专题五 直杆轴向拉、压在工程中的应用（教案）-浙江省职教高考《建筑力学与结构平法识别图》(高教版)专题复习讲练测

专题五 直杆轴向拉、压在工程中的应用（教案）-《建筑力学与结构平法识别图》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.会定向分析细长压杆的稳定性问题。 2.了解钢筋混凝土轴压柱的构造要求。 3.能对工程中常见的轴向拉、压构件进行受力分析。 4.能识读钢筋混凝土轴压柱的结构施工图。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、细长受压构件的稳定性问题 细长直杆在一定的轴向压力作用下,突然丧失其原有直线平衡状态的现象称为压杆丧失稳定性,简称失稳,如图3-11所示。失稳破坏发生在构件受压强度破坏之前,即其破坏并非强度不足,而是突然发生变形的改变,由原来的轴向压缩变形变为弯曲变形了,且破坏具有突然性,因此对于细长受压构件,必须高度重视其稳定性问题。要提高受压构件的稳定性,应减少压杆的长度、加强杆端约束、选择横截面面积远离截面中心且中心对称的截面形状(如圆环截面)。 二、钢筋混凝土轴压柱的构造要求 1.截面形式和尺寸 轴压柱通常用正方形、圆形和矩形等截面形式。柱的截面尺寸应满足承载力和构造要求,为了便于混凝土自上而下浇筑,截面尺寸不宜小于250mmX250mm。当截面高度h≤800 mm时,截面以50mm倍数增减;当截面高度h>800mm时,以100mm的倍数增减。 2.钢筋和混凝土的强度 为了充分利用混凝土受压性能好的特点,采用高强度等级的混凝土可以减小柱的截面尺寸,节约钢材,降低成本,因此柱中应使用较高强度等级混凝土,一般房屋采用C25及其以上强度等级的混凝土,重要公用建筑、高层建筑底层柱,一般采用C40及其以上等级的混凝土。柱中所受到的轴向压力一般情况下主要由混凝土来承担。柱中的纵向受力钢筋可采用高强度钢筋,也承担柱中受到的轴向压力，应选用HRB400、HRBF400、HRB500、 HRBF500级钢筋。当轴向压力较小时,也可选用HRB335、HRBF335级钢筋，但今后将逐步限制和淘汰HRB335、HRBF335级钢筋;当轴向压力较大但截面尺寸受到限制时,也可以采用HRB500、HRBF500级钢筋。柱中的箍筋宜采用HPB300、 HRB400、HRBF400钢筋。H、R、B、F分别是热轧、带肋、钢筋、细晶粒的第一个英文字母,热轧带肋钢筋又称为螺纹钢筋,横肋可分为螺旋形、人字形、月牙形三种。工程中俗称HPB300 为一级钢、HRB335为二级钢、HRB400为三级钢、HRB500 为四级钢。 3.柱中钢筋 柱中钢筋通常有纵向受力钢筋和箍筋,如图3-12所示。 (1)纵向受力钢筋 纵向受力钢筋的主要作用是和混凝土结合在一起,共同受力,使得钢筋混凝土柱具有更高的承载力,同时减少柱的截面尺寸,其直径通常在12~28mm范围内。 为了方便施工和保证柱中钢筋骨架的刚度,宜选用较粗直径的钢筋,其数量由计算确定。轴压柱中的纵向受力钢筋应在截面周边均匀布置，矩形柱截面不应少于4根，圆形柱截面不宜少于8根,不应少于6根。柱内纵向钢筋的间距不应小于50mm,最大间距不宜大于300mm。 (2)箍筋 箍筋的作用是“箍住”受压的纵向钢筋形成钢筋骨架,约束柱内部的混凝土,防止纵向钢筋和混凝土受压后外凸。箍筋直径不应小于柱内纵向钢筋最大直径的四分之一,且不小于6mm。箍筋的间距不应大于400mm及柱的短边尺寸,同时也不应大于15d(d为柱内纵向钢筋的最小直径)。