砌体受压构件承载力计算原理

4.3-偏心受压构件承载力计算

4.2 轴心受压构件承载力计算 一、偏心受压构件破坏特征 偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M的共同作用时，等效于承受一个偏心距为e =M/N的偏心力N的作用，当弯矩M相对较小时，e0就很小，构件接近于轴心受压，0 相反当N相对较小时，e0就很大，构件接近于受弯，因此，随着e0的改变，偏心受压 构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。按照轴向力的偏心距和配筋情 况的不同，偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。 1.受拉破坏 当轴向压力偏心距e0较大，且受拉钢筋配置不太多时，构件发生受拉破坏。在这 种情况下，构件受轴向压力Ｎ后，离Ｎ较远一侧的截面受拉，另一侧截面受压。当Ｎ 增加到一定程度，首先在受拉区出现横向裂缝，随着荷载的增加，裂缝不断发展和加 宽，裂缝截面处的拉力全部由钢筋承担。荷载继续加大，受拉钢筋首先达到屈服，并 形成一条明显的主裂缝，随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸，受压区高度迅速减 小。最后，受压区边缘出现纵向裂缝，受压区混凝土被压碎而导致构件破坏（图 4.3.1）。此时，受压钢筋一般也能屈服。由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距e0较 大发生，故习惯上也称为大偏心受压破坏。受拉破坏有明显预兆，属于延性破坏。 2.受压破坏 当构件的轴向压力的偏心距e0较小，或偏心距e0虽然较大但配置的受拉钢筋过 多时，就发生这种类型的破坏。加荷后整个截面全部受压或大部份受压，靠近轴向压力一侧的混凝土压应力较高，远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。随着荷载 逐渐增加，靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝，进而混凝土达到极限应变εcu被压碎，受压钢筋的应力也达到f y′，远离一侧的钢筋可能受压，也可能受拉，但因本身截面应力太小，或因配筋过多，都达不到屈服强度（图4.3.2）。由于受压破坏通常在轴向压力偏心距e0较小时发生，故习惯上也称为小偏心受压破坏。受压破坏无明显预兆，属脆性破坏。

结构设计原理知识点

第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能 1.混凝土立方体抗压强度cu f ：（基本强度指标）以边长150mm 立方体试件，按标准方法制作养护28d ，标准试验方法（不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/s ）测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 cu f 。 影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。尺寸效应关系： cu f （150）=0.95cu f （100） cu f （150）=1.05cu f （200） 2.混凝土弹性模量和变形模量。 ①原点弹性模量：在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线，该切线曲率即为原点弹性模量。表示为：E '=σ/ε=tan α0 ②变形模量：连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线，K 点混凝土应力为σc （=0.5c f ），该割线（OK ）的斜率即为变形模量，也称割线模量或弹塑性模量。 E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。 ③切线模量：混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线，该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε 3 . 徐变变形：在应力长期不变的作用下，混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。 影响徐变的因素：a. 内在因素，包括混凝土组成、龄期，龄期越早，徐变越大；b. 环境条件，指养护和使用时的温度、湿度，温度越高，湿度越低，徐变越大；c. 应力条件，压应力σ﹤0.5 c f ，徐变与应力呈线性关系；当压应力σ介于（0.5～0.8）c f 之间，徐变增长比应力快；当压应力σ﹥0.8 c f 时，混凝土的非线性徐变不收敛。 徐变对结构的影响：a.使结构变形增加；b.静定结构会使截面中产生应力重分布；c.超静定结构引起赘余力；d.在预应力混凝土结构中产生预 应力损失。 4.收缩变形：在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。 混凝土收缩原因：a.硬化初期，化学性收缩，本身的体积收缩；b.后期，物理收缩，失水干燥。 影响混凝土收缩的主要因素：a.混凝土组成和配比；b.构件的养护条件、使用环境的温度和湿度，以及凡是影响混凝土中水分保持的因素；c.构件的体表比，比值越小收缩越大。 混凝土收缩对结构的影响：a.构件未受荷前可能产生裂缝；b.预应力构件中引起预应力损失；c.超静定结构产生次内力。 5.钢筋的基本概念 1.钢筋按化学成分分类，可分为碳素钢和普通低合金钢。 2钢筋按加工方法分类，可分为a.热轧钢筋；b.热处理钢筋；c.冷加工钢筋（冷拉钢筋、冷轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。） 6.钢筋的力学性能 物理力学指标：（1）两个强度指标：屈服强度，结构设计计算中强度取值主要依据；极限抗拉强度，材料实际破坏强度，衡量钢筋屈服后的抗拉能力，不能作为计算依据。（2）两个塑性指标：伸长率和冷弯性能：钢材在冷加工过程和使用时不开裂、弯断或脆断的性能。 7.钢筋和混凝土共同工作的的原因：（1）混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力；（2）二者具有相近的温度线膨胀系数；（3）在保护层足够的前提下，呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易锈蚀，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 第二章 结构按极限状态法设计计算的原则 1.结构概率设计的方法按发展进程划分为三个水准：a.水准Ⅰ，半概率设计法，只对影响结构可靠度的某些参数，用数理统计分析，并与经验结合，对结构的可靠度不能做出定量的估计；b.水准Ⅱ，近似概率设计法，用概率论和数理统计理论，对结构、构件、或截面设计的可靠概率做出近似估计，忽略了变量随时间的关系，非线性极限状态方程线性化；c.水准Ⅲ，全概略设计法，我国《公桥规》采用水准Ⅱ。 2.结构的可靠性：指结构在规定时间（设计基准期）、规定的条件下，完成预定功能的能力。 可靠性组成：安全性、适用性、耐久性。 可靠度：对结构的可靠性进行概率描述称为结构可靠度。 3.结构的极限状态：当整个结构或构件的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏—安全状态。 承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形，具体表现：a.整个构件或结构的一部分作为刚体失去平衡；b.结构构件或连接处因超过材料强度而破坏；c.结构转变成机动体系；d.结构或构件丧失稳定；e.变形过大，不能继续承载和使用。 正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，具体表现：a.由于外观变形影响正常使用；b.由于耐久性能的局部损坏影响正常使用；c.由于震动影响正常使用；d.由于其他特定状态影响正常使用。 破坏—安全状态是指偶然事件造成局部损坏后，其余部分不至于发生连续倒塌的状态。（破坏—安全极限状态归到承载能力极限状态中） 4.作用：使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 作用分为：永久作用、可变作用和偶然作用。 永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用 可变作用：在结构试用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用。

