件的构造要求
(2)截面形式与尺寸
截面形状:正方形或矩形
截面尺寸:一般不小于250mm×250mm
长细比:控制 l0/b≤30、 l0/ h≤25、 l0/ d≤25。
模数:柱截面的边长在800 mm以下时,一般以50 mm为模数;边长在800mm以上时,以100mm为模数。
① 两个物体:施力物体 受力物体
(一)受压构件的构造要求
2、 受压构件的构造要求
(3)纵向钢筋
级别:HRB400、HRBF400、HRB500、 HRBF500级钢筋
直径:d不宜小于12 mm,一般在12~32 mm范围内选用
根数:矩形截面钢筋根数不得少于4根,以便与箍筋形成刚性骨架。轴心受压构件中纵向受力钢筋应沿截面四周均匀配置,偏心受压构件中纵向受力钢筋应布置在与偏心压力作用平面垂直的两侧。圆形截面钢筋根数不宜少于8根,不应少于6根,宜沿截面周边均匀配置。
① 两个物体:施力物体 受力物体
(一)受压构件的构造要求
2、 受压构件的构造要求
(3)纵向钢筋
配筋率:全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%,也不应小于0.5%;当采用400MPa级钢筋时,全部纵向受力钢筋的配筋率不应小于0.55%;当采用300MPa级钢筋时,配筋率不应小于0. 6%;同时一侧受压钢筋的配筋率不应小于0. 2%。
净距:不应小于50mm,且不宜大于300mm;对水平浇筑的预制柱不应小于30mm和1.5d(d为钢筋的最大直径)。
① 两个物体:施力物体 受力物体
(一)受压构件的构造要求
2、 受压构件的构造要求
(3)纵向钢筋
构造筋:偏心受压柱当截面高度≥600 mm时,在柱侧面应设d≥10 mm的纵向构造钢筋,并相应设置复合箍筋或拉结筋。
其他要求:柱相邻纵向钢筋连接接头应相互错开。在同一截面内钢筋接头面积百分率不宜大于50%。
① 两个物体:施力物体 受力物体
(一)受压构件的构造要求
2、 受压构件的构造要求
(4)箍筋
作用:固定纵向钢筋,给纵向钢筋提供侧向支点,防止纵向钢筋受压
弯曲,抵抗柱中水平剪力。
形式:封闭式
直径:直径不应小于d/4,且不应小于6mm(d为纵向钢筋的最大直径)。
间距:不应大于400mm及构件截面的短边尺寸,且不应大于15d(d
为纵向钢筋的最小直径)。
① 两个物体:施力物体 受力物体
(一)受压构件的构造要求
2、 受压构件的构造要求
(4)箍筋
当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%时,则箍筋直径不应小于8mm,其间距不应大于10d(d为纵向受力钢筋的最小直径),且不应大于200mm;箍筋末端应做成135°弯钩,且弯钩末端平直段长度不应小于 10d;箍筋也可焊成封闭环式。
当柱截面短边尺寸大于400mm,且各边纵向钢筋多于3根时,或当柱截面短边不大于400mm,但各边纵向钢筋多于4根时,应设置复合箍筋,其布置要求是使纵向钢筋至少每隔一根位于箍筋转角处。
① 两个物体:施力物体 受力物体
(一)受压构件的构造要求
2、 受压构件的构造要求
(4)箍筋
截面形状复杂的柱,不允许采用有内折角的箍筋,因内折角箍筋受力后有拉直趋势,其合力将使内折角处混凝土崩裂。
柱内纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋应加密。
衡力系:让物体处于平衡状态的力系。
(二)混凝土轴心受压构件
1、轴心受压柱的破坏特征
轴心受压短柱:
在轴向力作用下,其钢筋应力首先达到屈服强度,
而后混凝土应变达到极限压应变,此时混凝土产
生纵向裂缝,保护层剥落,箍筋间纵向钢筋发生
压屈,向外凸出,混凝土被压碎而破坏。
混凝土压碎
钢筋凸出
衡力系:让物体处于平衡状态的力系。
(二)混凝土轴心受压构件
1、轴心受压柱的破坏特征
轴心受压长柱:
由于各种偶然因素造成的初始偏心距的影响,在轴向力
作用下,易发生纵向弯曲,破坏时在构件的一侧产生纵