箍筋受拉力作用,必须有良好的锚固,且应做成封闭式,箍筋的末端应弯折成135°弯钩,当有抗震要求时弯钩末端平直段长度不应小于10d(d为箍筋的直径),且≥75mm(图3-13)。 对于截面形状复杂的柱,不得使用内折角箍筋,否则内折角处箍筋受力后有拉直趋势,其向外的作用力使该处混凝土崩裂,应设置复合箍筋(图3-14)。当柱截面短边尺寸b>400mm且各边纵向钢筋多于3根时,或当柱截面短边尺寸b≤400 mm,但各边纵向钢筋多于4根时,应设置复合箍筋(图3-15)。 三、细长受压构件稳定性问题的定性分析 四、钢筋混凝土轴压柱结构施工图的识读 [真题练讲] 1.（2020年浙江省统一考试）柱中箍筋的作用是( )。 A.受压 B.受拉 C.受剪 D.受扭 答案：C 解析：受剪是柱中箍筋的作用之一。 2.（2023年湖南省统一考试）细长压杆稳定性主要与下列哪个因素无关？（ ） A. 杆的长度 B. 杆的截面形状 C. 杆的材料强度 D. 杆的颜色 答案：D 解析：细长压杆的稳定性与杆的长度、截面形状、材料强度有关，与杆的颜色无关。 3.（2023年浙江省统一考试）钢筋混凝土轴压柱中，箍筋的主要作用是（ ） A. 承受拉力 B. 约束混凝土，提高柱的延性 C. 承受压力 D. 防止钢筋锈蚀 答案：B 解析：箍筋主要是约束混凝土，提高柱的延性。 4.（2021年浙江省统一考试）钢筋混凝土轴压柱最常用的截面形式是（ ） A. 圆形 B. 三角形 C. 方形 D. 椭圆形 答案：C 解析：方形截面在工程中最常用，便于施工和布置钢筋。 5.（2019年陕西省统一考试）柱中纵向钢筋的强度等级不宜低于（ ） A.HPB300 B.HRB400 C.HRB500 D.HRB600 答案：B 解析：柱中纵向钢筋强度等级不宜低于 HRB400。 [限时练讲] 1.钢筋混凝土轴压柱结构施工图中，标注 “Φ8@200” 表示（ ）。 A. 直径为 8mm 的钢筋，间距为 200mm 的箍筋 B. 直径为 8mm 的钢筋，长度为 200mm 的纵筋 C. 直径为 8mm 的钢筋，间距为 200mm 的纵筋 D. 直径为 8mm 的钢筋，长度为 200mm 的箍筋 答案：C 解析：“Φ8@200” 表示直径为 8mm 的钢筋，间距为 200mm 的纵筋。 2.在轴压柱结构施工图中，箍筋的弯钩角度通常为（ ）。 A.135° B.90° C.45° D.60° 答案：A 解析：箍筋的弯钩角度通常为 135°。 3.轴压柱结构施工图中，柱的编号通常由（ ）组成。 A. 数字和字母 B. 字母和数字 C. 只有数字 D. 只有字母 答案：B 解析：柱的编号通常由字母和数字组成。 4.柱中钢筋的混凝土保护层厚度主要取决于（ ）。 A. 环境类别 B. 钢筋直径 C. 混凝土强度等级 D. 柱的截面尺寸 答案：A 解析：混凝土保护层厚度主要由环境类别决定。 5.轴压柱的截面尺寸主要由（ ）决定？ A. 轴力大小和材料强度 B. 美观要求 C. 施工方便性 D. 随意确定 答案：A 解析：轴压柱的截面尺寸根据轴力大小和材料强度进行计算确定。 6.钢筋混凝土轴压柱的保护层厚度主要是为了（ ）。 A. 美观 B. 增加柱的强度 C. 便于施工 D. 保护钢筋不被锈蚀 答案：D 解析：保护层厚度是为了保护钢筋不被锈蚀。 7.细长压杆失稳时，通常会发生（ ）现象？ A. 弯曲变形 B. 拉伸变形 C. 压缩变形 D. 剪切变形 答案：A 解析：细长压杆失稳主要表现为弯曲变形。 8.钢筋混凝土轴压柱中材料强度的选择依据是什么？ 解析：钢筋混凝土轴压柱中材料强度的选择依据主要有以下几个方面。首先，要考虑柱所承受的轴压力大小。