结构设计原理习题-练习

《结构设计原理》复习题 一、填空 1．按加工方式不同，钢筋分为（）、（）、（）、（）四种。2．（）与（）通常称为圬工结构。 3．梁内钢筋主要有（）、（）、（）、（）等。 4．随着柱的长细比不同，其破坏型式有（）、（）两种。 5．根据张拉预应力筋与浇筑混凝土构件之间的先后顺序，预应力混凝土分为（）、（）两类。 6．钢筋与混凝土之间的粘结力主要有以下三项组成（）、（）、（）。7．按照配筋多少的不同，梁可分为（）、（）、（）三种。 8．钢筋混凝土受弯构件主要有（）和（）两种形式。 9．梁内钢筋主要有（）、（）、（）、（）等。 10．（）、（）、（）称为结构的可靠性。 11．钢筋的冷加工方法有（）、（）、（）三种。 12．结构的极限状态，根据结构的功能要求分为（）、（）两类。 13．T形截面梁的计算，按（）的不同分为两种类型。 14．在预应力混凝土中，对预应力有如下的要求（）、（）、（）。15．钢筋混凝土梁一般有（）、（）、（）三种不同的剪切破坏形式。16．预应力钢筋可分为（）、（）、（）三种。 二、判断题：（正确的打√,错误的打×。） 1．混凝土在长期荷载作用下，其变形随时间延长而增大的现象称为徐变。（）2．抗裂性计算的基础是第Ⅱ阶段。（）3．超筋梁的破坏属于脆性破坏，而少筋梁的破坏属于塑性破坏。（）4．增大粘结力、采用合理的构造和高质量的施工、采用预应力技术可以减小裂缝宽度。（）5．当剪跨比在[1, 3]时，截面发生斜压破坏。. （）6．预应力损失是可以避免的。（）7．整个结构或结构的一部分，超过某一特定状态时，就不能满足结构功能的要求，这种特殊状态称为结构的极限状态。（）8．箍筋的作用主要是与纵筋组成钢筋骨架，防止纵筋受力后压屈向外凸出。（） 9．采用预应力技术可杜绝裂缝的发生或有效减少裂缝开展宽度。（）10．为了保证正截面的抗弯刚度，纵筋的始弯点必须位于按正截面的抗弯计算该纵筋的强度全部被发挥的截面以内，并使抵抗弯矩位于设计弯矩图的里面。（）11．偏心距增大系数与偏心距及构件的长细比有关。（）12．钢筋混凝土梁的刚度是沿梁长变化的，无裂缝区段刚度小，有裂缝区段刚度大。（）13．钢筋按其应力应变曲线分为有明显流幅的钢筋和没有明显流幅的钢筋。（）14．因为钢筋的受拉性能好，所以我们只在受拉区配置一定数量的钢筋而在受压区不配置钢筋。（）15．当轴向力的偏心较小时，全截面受压，称为小偏心受压。（） 越大越好。（）16．有效预应力 pe

结构设计原理计算方法

结构设计原理案例计算步骤 一、单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 计算公式： ——水平力平衡 （）——所有力对受拉钢筋合力作用点取矩（） （）——所有力对受压区砼合力作用点取矩（）使用条件： 注：/，&& 计算方法： ㈠截面设计yy 1、已知弯矩组合设计值，钢筋、混凝土强度等级及截面尺寸b、h，计算。 ①由已知查表得：、、、； ②假设； ③根据假设计算； ④计算（力矩平衡公式：）； ⑤判断适用条件：（若，则为超筋梁，应修改截面尺寸或提 高砼等级或改为双筋截面）； ⑥计算钢筋面积（力平衡公式：）； ⑦选择钢筋，并布置钢筋（若 ，则按一排布置）； 侧外 ⑧根据以上计算确定（若与假定值接近，则计算，否则以的确定值作 为假定值从③开始重新计算）； ⑨以的确定值计算； ⑩验证配筋率是否满足要求（，）。 2、已知弯矩组合设计值，材料规格，设计截面尺寸、和钢筋截面面积。 ①有已知条件查表得：、、、； ②假设，先确定； ③假设配筋率（矩形梁，板）； ④计算（，若，则取）； ⑤计算（令，代入）； ⑥计算（，&&取其整、模数化）； ⑦确定（依构造要求，调整）； ⑧之后按“1”的计算步骤计算。 ㈡承载力复核 已知截面尺寸b、，钢筋截面面积，材料规格，弯矩组合设计值，

