专题五 直杆轴向拉、压在工程中的应用（课件）-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 《建筑力学与结构平法识别图》（高教社） 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 目录 常见考点： 1. 细长压杆的稳定性。 2. 钢筋混凝土轴压柱的构造要求。 3. 钢筋混凝土轴压柱的截面形式和尺寸、材料强度和柱中钢筋的配置要求。 4. 钢筋混凝土轴压柱的结构施工图。 一.考纲解读 一.考纲解读 01 1.会定向分析细长压杆的稳定性问题。 02 4.能识读钢筋混凝土轴压柱的结构施工图。 考试要求： 04 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。 03 一.考纲解读 1 2 3 钢筋混凝土轴压柱的构造要求、列举几种常见的钢筋混凝土轴压柱的截面形式，并说明各自的优缺点。 简答题 关于细长压杆的稳定性、钢筋混凝土轴压柱中，下列哪种截面形式最常用。 选择题 细长压杆失稳的主要形式、钢筋混凝土轴压柱的截面尺寸。 填空题 3 易考题型： 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 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.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 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。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 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。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 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。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： (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)。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 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)。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 三、细长受压构件稳定性问题的定性分析 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 四、钢筋混凝土轴压柱结构施工图的识读 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 柱中应使用较高强度等级混凝土。 轴压柱通常用正方形、圆形和矩形等截面形式。 失稳破坏发生在构件受压强度破坏之前。 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。 03 02 01 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。 04 05 二.知识点梳理和重点概念复习 重点概念复习： 17 1. 如图3-9 所示,三铰支架受力F作用时,AB杆宜选用( )。 A.低碳钢 B.铸铁 C.混凝土 D.砖 解析：A。低碳钢具有良好的塑性和韧性，能够承受较大的变形而不易断裂。在这种受力情况下，低碳钢可以有效地吸收和分散外力，适应结构的变形需求。 三.常考习题练习与讲解 选择题 2.杆件在轴向外力作用下产生的变形是( )。 A.轴向拉伸 B.轴向压缩 C.轴向拉伸或压缩 D.以上都不是 解析：C。杆件在轴向外力作用下，可能产生轴向拉伸变形，即杆件沿轴线方向伸长；也可能产生轴向压缩变形，即杆件沿轴线方向缩短。 三.常考习题练习与讲解 选择题 3.下列措施可以提高细长压杆稳定性的是 ( )。 A.增大压杆的长度 B.选择长方形截面 C.