S?C (1) 对标准组合,载荷效应组合的设计S为: S?SGK?SQ1K?(2)
??i?2nCiSQik
对频遇组合,载荷效应组合的设计值S为:
S?SGK??f1SQ1K?(3)
??i?2nqiSQik
对于准永久组合,载荷效应组合的设计值为:
S?SGK???i?1nqiSQik
式中 ?f1----可变载荷Q1的频遇值系数;
?q1----可变载荷Qi的永久值系数;
其他符号的意义与承载力极限状态设计表达式中的符号解释相同。
15. 虽然载荷标准值有一定保证率,但统计资料表明,各类荷载标准值的保证率并不相同,如按荷载标准值设计,将造成结构可靠度的严重差异,并使某些结构的实际可靠度达不到目标可靠度的要求,所以引入载荷分项系数予以调整。考虑到载荷的统计资料尚不够完备,同时为简化计算〈建筑结构可靠度设计统一标准〉暂时按永久载荷和可变载荷两大类分别给出分项系数。
第三章
一.填空题
1.钢筋混凝土轴心受压构件计算中,?是____系数,它是用来考虑____对柱 的承载力的影响。
2.配普通箍筋的轴心受压构件的承载力为Nu?——。
3.一普通箍筋柱,若提高混凝土强度等级、增加纵筋数量都不足以承受轴心压力时, 可采用——或——方法来提高其承载力。
4.矩形截面柱的截面尺寸不宜小于——mm。为了避免矩形截面轴心受压构件长 细比过大,承载力降低过多,常取l0/b?——,l0/h?——(l0为柱的计算长 度,b为矩形截面短边边长,h为长边边长)。
5.《混凝土结构设计规范》规定,受压构件的全部纵筋的配筋率不应小于——, 且不宜超过——;一侧纵筋的配筋率不应小于——。
6.配螺旋箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件的正截面受压承载力为Nu?0.9(fcAcor?fYAS?2?fyAsso),其中,α是——系数。 二.选择题
1.一钢筋混凝土轴心受压短柱,由混凝土徐变引起的塑性应力重分布现象与纵筋配筋率ρ′的关系是:[ ] a.ρ′越大,塑性应力重分布越不明显;
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'' b.ρ′越大,塑性应力重分布越明显; c.ρ′与塑性应力重分布无关;
d.开始,ρ′越大,塑性应力重分布越明显,但ρ′超过一定值后,塑性应力重分布
2.置螺旋箍筋的钢筋混凝土柱的抗压承载力,高于同等条件下不配置螺旋箍筋时的抗压承载力是因为[ ]。
a.又多了一种钢筋受压; b.螺旋箍筋使混凝土更密实;
c.截面受压面积增大; d.螺旋箍筋约束了混凝土的横向变形。
3.一圆形截面钢筋混凝土螺旋箍筋柱,柱长细比为l0/d=13。按螺旋箍筋柱计算该柱的承载力为550kN,按普
通箍筋柱计算,该柱的承载力为400kN。该柱的承载力应视为[ ] a.400kN; b.475kN; c.500kN;d.550kN。
4.一圆形截面钢筋混凝土螺旋箍筋柱,柱长细比为l0/d=10。按螺旋箍筋柱计算该柱的承载力为480kN,按普
通箍筋柱计算,该柱的承载力为500kN。该柱的承载力应视为[ ]。 a.480kN; b.490kN; C.495kN;d.500kN。 5.两个轴心受拉构件的截面尺寸、混凝土强度等级和钢筋级别均相同,只是纵筋配筋率ρ不同,则即将开裂时[ ]。
a.配筋率ρ大的钢筋应力ζs也大; b.配筋率p大的钢筋应力ζs小;
c.直径大的钢筋应力ζs小; d.两个构件的钢筋应力ζs相同。 6.《混凝土结构设计规范》规定:按螺旋箍筋柱计算的承载力不得超过普通柱的1.5倍,这是为了[ ]。
a.限制截面尺寸; b.不发生脆性破坏; c.在正常使用阶段外层混凝土不致脱落;d.保证构件的延性。 三.判断题
1.实际工程中没有真正的轴心受压构件。 [ ] 2.受压构件的长细比越大,稳定系数
?值越高。 [ ]
3.箍筋既能提高轴心受压柱的承载力,又能提高柱的稳定性。 [ ]
4.压构件计算中,考虑到受压时容易压屈,所以钢筋的抗压强度设计值最多取为400N/mm。 [ ] 5.5.构件截面上的塑性应力重分布现象,不仅在钢筋混凝土超静定结构中存在,在钢筋混凝土静定结构中也存在。 [ ]
6.钢筋混凝土轴心受拉构件破坏时,混凝土被拉裂,全部外力由钢筋来承担。 [ ] 四.简答题
1.试述钢筋混凝土轴心受压柱的受力破坏过程。
2.简述钢筋混凝土轴心受拉构件的受力破坏阶段和特点。
3. 在配置普通箍筋和配置螺旋或焊接环式箍筋的轴心受压柱中,纵筋和箍筋的主要作用有哪些?
2l0l0l04. 轴心受压构件的稳定系数?的表格中与及的换算关系如何?
dbi5. 钢筋混凝土轴心受压构件中为什么不宜采用高强度钢筋?
6. 轴心受压短柱和长柱的破坏特征有何不同?在长柱的承载力计算中如何考虑长细比的影响? 7. 螺旋箍筋柱的受压承载力为什么不应大于按式N?Nu?0.9?(fcA?fyAs)算得的受压承载力 的1.5倍?螺旋箍筋柱的受压承载力计算公式中的?是什么系数?考虑什么影响因素?如何取值?
