结构设计原理钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验

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结构设计原理-叶见曙版-课后习题第7-9(附答案)

第七章7-2试简述钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形态和破坏类型。

答：破坏形态：（1）受拉破坏—大偏心受压破坏，当偏心距较大时，且受拉钢筋配筋率不高时，偏心受压构件的破坏是受拉钢筋先达到屈服强度，然后受压混凝土压坏，临近破坏时有明显的预兆，裂缝显著开展，构件的承载能力取决于受拉钢筋的强度和数量。

（2）受压破坏—小偏心受压破坏，小偏心受压构件的破坏一般是受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋压应力达到屈服强度，破坏前钢筋的横向变形无明显急剧增长，正截面承载力取决于受压区混凝土的抗压强度和受拉钢筋强度。

破坏类型：1）短柱破坏；2）长柱破坏；3）细长柱破坏7-3由式（7-2）偏心距增大系数与哪些因素有关？由公式212000)/e 140011ζζη⎪⎭⎫⎝⎛+=h l h （可知，偏心距增大系数与构件的计算长度，偏心距，截面的有效高度，截面高度，荷载偏心率对截面曲率的影响系数，构件长细比对截面曲率的影响系数。

7-4钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件的截面设计和截面复核中，如何判断是大偏心受压还是小偏心受压？答：截面设计时，当003.0h e ≤η时，按小偏心受压构件设计，003.0h e >η时，按大偏心受压构件设计。

截面复核时，当b ξξ≤时，为大偏心受压，b ξξ>时，为小偏心受压.7-5写出矩形截面偏心受压构件非对称配筋的计算流程图和截面复核的计算流程图注意是流程图7-6解：查表得：.1,280',5.110====γMPa f f MPa f sd sd cd m kN M M kN N N d d •=⨯=•==⨯=•=6.3260.16.326,8.5420.18.54200γγ偏心距mm N M e 6028.5426.3260===，弯矩作用平面内的长细比51060060000>==h l ，故应考虑偏心距增大系数。

设mm a a s s 40'==，则mm a h h s 5600=-=0.1,15606027.22.07.22.01001=>⨯+=+=ζζ取h e 0.1,105.1600600001.015.101.015.1202=>=⨯-=-=ζζ取h l 所以偏心距增大系数07.11110560/602140011)(140011221200=⨯⨯⨯⨯+=+=ζζηh l h e （1）大小偏心受压的初步判断003.064460207.1h mm e >=⨯=η，故可先按照大偏心受压来进行配筋计算。

混凝土结构设计原理思考题答案

1.1 钢筋混凝土梁破坏时的特点是：受拉钢筋屈服，受压区混凝土被压碎，破坏前变形较大，有明显预兆，属于延性破坏类型。

2.1 ①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件，在(20±3)℃的温度和相对湿度为90％以上的潮湿空气中养护28d ，按照标准试验方法测得的具有95％保证率的立方体抗压强度确定的。

②混凝土的轴心抗压强度标准值f ck 是根据以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在与立方体标准试件相同的养护条件下，按照棱柱体试件试验测得的具有95％保证率的抗压强度确定的。

③混凝土的轴心抗拉强度标准值f tk 是采用直接轴心抗拉试验直接测试或通过圆柱体或立方体的劈裂试验间接测试，测得的具有95％保证率的轴心抗拉强度。

④由于棱柱体标准试件比立方体标准试件的高度大，试验机压板与试件之间的摩擦力对棱柱体试件高度中部的横向变形的约束影响比对立方体试件的小，所以棱柱体试件的抗压强度比立方体的强度值小，故f ck 低于f cu,k 。

⑤轴心抗拉强度标准值f tk 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为：245.055.0k cu,tk )645.11(395.088.0αδ⨯-⨯=f f 。

⑥轴心抗压强度标准值f ck 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为：k cu,21ck 88.0f f αα=。

2.2 根据约束原理，要提高混凝土的抗压强度，就要对混凝土的横向变形加以约束，从而限制混凝土内部微裂缝的发展。

因此，工程上通常采用沿方形钢筋混凝土短柱高度方向环向设置密排矩形箍筋的方法来约束混凝土，然后沿柱四周支模板，浇筑混凝土保护层，以此改善钢筋混凝土短柱的受力性能，达到提高混凝土的抗压强度和延性的目的。

