第6章受压构件的截面承载力习题答案

第6章受压构件的截面承载力习题答案第1页共22页第6章受压构件的截面承载力6.1选择题1.钢筋混凝土轴心受压构件，稳定系数是考虑了（D）。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；2.对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱，以支承条件为（A）时，其轴心受压承载力最大。A．两端嵌固；B．一端嵌固，一端不动铰支；C．两端不动铰支；D．一端嵌固，一端自由；3.钢筋混凝土轴心受压构件，两端约束情况越好，则稳定系数（A）。A．越大；B．越小；C．不变；4.一般来讲，配有螺旋箍筋的钢筋混凝土柱同配有普通箍筋的钢筋混凝土柱相比，前者的承载力比后者的承载力（B）。A．低；B．高；C．相等；5.对长细比大于12的柱不宜采用螺旋箍筋，其原因是（D）。A．这种柱的承载力较高；B．施工难度大；C．抗震性能不好；D．这种柱的强度将由于纵向弯曲而降低，螺旋箍筋作用不能发挥；6.轴心受压短柱，在钢筋屈服前，随着压力而增加，混凝土压应力的增长速率（C）。A．比钢筋快；B．线性增长；C．比钢筋慢；7.两个仅配筋率不同的轴压柱，若混凝土的徐变值相同，柱A配筋率大于柱B，则引起的应力重分布程度是（B）。A．柱A=柱B；B．柱A柱B；C．柱A柱B；8.与普通箍筋的柱相比，有间接钢筋的柱主要破坏特征是（D）。A．混凝土压碎，纵筋屈服；B．混凝土压碎，钢筋不屈服；C．保护层混凝土剥落；D．间接钢筋屈服，柱子才破坏；第6章受压构件的截面承载力习题答案第2页共22页9.螺旋筋柱的核心区混凝土抗压强度高于fc是因为（C）。A．螺旋筋参与受压；B．螺旋筋使核心区混凝土密实；C．螺旋筋约束了核心区混凝土的横向变形；D．螺旋筋使核心区混凝土中不出现内裂缝；10.有两个配有螺旋钢箍的柱截面，一个直径大，一个直径小，其它条件均相同，则螺旋箍筋对哪一个柱的承载力提高得大些（B）。A．对直径大的；B．对直径小的；C．两者相同；11.为了提高钢筋混凝土轴心受压构件的极限应变，应该（C）。A．采用高强混凝土；B．采用高强钢筋；C．采用螺旋配筋；D．加大构件截面尺寸；12.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（A）。A．在正常使用阶段外层混凝土不致脱落B．不发生脆性破坏；C．限制截面尺寸；D．保证构件的延性A；13.一圆形截面螺旋箍筋柱，若按普通钢筋混凝土柱计算，其承载力为300KN,若按螺旋箍筋柱计算，其承载力为500KN,则该柱的承载力应示为（D）。A．400KN；B．300KN；C．500KN；D．450KN；14.配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件中，箍筋的作用主要是（C）。A．抵抗剪力；B．约束核心混凝土；C．形成钢筋骨架，约束纵筋，防止压曲外凸；15．偏心受压构件计算中，通过哪个因素来考虑二阶偏心矩的影响（D）。A．0e；B．ae；C．ie；D．；16．判别大偏心受压破坏的本质条件是：（C）。A．03.0hei；B．03.0hei；第6章受压构件的截面承载力习题答案第3页共22页C．b；D．b；17．由uuMN相关曲线可以看出，下面观点不正确的是：（B）。A．小偏心受压情况下，随着N的增加，正截面受弯承载力随之减小；B．大偏心受压情况下，随着N的增加，正截面受弯承载力随之减小；C．界限破坏时，正截面受弯承载力达到最大值；D．对称配筋时，如果截面尺寸和形状相同，混凝土强度等级和钢筋级别也相同，但配筋数量不同，则在界限破坏时，它们的uN是相同的；18．钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是：（A）。A．远侧钢筋受拉屈服，随后近侧钢筋受压屈服，混凝土也压碎；B．近侧钢筋受拉屈服，随后远侧钢筋受压屈服，混凝土也压碎；C．近侧钢筋和混凝土应力不定，远侧钢筋受拉屈服；D．远侧钢筋和混凝土应力不定，近侧钢筋受拉屈服；19．一对称配筋的大偏心受压构件，承受的四组内力中，最不利的一组内力为：（A）。A．mkNM500kNN200；B．mkNM491kNN304；C．mkNM503kNN398；D．