向裂缝,混凝土被压碎,在另一侧产牛水平裂缝。对于
长细比很大的长柱,还有可能发生“失稳破坏”。
衡力系:让物体处于平衡状态的力系。
(二)混凝土轴心受压构件
2、截面承载力的计算
轴心受压构件承载力由钢筋和混凝土两部分的承载力组成,公式如下:
衡力系:让物体处于平衡状态的力系。
(二)混凝土轴心受压构件
2、截面承载力的计算
柱的计算长度l0的取值:
稳定系数通过查表可得。
衡力系:让物体处于平衡状态的力系。
(二)混凝土轴心受压构件
2、截面承载力的计算
衡力系:让物体处于平衡状态的力系。
(二)混凝土轴心受压构件
2、截面承载力的计算
衡力系:让物体处于平衡状态的力系。
(三)混凝土偏心受压构件
1、相关概念
偏心受压构件同时承受轴向压力和弯矩。
当弯矩M相对较小时,偏心距e0就
很小,构件接近于轴心受压,当N相
对较小时,e0就很大,构件接近于受
弯,偏心受压是介于轴心受压和受弯
之间。
压弯构件 偏心受压构件
衡力系:让物体处于平衡状态的力系。
(三)混凝土偏心受压构件
2、破坏形态及特征
偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关。
衡力系:让物体处于平衡状态的力系。
(三)混凝土偏心受压构件
2、破坏形态及特征
三、常考点讲解
1、柱中纵向受力钢筋直径不宜小于( )
A.10mm B.12mm C.8mm D.16mm
答案:B
解析:本题考查钢筋混凝土轴心受压构件的构造要求,柱中纵向受力钢筋直径不宜小于12mm。
三、常考点讲解
2、钢筋混凝土轴心受压构件,稳定系数是考虑了( )
A.初始偏心距的影响;
B.荷载长期作用的影响;
C.两端约束情况的影响;
D.附加弯矩的影响。
答案:D
解析:钢筋混凝土轴心受压构件,稳定系数是考虑了附加弯矩的影响。
三、常考点讲解
3、某现浇钢筋混凝土框架结构,底层柱从基础顶面到一层楼盖顶面高
4.500m,则该柱子的计算长度l0为( )
A.4.500m
B.5.400m
C.5.625m
D.6.750m
答案:A
解析:本题考查的是框架结构各层柱的计算长度。现浇钢筋混凝土框架结构,底层柱的计算长度为从基础顶面到一层楼盖顶面高。
三、常考点讲解
4、钢筋混凝土柱构造要求的说法,正确的是( )
A.矩形柱可采用U型箍筋
B.截面形状复杂的柱,可以采用有内折角的箍筋
C.轴心受压柱中纵向受力钢筋应沿柱的长边布置
D.钢筋搭接位置应设在受力较小处,且同一根钢筋上宜少设置连接
答案:D
解析:矩形柱不可以采用U型箍筋;截面形状复杂的柱,不允许采用有内折角的箍筋;轴心受压柱中纵向受力钢筋应沿截面均匀布置,故答案为D。
三、常考点讲解
5、钢筋混凝土受压构件构造要求中,正确的是( )
A.矩形截面纵向钢筋根数不得多于4根
B.箍筋直径不应大于最大钢筋直径的1/4
C.箍筋间距不应小于构件截面的短边尺
D.圆形截面构件钢筋宜沿截面周边均匀布置
答案:D
解析:矩形截面纵向钢筋根数不得少于4根;箍筋直径不应小于最大钢筋直径的1/4;箍筋间距不应大于构件截面的短边尺,故答案为D。
三、常考点讲解
6、组成钢筋混凝土受压构件承载力的是( )
A.混凝土和构造筋的承载力
B.混凝土和拉筋的承载力
C.混凝土和钢筋的承载力
D.混凝土和箍筋的承载力
答案:C
解析:钢筋混凝土受压构件承载力是由混凝土和钢筋的承载力组成的。
三、常考点讲解
7、钢筋混凝土大偏心受压构件形成受压破坏的条件是( )
A.截面相对偏心距较大,且受拉侧钢筋配筋率合适
B.截面相对偏心距较大,但受拉侧钢筋配筋率较大
C.截面相对偏心距较小,且受拉侧钢筋配筋率较小
D.截面相对偏心距较小,但受拉侧钢筋配筋率合适
答案:A
解析:本题考查钢筋混凝土大偏心受压构件形成受压破坏的条件,需要理解并熟记。
四、归纳小结
(一)受压构件的构造要求
(二)混凝土轴心受压构件
(三)混凝土偏心受压构件
感谢观看
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