2.3 连接混凝土受压应力—应变曲线的原点至曲线任一点处割线的斜率，即为混凝土的变形模量。

国开作业《混凝土结构设计原理-模拟测验》 (81)

题目：下列选项中，（）不是影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素。

选项A：混凝土强度选项B：箍筋的配筋率及其强度选项C：剪跨比选项D：纵向钢筋答案：箍筋的配筋率及其强度题目：下列不属于正常使用极限状态的情况是（）。

选项A：雨篷倾倒；选项B：雨篷梁出现裂缝。

选项C：现浇双向板楼面在人行走动中震动较大；选项D：连续梁中间支座产生塑性铰；答案：雨篷倾倒；题目：相同的梁，由于剪跨比不同，斜截面破坏形态会不同。

其中剪切承载力最大的破坏形态是：（）。

选项A：剪压破坏形态；选项B：斜拉破坏形态；选项C：斜压破坏形态；选项D：剪弯破坏形态答案：斜压破坏形态；题目：无腹筋梁的抗剪承载力随剪跨比的增大而（）。

选项A：基本不变选项B：减小选项C：增大选项D：先增大后减小答案：减小题目：梁斜截面破坏有多种形态，且均属脆性破坏，相比之下，脆性较大的破坏形态是：（）。

选项A：斜拉破坏选项B：压弯破坏选项C：剪压破坏选项D：剪弯破坏答案：斜拉破坏题目：无腹筋简支梁主要通过下列哪种方式传力：（）。

选项A：混凝土骨料的啮合力选项B：混凝土与受拉钢筋形成的拱选项C：不能确定选项D：纵筋的销栓力答案：混凝土与受拉钢筋形成的拱题目：在/uploads/02181/unit5/images/90.png的范围内，适当提高梁的配箍率可以（）。

选项A：显著提高斜裂缝开裂荷载选项B：显著提高抗剪承载力选项C：防止斜压破坏的出现选项D：使斜压破坏转化为剪压破坏，从而改善斜截面破坏的脆性答案：显著提高抗剪承载力题目：在梁的斜截面设计中，要求箍筋间距/uploads/02181/unit5/images/91.png，其目的是：（）。

选项A：避免斜裂缝过宽选项B：防止发生斜压破坏选项C：保证箍筋发挥作用选项D：防止发生斜拉破坏答案：保证箍筋发挥作用题目：关于在轴心受压柱中配置纵向钢筋的作用，下列说法错误的是（）。

选项A：防止柱子突然断裂破坏选项B：增大混凝土的变形选项C：增强柱截面的延性选项D：为了减小构件截面尺寸答案：增大混凝土的变形题目：钢筋混凝土柱中箍筋应当采用封闭式，其原因不包括（）。

《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案

《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案作业1一、选择题A D A DC DBA二、判断题1．× 2．√3.×4.×5．×6．√7．×8．×9．√10．√三、简答题1．钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料，之所以能够有效地结合在一起而共同工作，其主要原因是什么？答：1）钢筋和混凝土之间良好的黏结力；2）接近的温度线膨胀系数；3）混凝土对钢筋的保护作用。

2．试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。

答：素混凝土梁承载力很低，受拉区混凝土一开裂，裂缝迅速发展，梁在瞬间骤然脆裂断开，变形发展不充分，属脆性破坏，梁中混凝土的抗压能力未能充分利用。

钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有很大提高，受拉区混凝土开裂后，钢筋可以代替受拉区混凝土承受拉力，裂缝不会迅速发展，直到钢筋应力达到屈服强度，随后荷载略有增加，致使受压区混凝土被压碎。

梁破坏前，其裂缝充分发展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，结构的受力特性得到明显改善。

同时，混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力得到充分利用。

3．钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么？答：1）较高的强度和合适的屈强比；2）足够的塑性；3）可焊性；4）耐久性和耐火性5）与混凝土具有良好的黏结力。

4．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义是什么？答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。