所要求的是截面所能承受的最大弯矩，并判断是否安全。 ①由已知查表得：、、、； ②确定； ③计算； ④计算（应用力平衡公式：，若，则需调整。令， 计算出，再代回校核）； ⑤适用条件判断（，，）； ⑥计算最大弯矩（若，则按式计算最大弯矩） ⑦判断结构安全性（若，则结构安全，但若破坏则破坏受压区，所以应以受压区控制设计；若,则说明结构不安全，需进行调整——修改尺寸或提高砼等级或改为双筋截面）。 二、双筋矩形截面梁承载力计算 计算公式： ， ，（）+（） 适用条件： （1） （2） 注：对适用条件的讨论 ①当&&时，则应增大截面尺寸或提高砼等级或增加的用量（即 将当作未知数重新计算一个较大的）；当时，算得的即为安全要 求的最小值，且可以有效地发挥砼的抗压强度，比较经济； ②当&&时，表明受压区钢筋之布置靠近中性轴，梁破坏时应变较 小，抗压钢筋达不到其设计值，处理方法： a.《公桥规》规定：假定受压区混凝土压应力的合力作用点与受压区钢筋合力作用 点重合，并对其取矩，即 令2，并 （） 计算出； b.再按不考虑受压区钢筋的存在（即令），按单筋截面梁计算出。 将a、b中计算出的进行比较，若是截面设计计算则取其较小值，若是承载能力复核则取其较大值。 计算方法： ㈠截面设计 1.已知截面尺寸b、h，钢筋、混凝土的强度等级，桥梁结构重要性系数，弯矩组合 设计值，计算和。 步骤： ①根据已知查表得：、、、、； ②假设、（一般按双排布置取假设值）； ③计算；

《结构设计原理》述课

《结构设计原理》述课 一、前言 （一）课程基本信息 1.课程名称：结构设计原理 2.课程类别：专业平台课 3.学时：两学期总计84学时，2周课程设计 4.适用专业：交通工程 （二）课程性质 1.课程性质 结构是土木工程中最基本的元素，《结构设计原理》课程围绕着工程中常用的钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、圬工结构的设计计算进行理论和实践性的教学。 《结构设计原理》是土木工程专业的一门重要的专业必修课程，是学生运用已学的《工程制图》、《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《工程材料》等知识，初步解决结构原理及结构设计问题的一门课程。其特点是：兼具理论性和实用性且承前启后，为学好专业课打好基础的课程，也是学生感到比较难学的一门课程。所以《结构设计原理》及其系列课程一直是土木工程专业的主干课，从开设的《结构设计原理》、《结构设计原理》课程设计，到毕业设计都渗透结构设计的理论，课程贯穿交通工程专业教学的所有环节。 本课程主要介绍钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和圬工结构的各种基本构件受力特性、设计原理、计算方法和构造设计。 2.本课程的作用 本课程主要培养学生掌握钢筋混凝土基本构件和结构的设计计算方法和与施工及工程质量有关的结构的基本知识，培养学生具有识读桥梁结构图纸的识读能力、基本构件的设计能力、使用和理解各种结构设计规范能力、解决工程结构实际问题的能力、综合分析问题的能力、学习能力和与人合作等能力，从而为继续学习后续专业课程奠定扎实的基础，以进一步培养学生树立独立思考、吃苦耐劳、勤奋工作的意识以及诚实、守信的优秀品质，为今后从事施工生产一线的工作奠定良好的基础。 本课程以“材料力学”、“理论力学”和“工程材料”的学习为基础共同打造学生的专业核心技能。

4.2 轴心受压构件承载力计算

轴心受压构件承载力计算 按照箍筋配置方式不同，钢筋混凝土轴心受压柱可分为两种：一种是配置纵向钢筋和普通箍筋的柱(图4.2.1a)，称为普通箍筋 柱；一种是配置纵向钢筋和螺旋筋（图）或 焊接环筋(图4.2.1c)的柱，称为螺旋箍筋柱或 间接箍筋柱。 需要指出的是，在实际工程结构中，几 乎不存在真正的轴心受压构件。通常由于荷 载作用位置偏差、配筋不对称以及施工误差 等原因，总是或多或少存在初始偏心距。但 当这种偏心距很小时，如只承受节点荷载屋 架的受压弦杆和腹杆、以恒荷载为主的等跨 多层框架房屋的内柱等，为计算方便，可近 似按轴心受压构件计算。此外，偏心受压构件垂直于弯矩作用平面的承载力验算也按轴心受压构件计算。 一、轴心受压构件的破坏特征 按照长细比的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当≤8时属于短柱，否则为长柱。其中为柱的计算长度，为矩形截面的短边尺寸。 1．轴心受压短柱的破坏特征 配有普通箍筋的矩形截面短柱，在轴向压力N作用下整个截面的应变基本上是均匀分布的。N较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形。随着荷载的增大，构件变形迅速增大。与此同时，混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增长逐渐变慢，而钢筋应力的增加则越来越快。对配置HPB235、HRB335、HRB400、RRB400级热轧钢筋的构件，钢筋将先达到其屈服强度，此后增加的荷载全部由混凝土来承受。在临近