减少压杆的约束 D.选择圆环截面 解析：D。圆环截面的惯性矩较大，对于提高细长压杆的稳定性有利。 三.常考习题练习与讲解 选择题 4.下列轴压柱截面尺寸设计不合理的是( )。 A.250 mmx250 mm B.550 mmx550 mm C.800 mmx800mm D.850 mmx850mm 解析：D。轴压柱的截面尺寸一般不宜过大，一方面不经济，另一方面可能会带来施工上的困难。D的截面尺寸相对较大，设计不太合理。 三.常考习题练习与讲解 选择题 5.横截面沿外力方向发生相对错动变形的是( )。 A.轴向拉伸或压缩变形 B.剪切变形 C.扭转变形 D.弯曲变形 解析：B。剪切变形是指在一对相距很近、大小相等、方向相反的横向外力作用下，构件的横截面沿外力作用方向发生相对错动。 三.常考习题练习与讲解 选择题 6.大型动车站底层为钢筋混凝土柱,其混凝土强度等级应选用( )。 A.C25 B.C30 C.C35 D.C40 解析：D。C40 混凝土强度等级较高，具有更好地承受动车站底层柱所承受的巨大压力和各种复杂作用力，抵抗各种环境因素的侵蚀和破坏，延长结构的使用寿命的优势。 三.常考习题练习与讲解 选择题 7.下列柱中,可不设置复合箍筋的是( )。 A.柱截面短边350mm,各边纵向钢筋4根 B.柱截面短边400mm,各边纵向钢筋5根 C.柱截面短边450mm,各边纵向钢筋4根 D.柱截面短边500mm,各边纵向钢筋5根 解析：A。当柱截面短边尺寸大于 400mm 且各边纵向钢筋多于 3 根时，或当柱截面短边尺寸不大于 400mm 但各边纵向钢筋多于 4 根时，应设置复合箍筋。 三.常考习题练习与讲解 选择题 8.钢结构中的杆件通常是二力杆,在受力后将产生( )变形。 A.轴向拉伸或压缩 B.剪切 C.扭转 D.弯曲 解析：A。钢结构中的杆件通常可简化为二力杆，二力杆是指只在两个力作用下处于平衡状态的杆件。在实际工程中，钢结构杆件主要承受轴向力，即拉力或压力，从而产生轴向拉伸或压缩变形。 三.常考习题练习与讲解 选择题 1.细长压杆的稳定性主要取决于 、 和 。 解析：压杆的长度、截面形状、约束条件。 2.钢筋混凝土轴压柱中常用的截面形式有 、 、和 。 解析：方形、圆形、矩形。 3.钢筋混凝土轴压柱的材料强度要求中，混凝土的强度等级一般不低于 。 解析：C20。 三.常考习题练习与讲解 填空题 4.钢筋混凝土轴压柱的结构施工图中，一般会标注 、 、 等内容。 解析：柱的尺寸、钢筋配置、混凝土强度等级。 5.为保证钢筋混凝土轴压柱的稳定性，柱的长细比应控制在一定范围内，当长细比过大时，可采取 、 、 等措施。 解析：增加柱的截面尺寸、减小柱的计算长度、设置支撑。 三.常考习题练习与讲解 填空题 6.钢筋混凝土轴压柱中配置的钢筋主要作用是 。 解析：提高柱的承载能力和延性。 7.在细长压杆稳定性分析中，若压杆两端的约束为一端固定一端铰支，则其长度系数取值为 。 解析：0.7。 三.常考习题练习与讲解 填空题 1.细长压杆的稳定性只与杆的长度有关。 （ ） 解析：错误。细长压杆的稳定性不仅与杆的长度有关，还与截面形状、约束条件、材料性质等因素有关。 2.钢筋混凝土轴压柱的截面形式只能是方形。 （ ） 解析：错误。钢筋混凝土轴压柱的截面形式有方形、圆形、矩形等多种形式。不同的截面形式在不同的工程中有各自的优缺点和适用范围。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3. 钢筋混凝土轴压柱中钢筋的配置越多越好。 （ ） 解析：错误。在钢筋混凝土轴压柱中，钢筋的配置需要根据设计要求进行合理确定，并不是越多越好。过多的钢筋可能会导致混凝土浇筑困难，也可能会造成浪费。 4.所有的钢筋混凝土轴压柱都需要满足相同的构造要求。 （ ） 解析：错误。不同的工程环境、使用要求和荷载情况等，会使得钢筋混凝土轴压柱的构造要求有所不同。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.只要材料强度高，钢筋混凝土轴压柱的性能就一定好。 （ ） 解析：错误。钢筋混凝土轴压柱的性能不仅仅取决于材料强度，还与截面形式和尺寸、钢筋的配置、构造要求等多方面因素有关。 6.钢筋混凝土轴压柱的结构施工图可以随意绘制。 （ ） 解析：错误。钢筋混凝土轴压柱的结构施工图需要严格按照相关的规范和标准进行绘制，以确保工程的质量和安全。 三.