mkNM512kNN506；20．一对称配筋的小偏心受压构件，承受的四组内力中，最不利的一组内力为：（D）。A．mkNM525kNN2050；B．mkNM520kNN3060；C．mkNM524kNN3040；D．mkNM525kNN3090；21．偏压构件的抗弯承载力（D）。A．随着轴向力的增加而增加；B．随着轴向力的减少而增加；C．小偏压时随着轴向力的增加而增加；D．大偏压时随着轴向力的增加而增加；6.2判断题1．轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（×）2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。（∨）3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。（∨）4．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（×）5．轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2/400mmN。（×）6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。（×）第6章受压构件的截面承载力习题答案第4页共22页7．小偏心受压破坏的的特点是，混凝土先被压碎，远端钢筋没有屈服。（∨）8．轴向压力的存在对于偏心受压构件的斜截面抗剪能力是有提高的，但是不是无限制的。（∨）9．小偏心受压情况下，随着N的增加，正截面受弯承载力随之减小；（∨）10．对称配筋时，如果截面尺寸和形状相同，混凝土强度等级和钢筋级别也相同，但配筋数量不同，则在界限破坏时，它们的uN是相同的。（∨）11．钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是远侧钢筋受拉屈服，随后近侧钢筋受压屈服，混凝土也压碎；（∨）12．界限破坏时，正截面受弯承载力达到最大值；（∨）13．偏压构件的抗弯承载力随着轴向力的增加而增加；（×）14．判别大偏心受压破坏的本质条件是03.0hei；（×）6.3问答题1.简述结构工程中轴心受力构件应用在什么地方？答：当纵向外力N的作用线与构件截面的形心线重合时，称为轴心受力构件。房屋工程和一般构筑物中，桁架中的受拉腹杆和下弦杆以及圆形储水池的池壁，近似地按轴心受拉构件来设计，以恒载为主的多层建筑的内柱以及屋架的受压腹杆等构件，可近似地按轴心受压构件来设计。在桥梁工程内中桁架桥中的某些受压腹杆可以按轴心受压构件设计；桁架拱桥的拉杆、桁架桥梁的拉杆和系杆拱桥的系杆等按轴心受拉构件设计。2.轴心受压构件设计时，如果用高强度钢筋，其设计强度应如何取值？答：纵向受力钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级，不宜采用高强度钢筋，因为与混凝土共同受压时，不能充分发挥其高强度的作用。混凝土破坏时的压应变0.002，此时相应的纵筋应力值бs’=Esεs’=200×103×0.002=400N/mm2；对于HRB400级、HRB335级、HPB235级和RRB400级热扎钢筋已达到屈服强度，对于Ⅳ级和热处理钢筋在计算fy’值时只能取400N/mm2。3.轴心受压构件设计时，纵向受力钢筋和箍筋的作用分别是什么？答：纵筋的作用：①与混凝土共同承受压力，提高构件与截面受压承载力；②提高构件的变形能力，改善受压破坏的脆性；③承受可能产生的偏心弯矩、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力；④减少混凝土的徐变变形。横向箍筋的作用：①防止纵向钢筋受力后压屈和固定纵向钢筋位置；②改善构件破坏的脆性；③当采用密排箍筋时还能约束核芯内混凝土，提高其极限变形值。4.受压构件设计时，《规范》规定最小配筋率和最大配筋率的意义是什么？答：《规范》规定受压构件最小配筋率的目的是改善其脆性特征，避免混凝土突然压溃，能够承受收缩和温度引起的拉应力，并使受压构件具有必要的刚度和抗偶然偏心作用的能力。考虑到材料对混凝土破坏行为的影响，《规范》规定受压构件最大配筋率的目的为了防止混凝土徐变引起应力重分布产生拉应力和防止施工时钢筋过于拥挤。