破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏（图4.2.2）。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变=，相应的纵向钢筋应力值=E s=2×105×mm2=400N/mm2。因此，当纵向钢筋为高强度钢筋时，构件破坏时纵向钢筋可能达不到屈服强度。设计中对于屈服强度超过400N/mm2的钢筋，其抗压强度设计值只能取400N/mm2。显然，在受压构件内配置高强度的钢筋不能充分发挥其作用，这是不经济的。 2.轴心受压长柱的破坏特征 对于长细比较大的长柱，由于各种偶然因素造成的初始偏心距的影响是不可忽略的，在轴心压力N作用下，由初始偏心距将产生附加弯矩，而这个附加弯矩产生的水平挠度又加大了原来的初始偏心距，这样相互影响的结果，促使了构件截面材料破坏较早到来，导致承截能力的降低。破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯向外凸出，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡并将凸边混凝土拉裂而破坏（图4.2.3）。试验表明，柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破坏”。 由上述试验可知，在同等条件下，即截面相同，配筋相同，材料相同的条件下，长柱承载力低于短柱承载力。在确定轴心受压构件承截力计算公式时，规范采用构件

砖混结构中承重构造柱的设计与计算

砖混结构中承重构造柱的设计与计算 （广东梅州陈赞） 摘要：在砌体结构设计过程中，应根据具体情况区分一般构造柱和承重构造柱。承重构造柱的设计与计算与框架柱基本相同，但有其特点。承重构造柱受力明确，传力路线简捷，其基础的处理要根据构造柱的荷载特点进行设计。 关键词：砖混结构构造柱 1引言 根据《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001），在抗震设防地区砖混结构的建筑设计中应设置构造柱。设置构造柱可以加强对砌体结构墙体的约束作用，提高墙体的抗剪能力和结构的极限变形能力，改善砌体结构的整体性，从而提高房屋的抗震性能。在设计过程中，一般不考虑构造柱单独承受荷载，而视其承载能力等同于砌体材料。构造柱的截面尺寸和配筋一般也是按照构造要求进行设计。但是在需要设置大空间房间的工程中，构造柱支承着横梁，这时构造柱就起着承重和抗震的双重作用，如图1。这种构造柱的设计及基础处理与一般的构造柱有一定的区别。 图1大开间房间的承重构造柱 2承重构造柱的受力分析 支承横梁的构造柱，如果荷载较小，按砌体强度考虑就能够满足强度要求时，可以视为一般构造柱。其截面及配筋可以按照《建筑抗震设计规范》的有关规定设置即可。但是当支承横梁的构造柱承受的荷载较大，按砌体强度考虑不能够满足强度要求时，此时的构造柱应按照承重构造柱进行设计。 由于构造柱与墙体连接处留有马牙槎，考虑到构造柱与墙体的拉结作用，横梁上的荷载有一部分要扩散到墙体，由墙体来承担。但在实际设计时，由于墙体所承受的这部分荷载较小，为了计算方便，假设横梁上的荷载全部由构造柱来承担，同时假设横（纵）向水平地震力全部由横（纵）墙承受，这样构造柱的传力路线就简单明确了。 3承重构造柱的计算与设计 在砖混结构中，大空间内横梁与构造柱形成的结构与框架相似但与框架又有区别。如果在大空间房间中加上几榀框架，则在结构中显得比较生硬，而且框架部分与砌体结构部分共同工作的协调性较差，不利于结构整体抗震。而横梁与构造柱相结合的结构形式在荷载传递和抗震性能方面与之相比则优越得多。 承重构造柱的计算与框架柱基本相同，但又有不同之处： （1）为了减少顶层的弯矩值，从而减少柱的配筋，顶层梁、柱节点设计为“铰接”，计算简图见图2。

第三章结构设计原理

第三章 轴心受力构件 本章的意义和内容：在设计以承受恒荷载为主的多层房屋的内柱及桁架的腹杆等构件时，可近似地按轴心受力构件计算。轴心受力构件有轴心受压构件和轴心受拉构件。本章主要讲述轴心受压构件的正截面受压承载力计算、构造要求，以及轴心受拉构件的受拉承载力计算等问题。 本章习题内容主要涉及： 轴心受压构件——荷载作用下混凝土和钢筋的应力变化规律；稳定系数?的确定；配有纵筋及普通箍筋柱的强度计算；配有纵筋及螺旋形箍筋柱的强度计算；构造要求。 轴心受拉构件——荷载作用下构件的破坏形态；构件的强度计算。 一、概 念 题 （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u N = 。 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≤l 0 ，≤h l 0 （0l 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 sso y s y cor c u 2(9.0A f A f A f N α+''+=），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 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，塑性应力重分布反

受压构件承载力计算复习题(答案)详解

受压构件承载力计算复习题 一、填空题： 1、小偏心受压构件的破坏都是由于 而造成 的。 【答案】混凝土被压碎 2、大偏心受压破坏属于 ，小偏心破坏属 于 。 【答案】延性 脆性 3、偏心受压构件在纵向弯曲影响下，其破坏特征有两 种类型，对长细比较小的短柱属于 破坏，对长细比较大的细长柱，属于 破坏。 【答案】强度破坏 失稳 4、在偏心受压构件中，用 考虑了纵向弯曲的 影响。 【答案】偏心距增大系数 5、大小偏心受压的分界限是 。 【答案】b ξξ= 6、在大偏心设计校核时，当 时，说明s A '不屈 服。 【答案】s a x '2 7、对于对称配筋的偏心受压构件，在进行截面设计时， 和 作为判别偏心受压类型的唯一依据。