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''8. 钢筋混凝土轴心受压构件受压承载力计算公式乘以0.9的目的是什么?计算时如果纵向受压钢筋的配筋率大于3%,应怎样计算?
9. 为什么螺旋箍筋柱的受压承载力比同等条件下的普通箍筋柱的承载力提高较大? 什么情况下不能考虑螺旋箍筋
的作用?
第三章答案
一.填空题
1.钢筋混凝土构件的稳定系数,构件的长细比
’’
2. 0.9?(fcA+fyAs)
3. 增加柱截面的尺寸、配置螺旋箍筋 4. 250*250、30、25 5. 0.6%、5%、0.2%
6. 间接钢筋对混凝土约束的折减系数 二.选择题
1.a 2. d 3. a 4. d 5. d 6. c 三.判断题 1. [√]
2. [×]:越低
3. [×]:能提高轴心受压柱的承载力,但不能提高柱的稳定性 4. [×]:考虑到混凝土的压应变限植 5. [√] 6. [√] 四.简答题
1. 对于钢筋混凝土短柱,当承受的轴向压力较小时,钢筋和混凝土处于弹性阶段,它们应力与荷载的增加成正比。当荷载较大时,混凝土表现出塑性性质,钢筋应力增长快于混凝土应力增长。达到破坏荷载时,构件出现纵向裂缝,纵筋发生压屈而外鼓,混凝土被压碎。 当纵筋的抗压强度较高时,可能回出现钢筋没有达到屈服强度而混凝土达到极限压应变的情况。对于长细比较大的柱子,各种因素形成的初始偏心矩是构件产生侧向弯曲并由此产生附加弯矩,因而降低了构件的受压承载力。如果长细比过大,柱子还可能因失稳而破坏。 2. 钢筋混凝土轴心受压构件从开始加载到破坏,经历三个阶段。
第Ⅰ阶段(开始加载~混凝土开裂),混凝土与钢筋共同受力,应力与应变基本成线形关系。随着荷载的增加,混凝土很快达到极限压应变,即将开裂。
第Ⅱ阶段(裂缝出现~钢筋屈服),裂缝出现后,裂缝截面处的混凝土很快退出工作,拉力转由钢筋承担。这个过程一直持续到钢筋屈服。
第Ⅲ阶段(钢筋屈服~构件破坏),裂缝迅速开展,荷载稍有增加甚至不增加,都会导致裂缝截面的全部钢筋达到屈服强度。此时认为构件达到破坏强度。
3. 配置纵向钢筋及箍筋的混凝土轴心受压构件中,主要利用混凝土承受轴心压力,配置的纵筋 主要是为了改善构件的延性,减小混凝土的徐变变形,承受压力以减小构件截面尺寸,并且负担可能出现的拉力。
普通箍筋柱中配置的箍筋可固定纵筋的位置,形成钢筋骨架,防止纵筋受压后过早压屈而失 稳,并对核心混凝土起到一定的约束作用,可改善轴心受压构件的脆性性质。
螺旋箍筋柱中配置的密排螺旋筋和焊接环式箍筋,可以有效约束核心混凝土的横向变形,使 混凝土处于三向受压状态,从而提高混凝土的抗压强度和构件的延性。
4. 矩形截面根据l0/b查取?值,而圆形截面根据l0/b查取?值,对于任意截面则用l0/i查取
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?,但同一个?可对应上述三种比值,他们的计算关系如下:
对于矩形与圆形截面,根据二者面积不变,惯性矩不变的原则求得矩形短边与圆形截面直径之间的关系,再进行换算即得:
??d2?4?bh?? ???d4b3h???12?64
解得 h=0.905d,b=0.866d 当
l0l?14时,解得 0?14?0.866?12.124?12 bd对于任意截面与圆形截面,由于
?d4i?I?A64?d ?d244 当
l0l?12时,解出 0?12?4?48其他以此类推。 bi5. 实验表明,钢筋混凝土短柱在混凝土破碎时的压应变值比混凝土棱柱体的极限压应变略高,其主要原因是纵筋起到调整混凝土应力的作用,改善了受压破坏的脆性性质。计算时,取混凝土的极限压应变约为0.002,这时混凝土达到棱柱体抗压强度fc,相应的纵筋最大应力约为
?'s?Es?0.002?(2.0~2.10)?105?0.002?400~420N/mm2对于
HPB235,HRB335,HRB400和RRB400热扎钢筋已超过抗压屈服强度设计值,但对于屈服强度或条件屈服强度高于400~420N/mm的钢筋,其抗压强度设计值最大只能取f'y?400N/mm。因此轴心受压
2
2构件中不宜采用高强度钢筋。
6. 当钢筋混凝土短柱承受的轴心受压较小时,钢筋和混凝土处于弹性阶段,钢筋、混凝土应力 的增加成正比。当荷载较大时,混凝土表现出塑性性质,钢筋应力增长快于混凝土应力增长。达到破坏荷载时构件出现纵向裂缝,纵筋首先受压屈服而外鼓,接着混凝土达到极限压应变而破坏。
对于长细比较大的柱子,实验表明,由各种因素造成的初始偏心对构件的受压承载力影响较
大,不可忽略。由初始偏心产生的附加弯矩和相应的侧向挠度,而侧向挠度又增加了荷载的偏心矩。随荷载的增加,构件在压力和弯矩的共同作用下而破坏。对于长细比很大的细长柱,还可能发生丧失稳定性的破坏。长柱破坏的特征是凸侧混凝土出现水平裂缝,凹侧出现纵向裂缝直至混凝土压碎,纵筋被压屈而外鼓。
实验结果表明,长柱的破坏荷载低于相同条件下短柱的破坏荷载,而且长细比越大,承载能
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