结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。

结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态，称为承载能力极限状态。

结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态，称为正常使用极限状态。

5．什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于哪种作用？答：结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。

《钢筋混凝土结构设计原理》复习资料

第一章混凝土结构用材料的性能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。

第二章混凝土结构的设计方法1、结构设计的目的,就是要使所设计的结构，在规定的时间内能够在具有足够可靠性性的前提下，完成全部功能的要求。

2、结构能够满足各项功能要求而良好地工作，称为结构可靠，反之则称为失效，结构工作状态是处于可靠还是失效的标志用极限状态来衡量。

3、国际上一般将结构的极限状态分为三类：承载能力极限状态、正常使用极限状态和“破坏一安全”极限状态。

4、正常使用极限状态的计算,是以弹性理论或塑性理论为基础,主要进行以下三个方面的验算：应力计算、裂缝宽度验算和变形验算.5、公路桥涵设计中所采用的荷载有如下几类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。

6、结构的安全性、适用性和耐久性通称为结构的可靠性.7、作用是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因，它分为直接作用和间接作用两种. 直接作用是指施加在结构上的集中力或分布力如汽车、人群、结构自重等，间接作用是指引起结构外加变形和约束变形的原因，如地震、基础不均匀沉降、混凝土收缩、温度变化等。

8、结构上的作用按其随时间的变异性和出现的可能性分为三类：永久作用（恒载）、可变作用和偶然作用.9、我国《公路桥规》根据桥梁在施工和使用过程中面临的不同情况,规定了结构设计的三种状况：持久状况、短暂状况和偶然状况。

钢筋混凝土结构设计原理第六章偏心受压构件承载力

第六章偏心受压构件承载力计算题1. （矩形截面大偏压）已知荷载设计值作用下的纵向压力N 600KN ,弯矩M 180KN • m,柱截面尺寸b h 300mm 600mm，a$ a$ 40mm，混凝土强度等级为 C30, f c=14.3N/mm2，钢筋用HRB335级，f y=f y=300N/mm2,b 0-550，柱的计算长度I。

3.0m，已知受压钢筋A 402mm2（£尘1&|）,求：受拉钢筋截面面积A s。

2. （矩形不对称配筋大偏压）已知一偏心受压柱的轴向力设计值N = 400KN,弯矩M = 180KN- m,截面尺寸b h 300mm 500m , a s a s40mm ,计算长度 l° = 6.5m,混凝土等级为C30 ,f c=14.3N/mm 2,钢筋为 HRB335 , , f y f y300N/mm2，采用不对称配筋，求钢筋截面面积。

3. （矩形不对称配筋大偏压）已知偏心受压柱的截面尺寸为b h 300mm 400mm ,混凝土为C25级， f c=11.9N/mm 2,纵筋为HRB335级钢，f y f y300N / mm2,轴向力N，在截面长边方向的偏心距e。

200mm。

距轴向力较近的一侧配置4「16纵向钢筋A'S804mm2,另一侧配置2十20纵向钢筋A S628mm2,a s a s' 35mm,柱的计算长度1。

= 5m。

求柱的承载力N。

4. （矩形不对称小偏心受压的情况）某一矩形截面偏心受压柱的截面尺寸b h 300mm 500mm,计算长度I0 6m, a s a s 40mm,混凝土强度等级为 C30, f c=14.3N/mm2, 1 1.0 ,用 HRB335 级钢筋，f y=f y =300N/mm 2,轴心压力设计值 N = 1512KN,弯矩设计值 M = 121.4KN • m,试求所需钢筋截面面积。

同济大学混凝土试验大偏心受压柱试验报告

《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING试验报告试验课教师林峰姓名学号手机号任课教师顾祥林《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING大偏心受压柱试验报告试验名称大偏心受压柱试验试验课教师林峰姓名学号手机号任课教师日期2014年11月18日1. 试验目的通过试验了解大偏心受压柱破坏的全过程，掌握测试混凝土受压构件基本性能的试验方法。