【答案】b ξξ≤ b ξξ 8、偏心受压构件 对抗剪有利。 【答案】轴向压力N 9、在钢筋混凝土轴心受压柱中，螺旋钢筋的作用是使截面中间核心部分的混凝土形成约束混凝土，可以提高构件的______和______。 【答案】承载力 延性 10、偏心距较大，配筋率不高的受压构件属______受压情况，其承载力主要取决于______钢筋。 【答案】大偏心 受拉 11、受压构件的附加偏心距对______受压构件______受压构件影响比较大。 【答案】轴心 小偏心 12、在轴心受压构件的承载力计算公式中，当f y <400N ／mm 2 时，取钢筋抗压强度设计值f y '＝______；当f y ≥400N ／mm 2时，取钢筋抗压强度设计值f y '＝______N ／mm 2。 【答案】f y 400 二、选择题： 1、大小偏心受压破坏特征的根本区别在于构件破坏时，（ ）。 A 受压混凝土是否破坏 B 受压钢筋是否屈服 C 混凝土是否全截面受压 D 远离作用力N 一侧钢筋是否屈服

砌体构件承载力计算

第五章砌体构件承载力计算 学习本章的意义和内容：无筋砌体受压构件的破坏形态和影响受压承载力的主要因素，无筋砌体受压构件的承载力计算方法，梁下砌体局部受压承载力和梁下设置刚性垫块时的局部受压承载力验算方法以及有关的构造要求，无筋砌体受弯、受剪以及受拉构件的破坏特征及承载力的计算方法。 通过本章学习可以掌握土木工程中砌体结构构件计算的基本理论，为砌体结构设计奠 定基础。 本章习题内容主要涉及：无筋砌体受压构件承载力的主要因素及承载力计算公式的应用；局部受压构件破坏的类型及公式的应用；砌体受拉、受弯、受剪构件的计算及应用范围。 一、概念题 （一）填空题： 1．无筋砌体受压构件按高厚比的不同以及荷载作用偏心矩的有无，可分为____________、____________、____________、____________、____________。 2．在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因素是____________和____________。 3．在设计无筋砌体偏心受压构件时，《砌体规范》对偏心距的限制条件是___________。为了减少轴向力的偏心距，可采用____________或____________等构造措施。 4．通过对砌体局部受压的试验表明，局部受压可能发生三种破坏，即 ____________、____________、____________。其中，____________是局部受压的基本破坏形态；____________是由于发生突然，在设计中应避免发生，____________仅在砌体材料强度过低时发生。 5．砌体在局部受压时，由于未直接受压砌体对直接受压砌体的约束作用以及力的扩散作用，使砌体的局部受压强度_______________________。局部受压强度用____________表示。 6．对局部抗压强度提高系数进行限制的目的是__________________________________。 7．局部受压承载力不满足要求时，一般采用____________的方法，满足设计要求。 8．当梁端砌体局部受压承载力不足时，与梁整浇的圈梁可作为垫梁。垫梁下砌体的局部受压承载力，可按集中荷载作用下___________计算。 9．砌体受拉、受弯构件的承载力按材料力学公式进行计算，受弯构件的弯曲抗拉强度的取值应根据___________。受剪构件承载力计算采用变系数的___________。 （二）选择题 1．一偏心受压柱，截面尺寸为490mm×620mm,弯矩沿截面长边作用，该柱的最大允许偏 心距为[ ]： a、217mm; b、186mm; c、372mm; d、233mm。 2．一带壁柱的偏心受压窗间墙，截面尺寸如图1-5-1所示，轴向力偏向壁柱一侧，该柱的最大允许偏心距为[ ]： a、167mm; b、314mm; c、130mm; d、178mm。

结构设计原理复习

第一篇钢筋混凝土结构 第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能 （一）填空题 1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压。 2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。 3、混凝土的变形可分为两类：受力变形和体积变形。 4、钢筋混凝土结构使用的钢筋，不仅要强度高，而且要具有良好的塑性、可焊性，同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。 5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。 6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作，其主要原因是：钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用。 7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形。其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形，混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。 （二）判断题 3、线性徐变在加荷初期增长很快，一般在两年左右趋以稳定，三年左右徐变即告基本终止。………………………………………………………………………………………………【√】 5、钢筋中含碳量愈高，钢筋的强度愈高，但钢筋的塑性和可焊性就愈差。…………【√】 （三）名词解释 1、混凝土的立方体强度────我国《公路桥规》规定以每边边长为150mm的立方体试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天，依照标准制作方法 f表和试验方法测得的抗压极限强度值（以MPa计）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号 cu 示。 2、混凝土的徐变────在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为混凝土的徐变。 3、混凝土的收缩────混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩。 （四）简答题 1、简述混凝土应力应变曲线的三个阶段？ 答：在上升段，当应力小于0.3倍的棱柱体强度时，应力应变关系接近直线变化，混凝土处于弹性工作阶段。在应力大于等于0.3倍的棱柱体强度后，随着应力增大，应力应变关系愈来愈偏离直线，任一点的应变可分为弹性应变和塑性应变两部分。原有的混凝土内部微裂缝发展，并在孔隙等薄弱处产生新的个别的微裂缝。当应力达到0.8倍的棱柱体强度后，混凝土塑性变形显著增大，内部微裂缝不断延伸扩展，并有几条贯通，应力应变曲线斜率急剧减小。当应力达到棱柱体强度时，应力应变曲线的斜率已接近于水平，试件表面出现不连续的常见裂缝。