常考习题练习与讲解 判断题 三.常考习题练习与讲解 计算作图题 解析： 三.常考习题练习与讲解 计算作图题 三.常考习题练习与讲解 计算作图题 解析： 三.常考习题练习与讲解 计算作图题 三.常考习题练习与讲解 计算作图题 解析： 三.常考习题练习与讲解 计算作图题 1. 什么是细长压杆的稳定性？ 解析：细长压杆的稳定性是指受压的细长杆在特定的压力作用下，保持原有直线平衡状态的能力。当压力较小时，压杆能保持直线状态稳定地承受压力；但当压力达到某一临界值时，压杆可能会突然发生弯曲变形，丧失稳定。这种现象是由于压杆在受压时除了承受轴向压力外，还可能因微小的干扰而产生弯曲，当压力较大时，弯曲变形会不断增大，最终导致压杆失去承载能力。在工程中，对于细长压杆的稳定性分析非常重要，以确保结构的安全可靠。 四.课内练习与讲解 2.细长压杆失稳的主要影响因素有哪些？ 解析：细长压杆失稳的主要影响因素有以下几个方面。首先是压杆的长度，长度越长，越容易失稳。其次是截面形状和尺寸，截面惯性矩越大，压杆的稳定性越好。材料的弹性模量也会影响稳定性，弹性模量越大，压杆抵抗变形的能力越强。另外，压杆两端的约束条件也很关键，约束越强，稳定性越高。例如，两端固定的压杆比两端铰支的压杆稳定性好。在实际工程中，需要综合考虑这些因素，以确保压杆的稳定性。 四.课内练习与讲解 3.钢筋混凝土轴压柱的构造要求有哪些？ 解析：钢筋混凝土轴压柱的构造要求主要包括以下几点。柱的截面形状一般为方形、矩形、圆形等。截面尺寸应根据轴压力的大小、混凝土强度等级、钢筋配置等因素确定。柱的混凝土强度等级不宜低于 C20。柱中的纵向钢筋应沿周边均匀布置，其直径不宜小于 12mm，净间距不应小于 50mm，且不宜大于 300mm。箍筋应采用封闭式，其直径不应小于纵向钢筋直径的 1/4，且不应小于 6mm，间距不应大于纵向钢筋直径的 15 倍，且不应大于 400mm。柱的上下两端应设置加密箍筋区，加密区的长度不应小于柱截面长边尺寸或圆柱直径，且不应小于 500mm。在柱与梁的交接处，应设置附加箍筋。 四.课内练习与讲解 4.为什么钢筋混凝土轴压柱中要配置钢筋？ 解析：在钢筋混凝土轴压柱中配置钢筋主要有以下几个原因。首先，钢筋可以提高柱的承载能力。混凝土的抗压强度较高，但抗拉强度很低，而钢筋的抗拉强度高，两者结合可以共同承受压力。其次，钢筋可以改善柱的变形性能。在压力作用下，混凝土容易开裂，而钢筋可以限制裂缝的发展，提高柱的延性。此外，钢筋还可以增加柱的稳定性，防止柱在压力作用下发生失稳。在工程中，根据柱所承受的轴压力大小和使用要求，合理配置钢筋可以保证柱的安全可靠。 四.课内练习与讲解 5.钢筋混凝土轴压柱的截面形式有哪些？各自的特点是什么？ 答：钢筋混凝土轴压柱的截面形式主要有方形、矩形、圆形等。 方形截面的特点是制作简单，模板通用性好，受力较为均匀。但在相同截面面积下，其抗弯刚度相对较小。 矩形截面的特点是可以根据实际需要调整长、宽比例，以适应不同的建筑布局和受力要求。当长边与短边之比不大于 3 时，受力较为合理。 圆形截面的特点是受力均匀，没有棱角，在承受压力时各方向的应力分布较为均匀。但圆形截面的模板制作相对复杂，且在与其他构件连接时需要特殊处理。在实际工程中，应根据具体情况选择合适的截面形式。 四.课内练习与讲解 在本节课中，我们深入探讨了直杆轴向拉、压在工程中的重要应用。 首先，我们学习了细长压杆的稳定性。了解到细长压杆的稳定性对于工程结构的安全性至关重要，接着，我们研究了钢筋混凝土轴压柱的构造要求。包括箍筋间距等方面的要求，这些构造细节对于保证轴压柱的承载能力和耐久性起着关键作用。在钢筋混凝土轴压柱的截面形式和尺寸方面，我们认识到不同的截面形式如，而截面尺寸的确定需要综合考虑多种因素。同时，材料强度也是重要的考量因素。最后，我们通过学习钢筋混凝土轴压柱的结构施工图，学会了如何解读截面尺寸标注、混凝土强度等级标注、钢筋规格标注以及箍筋间距和形式标注等，这为我们在实际工程中正确理解和应用轴压柱的设计提供了重要的技能。 通过本节课的学习，希望大家能够深刻理解直杆轴向拉、压在工程中的应用，为今后的工程实践打下坚实的基础。 五.课程小结 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。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 五.课程小结 感谢观看 $$