同时巩固大偏心受压柱承载力的计算方法，并通过对理论值和试验值的比较加深对混凝土基本原理的理解。

2. 试件设计2.1 材料和试件尺寸混凝土：C20钢筋：使用I 级钢筋作为箍筋，II 级钢筋作为纵筋试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l=120×120×870mm 详细尺寸见图1大偏心受压柱配筋图2.2 试件设计（1）试件设计的依据为减少“二阶效应”的影响，将试件设计为短柱，即控制l 0/h ≤5。

通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e 0,使试件的破坏状态为大偏心受压破坏。

（2）试件参数如表1表1 试件参数表试件尺寸（矩形截面） b ×h ×l=120×120×870mm 纵向钢筋（对称配筋） 412 箍筋Φ6@100（2）纵向钢筋混凝土保护层厚度 15mm 配筋图图1 偏心距e 0100mm12020080135135505050087020020022113 8@504 6@100150200501206φ124φ123 8@504φ121201201-12-23 8@503 8@50 4双向钢丝网2片 4双向钢丝网2片尺寸170x908@508@506@100图1 大偏心受压柱配筋图（3）试件承载力估算 N c =α1f c bh 0ζN c e=α1f c bh 02ζ(1-0.5ζ) + f y ’ A s ’(h 0-a s ’) e=e 0+0.5h-a s不妨令：A=2f 20c 1bh α, B=）（00c 1-e f h bh α, C=)(f -0y '-''s s h A α 从而有：AAC24B B -2-+=ξ得出本次试验试件的极限承载力的预估值为：Ncu=87.71kN 详细计算过程见附录12.3 试件的制作根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002规定，成型前，试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。

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4、分析试验中出现的问题，提出解决问题的办法；
5、对试验中出现的现象及与理论课中产生的误差进行讨论和分析。
六、思考题 1、偏心受压的破坏现象与哪些情况有关？ 2、大、小偏样尺寸及配筋图
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4 说明：
1－加力架承压板
2－试验柱
结构设计原理
钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验
试验二钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验
一、试验目的及要求
1、通过试验了解偏心受压构件理论计算的依据和分析方法；
2、观察偏心受压柱的破坏特征及强度变化规律，进一步增强对钢筋混凝土构件试验研究和分析能力；
3、加强学生对于理论知识的理解和消化。
二、实验内容
在静荷载作用下，测定柱测向位移和 L/2截面钢筋及混凝土应变，描绘柱体裂缝出现、扩大与破坏状况及特征，测定开裂荷载值及破坏荷载值。
3－横截面电阻片
4 4－位移计
5、7－支座
7
6－力传感器
图五试验柱装置与测点布置图
三、实验设备
1、自平衡加力架：500KN以上； 2、油压千斤顶：50～300KN； 3、压力传感器：50～300KN； 4、静态电阻应变仪：配有可多点测量的平衡箱；
5、电阻应变片：3×5 (mm)及5×40 (mm); 6、钢卷尺、刻度放大镜及贴片焊线设备； 7、百分表及磁性表架，玻璃片； 8、数字万用表：灵敏度1mV。
4、裂缝的出现和发展用目视或读数显微镜观察，每级荷载下的裂缝发展情况应进行记录和描述。
图二试验过程
图三试验过程
五、实验报告要求
1、绘出荷载作用下的裂缝开展图，标出主要裂缝出现时的荷载值；
2、计算侧向位移、绘出计算与实测的p-f 关系曲线图；
3、计算受拉区出现裂缝时的荷载值，受压区出现裂缝时荷载、破坏荷载、破坏时钢筋最大应力，分析误差产生的原因；
图一实验设备
四、实验过程中观测的内容
1、实验前测量柱子尺寸及力作用点偏心矩；
2、预备试验时，预载值取计算破坏荷载的20％左右。同时，加载后测取读数，观察试验柱，仪表装置工作是否正常，及时排除故障后，才能进行正式试验；
3、正式试验开始时，预加5％初荷载，调试仪器，按计算破坏荷载的20％分级加载，每级稳定5分钟后读取试验数据，当接近开裂荷载时，加载值应减至为原分级的一半或更小，并注意观察裂缝发展情况，同时拆除构件上装置的位移计后，再继续加载到破坏；