偏心受压构件承载力计算

轴心受压构件承载力计算 一、偏心受压构件破坏特征 偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M 的共同作用时，等效于承受一个偏心距为 e0=M/N的偏心力N的作用，当弯矩M相对较小时，e0就很小，构件接近于轴心受压，相反当N相对较小时，e0就很大，构件接近于受弯，因此，随着e0 的改变，偏心受压构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。 1.受拉破坏 当轴向压力偏心距e0 较大，且受拉钢筋配置不太多时，构件发生受拉破坏。在这种情况下，构件受轴向压力Ｎ后，离Ｎ较远一侧的截面受拉，另一侧截面受压。当Ｎ增加到一定程度，首先在受拉区出现横向裂缝，随着荷载的增加，裂缝不断发展和加宽，裂缝截面处的拉力全部由钢筋承担。荷载继续加大，受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的主裂缝，随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸，受压区高度迅速减小。最后，受压区边缘出现纵向裂缝，受压区混凝土被压碎而导致构件破坏（图4.3.1）。此时，受压钢筋一般也能屈服。由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距e0 较 大发生，故习惯上也称为大偏心受压破坏。受拉破坏有明显预兆，属于延性破坏。 2.受压破坏 当构件的轴向压力的偏心距e0 较小，或偏心距e0 虽然较大但配置的受拉钢筋过多时，就发生这种类型的破坏。加荷后整个截面全部受压或大部份受压，靠近轴向压力一侧的混凝土压应力较高，远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。随着荷载逐渐增加，靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝，进而混凝土达到极限应变εcu 被压碎，受压钢筋的应力也达到f y′，远离一侧的钢筋可能受压，也可能受拉，但因本身截面应力太小，或因配筋过多，都达不到屈服强度（图4.3.2）。由于受压破坏通常在轴向压力偏心距e0 较小时发生，故习惯上也称为小偏心受压破坏。受压破坏无明显预兆，属脆性破坏。

混凝土结构设计原理计算题答案

1、 分） （）截面配筋图（略），满足要求）验算最小配筋率 ，受拉钢筋选用配筋 满足条件，不需采用双筋截面大弯矩为： 单筋截面所能承担的最则计算）计算弯矩设计值 解：正截面受弯纵筋计算： 2 5%24.0300/57.145.0/0.45 2.39% )500200/(2502/4 mm 2502252224 )3 mm 7.2389 300 440 49.02007.160.1 55.049.0369.0211211 369.0440*******.160.1105.238 m .kN 5.238m .kN 8.257N.mm 108.257 )55.05.01(4404402007.160.1)5.01( mm 44006500，mm 60)2 m .kN 5.2388/0.6)254.1152.1(8/)(1min 22016 20162 01022 0=?==>=?===Φ+Φ=????== =<=?--=--==?????===>=?=?-?????=-==-===??+?=+=y t s s y c s b s c s b c s k q k g f f bh A A f h b f A bh f M M bh f M h a As l q g M ρρξαξαξααξαγγ，满足要求 配箍率）验算最小配箍率 ，即箍筋采用，取，则，），选用双肢箍（）计算箍筋数量 分需要按计算配箍筋配箍筋 ）验算是否需要按计算截面尺寸满足要求 ，属一般梁验算最小截面尺寸 ）（剪力设计值 ）计算支座边缘产生的：解斜截面受剪箍筋计算： %179.0 210 57 .124.024.0 %252.02002003.502 5 8@200mm 200mm 2080.484.3 052 mm 3.5082484 .0440 21025.110007.9610006.15225.17.04)(2 6.1527.96107.9644020057.17.07.03 kN 6.152kN 4.367N 104.6734402007.160.125.025.0 42.2200/440/ 2 kN 6.15276.5)254.1152.1(21 )21 1 min .max 210013030=?==>=??== ===?====???-?=-===<=?=???==>=?=????=<===??+??=+=yv t sv sv sv sv yv t sv sv t c c w n k q k g f f bs A s s s A n h f bh f V s nA s A kN V kN N bh f V bh f b h l q g V ρρφφβγγ