压力越大，需要选择强度较高的混凝土和钢筋。其次，要考虑建筑物的使用年限和重要性。对于重要的建筑物或使用年限较长的结构，应选择质量可靠、强度较高的材料。此外，还应考虑材料的供应情况和成本。在满足结构安全要求的前提下，尽量选择当地容易获取、价格合理的材料。同时，要符合国家相关标准和规范的要求，确保材料的质量和性能。 9.钢筋混凝土轴压柱中纵向钢筋的作用是什么？ 解析：钢筋混凝土轴压柱中纵向钢筋的作用主要有以下几点。一是承担部分轴向压力，与混凝土共同承受荷载。二是提高柱的延性，在柱发生破坏前，钢筋可以发生较大的变形，吸收能量，延缓破坏的发生。三是防止混凝土在压力作用下发生突然崩裂，钢筋可以约束混凝土的变形，提高混凝土的抗压强度。四是在柱的施工过程中，纵向钢筋可以起到骨架的作用，便于混凝土的浇筑和振捣。在设计钢筋混凝土轴压柱时，应根据柱的受力情况和使用要求，合理确定纵向钢筋的直径、数量和布置方式。 10.钢筋混凝土轴压柱中箍筋的作用是什么？ 解析：钢筋混凝土轴压柱中箍筋的作用主要有以下几个方面。首先，箍筋可以约束混凝土，提高混凝土的抗压强度和延性。在压力作用下，混凝土容易发生横向膨胀，箍筋可以限制这种膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土的抗压强度。其次，箍筋可以与纵向钢筋一起形成钢筋骨架，增强柱的整体性和稳定性。此外，箍筋还可以防止纵向钢筋在压力作用下发生屈曲，提高钢筋的承载能力。在设计钢筋混凝土轴压柱时，应根据柱的截面尺寸、轴压力大小和使用要求，合理确定箍筋的直径、间距和形式。 11.如何识读钢筋混凝土轴压柱的结构施工图？ 解析：识读钢筋混凝土轴压柱的结构施工图需要掌握以下几个方面。首先，要看懂图纸的标题栏和说明，了解工程名称、图纸编号、设计单位等信息，以及柱的设计依据、材料要求、施工注意事项等。其次，分析柱的平面布置图，确定柱的位置、编号、尺寸等。然后，查看柱的剖面图，了解柱的截面形状、尺寸、钢筋配置等情况。在剖面图中，要注意纵向钢筋的直径、数量、位置和箍筋的直径、间距、形式等。此外，还可以结合详图和节点图，进一步了解柱与其他构件的连接方式和构造要求。在识读过程中，要注意图纸的比例和尺寸标注，确保准确理解图纸内容。 12.在实际工程中，如何保证钢筋混凝土轴压柱的施工质量？ 解析：在实际工程中，保证钢筋混凝土轴压柱的施工质量可以从以下几个方面入手。首先，要严格控制原材料的质量，确保混凝土和钢筋的质量符合设计要求。对进场的原材料要进行检验和试验，不合格的材料不得使用。其次，要保证模板的质量和安装精度。模板应具有足够的强度、刚度和稳定性，安装时要保证尺寸准确、拼接严密，防止漏浆。在混凝土浇筑过程中，要控制好浇筑速度和振捣质量，确保混凝土密实。同时，要注意钢筋的制作和安装质量，钢筋的直径、数量、位置和间距应符合设计要求，钢筋的连接方式应可靠。在混凝土养护期间，要保持适宜的温度和湿度，确保混凝土强度的正常增长。最后，要加强施工过程中的质量检查和验收，发现问题及时整改，确保柱的施工质量符合要求。 [学法建议] 重点复习知识点： 1.细长直杆在一定的轴向压力作用下,突然丧失其原有直线平衡状态的现象称为压杆丧失稳定性,简称失稳。 2.细长压杆的稳定性稳定性受到杆的长度、截面形状、材料强度以及所受轴向压力大小等多种因素的影响。 3.钢筋的配置要求：钢筋在承受拉力、增强柱的延性、提高柱的抗压强度以及防止混凝土开裂等方面的重要作用。 4.混凝土强度和钢筋强度，它们共同决定了轴压柱的承载能力。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$