5.简述轴心受压构件的受力过程和破坏过程？答：第Ⅰ阶段——加载到钢筋屈服前0＜ε≤εy此阶段钢筋和混凝土共同工作，应力与应变大致成正比。在相同的荷载增量下，钢筋的压应力比混凝土的压应力增加得快而先进入屈服阶段。第Ⅱ阶段——钢筋屈服到混凝土压应力达到应力峰值εy＜ε≤ε0钢筋进入屈服，对于有明显屈服台阶的钢筋，其应力保持屈服强度不变，而构件的应第6章受压构件的截面承载力习题答案第5页共22页变值不断增加，混凝土的应力也随应变的增加而继续增长。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)取最大压应变为0.002。第Ⅲ阶段——混凝土应力达到峰值到混凝土应变达到极限压应变，构件产生破坏ε0＜ε≤εcu当构件压应变超过混凝土压应力达到峰值所对应的应变值ε0时，受力过程进入了第Ⅲ阶段，此时施加于构件的外荷载不再增加，而构件的压缩变形继续增加，一直到变形达到混凝土极限压应变，这时轴心受压构件出现的纵向裂缝继续发展，箍筋间的纵筋发生压屈向外凸出，混凝土被压碎而整个构件破坏。6.简述轴心受压构件徐变引起应力重分布？（轴心受压柱在恒定荷载的作用下会产生什么现象？对截面中纵向钢筋和混凝土的应力将产生什么影响？）答：当柱子在荷载长期持续作用下，使混凝土发生徐变而引起应力重分布。此时，如果构件在持续荷载过程中突然卸载，则混凝土只能恢复其全部压缩变形中的弹性变形部分，其徐变变形大部分不能恢复，而钢筋将能恢复其全部压缩变形，这就引起二者之间变形的差异。当构件中纵向钢筋的配筋率愈高，混凝土的徐变较大时，二者变形的差异也愈大。此时由于钢筋的弹性恢复，有可能使混凝土内的应力达到抗拉强度而立即断裂，产生脆性破坏。7.比较普通箍筋柱与螺旋筋柱中箍筋的作用，并从轴向力—应变曲线说明螺旋筋柱受压承载力和延性均比普通箍筋柱高。答：试验表明，螺旋箍筋柱与普通箍筋柱的受力变形没有多大区别。但随着荷载的不断增加，纵向钢筋应力达到屈服强度时，螺旋箍筋外的混凝土保护层开始剥落，柱的受力混凝土面积有所减少，因而承载力有所下降。但由于螺旋箍筋间距δ较小，足以防止螺旋箍筋之间纵筋的压屈，因而纵筋仍能继续承担荷载。随着变形的增大，核芯部分的混凝土横向膨胀使螺旋箍筋所受的环拉力增加。反过来，被拉紧的螺旋箍筋又紧紧地箍住核芯混凝土，使核芯混凝土处于三向受压状态，限制了混凝土的横向膨胀，因而提高了柱子的抗压强度和变形能力。螺旋箍筋柱在荷载保持不变的情况下有良好的变形能力，，柱破坏时的变形达0.01。因此近年来在抗震设计中，为了提高柱的延性常在普通钢箍筋加配螺旋箍筋。8.对受压构件中纵向钢筋的直径和根数有何构造要求？对箍筋的直径和间距又有何构造要求？答：纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，通常在12mm~32mm范围内选用。矩形截面的钢筋根数不应小于4根，圆形截面的钢筋根数不宜少于8根，不应小于6根。纵向受力钢筋的净距不应小于50mm，最大净距不宜大于300mm。其对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小净距为上部纵向受力钢筋水平方向不应小于30mm和1.5d（d为钢筋的最大直径），下部纵向钢筋水平方向不应小于25mm和d。上下接头处，对纵向钢筋和箍筋各有哪些构造要求？9.进行螺旋筋柱正截面受压承载力计算时，有哪些限制条件？为什么要作出这些限制条件？答：凡属下列条件的，不能按螺旋筋柱正截面受压承载力计算：①当l0/b＞12时，此时因长细比较大，有可能因纵向弯曲引起螺旋箍筋不起作用；②如果因混凝土保护层退出工作引起构件承载力降低的幅度大于因核芯混凝土强度提高而使构件承载力增加的幅度，③当间接钢筋换算截面面积Ass0小于纵筋全部截面面积的25%时，可以认为间接钢筋配置得过少，套箍作用的效果不明显。10.简述轴心受拉构件的受力过程和破坏过程？答：第Ⅰ阶段——加载到开裂前此阶段钢筋和混凝土共同工作，应力与应变大致成正比。在这一阶段末，混凝土拉应变第6章受压构件的截面承载力习题答案第6页共22页达到极限拉应变，裂缝即将产生。对于不允许开裂的轴心受拉构件应以此工作阶段末作为抗裂验算的依据。第Ⅱ阶段——混凝土开裂后至钢筋屈服前裂缝产生后，混凝土不再承受拉力，所有的拉