第三讲地下结构设计原理计算方法

一，地下结构体系的组成及结构形式 在保留上部地层(山体或土层)的前提下．在开挖出能提供某种用途的地下空间内修筑的建筑结构物，通称为地下结构。 1 ．地下结构体系的组成地下结构和地面结构物，如房屋、桥梁、水坝等一样，都是一种结构体系，但两者之间在赋存环境、力学作用机理等方面都存在着明显的差异。地面结构体系一般都是由上部结构和地基组成。地基只在上部结构底部起约束或支承作用，除了自重外，荷载都是来自结构外部，如人群、设备、列车、水力等。而地下结构是埋入地层中的，四周都与地层紧密接触。结构上承受的荷载来自于洞室开挖后引起周围地层的变形和坍塌而产生的力，同时结构在荷载作用下发生的变形又受到地层给予的约束。在地层稳固的情况下，开挖出的洞室中甚至可以不设支护结构而只留下地层、如我国陕北的黄土窑洞，证实了在无支护结构的洞室中，围岩本身就是承载结构。 由于地下结构周围的地层是干差万别的，洞室是否稳定不仅取决于岩石强度，而且取决于地层构造的完整程度。相比之下，周围地层构造的完整性对洞室稳定更有影响。各类岩土地层在洞室开挖之后，都具有一定程度的白稳能力。地层自稳能力较时．地下结构将不受 或少受地层压力的荷载作用，否则地下结构将承受较大的荷载直至必须独立承受全部荷载作用。因此．周围地层能与地下结构一起承受荷裁．共同组成地下结构体系。 地下结构的安全度百先取决于地下结构周围的地层能否保持持续稳定，并且应充分利用和更好地发挥围岩的承载能力。 地下建筑结构都需要修建支护结构，即村砌，或称为被覆。它是在坑道内部修建的永久件支护结构。 因此，支护结构有2 个最基本的使用要求：一是满足结构强度、刚度要求，以承受诸如水、土压力以及一些特殊使用要求的外荷载； 二是提供一个能满足使用要求的工作环境，以便保持隧道内部的干燥和清洁。这两个要求是彼此密切相关的。2．地下结构的形式 因为地下结构周围的介质是干差万别的，所以不同地质条件需要的支护结构形式会有很大的不同、它直接影响到地下结构上的荷载。因此，结构形式首先由受力条件来控制。通常按其使用目的有如下基本类型： (1)防护型支护 如顶部防护，这是开挖支护中最轻型者，它既小能阻止因岩变形，又不能承受岩体压力，而是仅用以封闭岩面，防止坑道周围岩体质量的进一步恶化。它通常是采用喷桨、喷混凝土或局部锚杆来完成的。 (2)构造性支护 在基本稳定的岩体中，加大块状岩体，坑道开挖后的围岩可能出现局部掉块；但在较长时间内不会造成整个坑道的失稳或破坏。 支护结构的构造参数应满足施工及构造要求。构造型支护通常采用喷混凝土、锚杆和金属网、模筑混凝土等支护类型。 (3)承载型支护承载型支护是坑道支护的主要类型。视坑道围岩的力学动态，它可分为轻型、中型及重型等。 衬砌综合地质、使用、施工因素．衬砌的制造方式可归纳为下列几种结构形式 (1)就地灌注整体式混凝土衬砌适用于矿山法施工，日围岩可以在短时间内稳定，也通用于采用明挖法施工的衬砌形式。衬砌的表面整齐美观，进度快．质量容易控制。 采用矿山法施工时常用拱形结构形式．这种结构大多数由上部拱圈、两侧边

