《钢筋混凝土结构》课程教学资源（试卷习题）课堂练习第06次（答案）

钢筋混凝土结构课堂练习6答案判断题参考答案第6章轴心受力构件承载力错：对：对：错：错：错：单选题参考各案绪论BABAC第6章轴心受力构件承载力DAABDCBDCCADC:间答题参考答案第6章轴心受力构件承载力1.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=Escs=200×10×0.002=400N/mm：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序值时只能取400N/mm。2.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：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届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。3.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。4.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？5.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lo/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Aso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。6.简述轴心受拉构件的受力过程和破坏过程？答：第阶段—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，混凝土拉应变达到极限拉应变，裂缝即将产生。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，所有的拉力均由钢筋来承担，这种应力间的调整称为截面上的应力重分布。第Ⅱ阶段是构件的正常使用阶段，此时构件受到的使用荷载大约为构件破坏时荷载的50%一70%，构件的裂缝宽度和变形的验算是以此阶段为依据的。第I阶段—钢筋屈服到构件破坏当加载达到某点时，某一截面处的个别钢筋首先达到屈服，裂缝迅速发展，这时荷载稍稍增加，甚至不增加都会导致截面上的钢筋全部达到屈服（即荷载达到屈服荷载N时）。评判轴心受拉破坏的标准并不是构件拉断，而是钢筋屈服。正截面强度计算是以此阶段为依据的。计算题参考答案第6章轴心受力构件承载力1.某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值N=2650kN，计算长度l。=H=3.6m，混凝土强度等级为C30f=143N/mm），钢筋用HRB400级（，=360N/mm2），环境类别为一类。确定柱截面积尺寸及纵筋面积

钢筋混凝土结构课堂练习 6 答案 判断题参考答案 第 6 章 轴心受力构件承载力错；对；对；错；错；错； 单选题参考答案 绪论 B A B A C 第 6 章 轴心受力构件承载力 D A A B D C B D C C A D C； 问答题参考答案 第 6 章 轴心受力构件承载力 1.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=400 N/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 400 N/mm2。 2.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。 3.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。 4.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？ 5.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。 6.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，混凝土拉应变达到极限拉应 变，裂缝即将产生。 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，所有的拉力均由钢筋来承担，这种应力间的调整称为截面 上的应力重分布。第Ⅱ阶段是构件的正常使用阶段，此时构件受到的使用荷载大约为构件破坏时荷载的 50%—70%，构件的裂缝宽度和变形的验算 是以此阶段为依据的。 第Ⅲ阶段——钢筋屈服到构件破坏 当加载达到某点时，某一截面处的个别钢筋首先达到屈服，裂缝迅速发展，这时荷载稍稍增加，甚至 不增加都会导致截面上的钢筋全部达到屈服（即荷载达到屈服荷载 Ny 时）。评判轴心受拉破坏的标准并不是构件拉断，而是钢筋屈服。正截面强度 计算是以此阶段为依据的。 计算题参考答案 第 6 章 轴心受力构件承载力 1． 某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值 N=2650kN，计算长度 l0 = H = 3.6m ，混凝土强度等级为 C30（fc=14.3N/mm2），钢筋用 HRB400 级（ ' 2 f y = 360N /mm ），环境类别为一类。确定柱截面积尺寸及纵筋面积

解：根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm×400mm由l/b=3600/400=9，查表得=0.99根据轴心受压承载力公式确定AN12650×1031A14.3×400×400)=1906mmf.A) =0.9g360~0.9x0.99Jy1906A.=1.2%>Pmim= 0.6%，对称配筋截面每一侧配筋率也满足 0.2%的构造要求。p=400×400A选4±25A=1964mm21964-1906=3.0%Pmm=0.6%，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。2400×400A选6Φ20，A,=1884mm18841801=4.6%<5%，满足要求。设计面积与计算面积误差18013.某无侧移现浇框架结构底层中柱，计算长度l。=4.2m，截面尺寸为300mm×300mm，柱内配有4Φ16纵筋（，=300N/mm2），混凝土强度等级为C30（f=14.3N/mm2)，环境类别为一类。柱承载轴心压力设计值N=900kN，试核算该柱是否安全解：(1)求购=4200=14.0，由表得Φ=0.92b300(2)求NuN,=0.9p(f,A+fA,)=0.9×0.92(14.3×300×300+300×804)=1265kN)900kN（满足要求）

解：根据构造要求，先假定柱截面尺寸为 400mm×400mm 由 l0 /b = 3600/ 400 = 9 ，查表得  = 0.99 根据轴心受压承载力公式确定 ' A s 2 3 ' ' 14.3 400 400) 1906 0.9 0.99 2650 10 ( 360 1 ) 0.9 ( 1 f A mm N f A c y s −   =   = − =  1.2% 0.6% 400 400 1906 ' min ' ' =  =   = =  A As ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足 0.2%的构造要求。 选 ， ' 2 As = 1964mm 设计面积与计算面积误差 3.0% 1906 1964 1906 = − <5%，满足要求。 2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值 N=2100kN,楼层高 H=5.60m，计算长度 l0=1.25H，混凝土用 C30（fc=14.3N/mm2），钢 筋用 HRB335 级（ ' 2 f y = 300N / mm ），环境类别为一类。确定该柱截面尺寸及纵筋面积。 [解] 根据构造要求，先假定柱截面尺寸为 400mm×400mm 长细比 17.5 400 0 1.25 5600 =  = b l ，查表  = 0.825 根据轴心受压承载力公式确定 ' A s 2 ' ' 14.3 400 400) 1801 0.9 0.825 2100000 ( 300 1 ) 0.9 ( 1 f A mm N f A c y s −   =  = − =  1.1% 0.6% 400 400 1801 ' min ' ' =  =   = =  A As ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足 0.2%的构造要求。 选 6 20， ' 2 As = 1884mm 设计面积与计算面积误差 4.6% 1801 1884 1801 = − <5%，满足要求。 3．某无侧移现浇框架结构底层中柱，计算长度 l 0 = 4.2m ，截面尺寸为 300mm×300mm，柱内配有 4 16 纵筋（ ' 2 f y = 300N / mm ）， 混凝土强度等级为 C30（fc=14.3N/mm2），环境类别为一类。柱承载轴心压力设计值 N=900kN，试核算该柱是否安全。 解： （1）求  则 14.0 300 0 4200 = = b l ，由表得  = 0.92 （2）求 Nu 1265 900 (满足要求） 0.9 ( ) 0.9 0.92(14.3 300 300 300 804) k N k N Nu f c A f y As =  =  +   =    + 