结构设计原理

1.桥梁结构功能、可靠性1）结构能承受正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等作用——安全性；2）结构在正常使用条件下具有良好的工作性能——适用性；3）结构在正常使用和正常维护下，在规定时间内，具有足够的耐久性——耐久性；4）在偶然荷载作用下或偶然条件下发生时和发生后，结构仍能保持整体稳定性，不发生倒塌——安全性。结构可靠度：结构在规定时间内、规定条件下完成预定功能的概率 2.结构的设计基准期和使用寿命有何区别？设计基准期是进行结构可靠性分析时，考虑持久设计状况下各项基本变量与实践关系所采用的基准时间参数，可参考使用寿命的要求适当选定。两者是有联系的，而又不完全等同，当结构使用年限超过设计基准期，表明它失效的概率会增大不能保证其目标可靠指标，但不等于结构丧失所要求的功能。一般使用寿命长，设计基准期可以长一些，使用寿命短设计基准期短，设计基准期小于寿命期。 3.极限状态、两类结构极限状态当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，称此特定状态为极限状态。分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。 4.作用：指结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因。直接作用：指施加在结构上的集中力或分布力。间接作用：指引起结构外加变形和约束变形的原因。结构抗力：指结构构件承受内力和变形的能力。 5.结构设计哪三种状况？1）持久状况，承受自重，车辆荷载等作用持续时间很长的状况。进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算。2）短暂状况，承受临时性作用的状况，一般只进行承载能力极限状态计算，必要时才做正常使用极限状态计算3）偶然状况，偶然出现的状况，只需进行承载能力极限状态计算。 6.结构承载能力极限状态和正常使用极限状态设计计算的原则承载能力极限状态设计原则：作用效应最不利组合的设计值必须小于或等于结构抗力的设计值。以塑性理论为基础。正常使用极限状态设计原则：利用作用的短期效应组合，长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响，对构件抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算，并使各项值不超过规定的各相应限值。 7.材料强度的标准值和设计值？标准值——有标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的0.05分位值确定强度值，取值原则是符合规定质量的材料强度实测的总体中，材料的强度标准度应具有不少于95%的保证率。设计值——材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值（另外，按照标准方法制作和养护边长150mm立方体试件，28天龄期用标准试验方法测得的用有95%保证率的抗压强度成砼立方体抗压强度标准值） 8.作用分为几类，什么是作用的标准值，可变作用准永久值，可变作用频遇值？作用分三类：永久作用，可变作用，偶然作用。作用的标准值：结构或结构构件设计时，采用的各种作用的基本代表值。可变作用准永久值：设计基准期内可变作用超越的总时间约为设计基准期一半的作用值。可变作用频遇值：设计基准期内可变作用超越的总时间为规定的较小比率，或超越次数为规定次数的作用值。结构上较频繁出现且量值较大荷载作用取值。9.钢筋砼板和梁钢筋布置特点板：单向板，主筋设于受拉区，可沿板高中心纵轴线1/4～1/6计算跨径处按30度～45度弯起，但通过支承而不弯起主筋，每米板宽不少于3根，并不少于主筋截面积1/4.按设计规范规定按一定间距设置垂直于板受力钢筋的分布钢筋，置于受力钢筋上侧，主筋弯折处应设置分布钢筋。梁：常采用骨架形式，有绑扎钢筋骨架、焊接钢筋骨架。绑扎钢筋骨架对主钢筋净距和层间净距有要求，焊接钢筋骨架竖向不留空隙，用焊缝连接，不宜超过6层。弯起钢筋按规定设置，斜传力至专门设置的由计算确定，沿纵向配置箍筋。架立筋是附设的纵筋，由梁尺寸决定。水平纵向钢筋设置于箍筋外侧，作用是减小侧面砼裂缝宽度，架立筋和水平纵筋属梁内构造钢筋。10.什么叫受弯构件纵向受拉钢筋的配筋率？h0含义是什么？配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的砼截面面积的比值。h0指截面有效高度，h0=h-as，受压边缘到钢筋全部截面重心的距离。 11.为什么钢筋要有足够的砼保护层厚度？钢筋的最小砼保护层厚度的选择应考虑哪些因素？为了保护钢筋不直接受到大气的侵蚀和其他环境因素作用，为了保证钢筋和砼有良好的粘结。最小保护层厚度考虑钢筋的公称直径和附表1-8规定的环境条件和构件类别影响值 12.规定各主筋横向净距和层间竖向净距的原因？ 13.钢筋砼少筋梁、适筋梁、超筋梁，破坏形态，少筋梁和超筋梁称为脆性破坏？少筋梁，梁配筋率很小，砼受拉区开裂，受拉钢筋到达屈服点，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁仅出现一条集中裂缝，宽度大，沿梁高延伸很高。此时受压区砼还未压坏，裂缝宽度已经很款，挠度过大，钢筋甚至被拉断。破坏很突然，属于脆性破坏。适筋梁，梁的受拉区钢筋首先达到屈服强度，其应力保持不变，应变显著增大，直到受压区边缘砼应变达到极限压应变，受压区出现纵向水平裂缝，随之因砼压碎而破坏。梁破坏前，梁裂缝急剧开展，挠度较大，梁截面产生较大塑性变形，有明显破坏预兆，塑性破坏。超筋梁，受压区砼抗压强度耗尽，而钢筋抗拉强度没有充分发挥。破坏前梁挠度及截面曲率曲线没有明显转折点，受拉区裂缝开展不宽，延伸不高，破坏是突然的，无明显预兆，脆性破坏。 14.钢筋砼适筋梁当受拉钢筋屈服后能否再增加荷载？少筋梁？可以，受拉钢筋屈服后应变开始增加直至受压区砼应变达到极限值才破坏，此阶段可增加荷载。少筋梁，当受拉钢筋屈服后很快进入强化阶段破坏，故不能增加荷载。 15.钢筋砼受弯构件正截面承载力计算有基本假定？其中的“平截面假定”与均质弹性材料受弯构件计算的平截面假定情况有何不同？1）平截面假定2）不考虑砼抗拉强度3）材料应力应变物理关系砼受拉区，裂缝产生

砌体构件承载力计算【最新版】

砌体构件承载力计算 第五章砌体构件承载力计算 学习本章的意义和内容:无筋砌体受压构件的破坏形态和影响受压承载力的主要因素，无筋砌体受压构件的承载力计算方法，梁下砌体局部受压承载力和梁下设置刚性垫块时的局部受压承载力验算方法以及有关的构造要求，无筋砌体受弯、受剪以及受拉构件的破坏特征及承载力的计算方法。 通过本章学习可以掌握土木工程中砌体结构构件计算的基本理论，为砌体结构设计奠定基础。 本章习题内容主要涉及:无筋砌体受压构件承载力的主要因素及承载力计算公式的应用;局部受压构件破坏的类型及公式的应用;砌体受拉、受弯、受剪构件的计算及应用范围。 一、概念题 (一)填空题: 1.无筋砌体受压构件按高厚比的不同以及荷载作用偏心矩的

有无，可分为____________、____________、____________、____________、____________。 2.在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因素是____________和____________。 3.在设计无筋砌体偏心受压构件时，《砌体规范》对偏心距的限制条件是___________。为了减少轴向力的偏心距，可采用____________或____________等构造措施。 4.通过对砌体局部受压的试验表明，局部受压可能发生三种破坏，即____________、____________、____________。其中，____________是局部受压的基本破坏形态;____________是由于发生突然，在设计中应避免发生，____________仅在砌体材料强度过低时发生。 5.砌体在局部受压时，由于未直接受压砌体对直接受压砌体的约束作用以及力的扩散作用，使砌体的局部受压强度_______________________。局部受压强度用____________表示。 6.对局部抗压强度提高系数进行限制的目的是__________________________________。 7.局部受压承载力不满