3-轴心受力构件习题

第三章 轴心受力构件

思考题

3-1 为什么轴心受拉构件开裂后，当裂缝增至一定数量时，不再出现新的裂缝？ 3-2 如何确定受拉构件的开裂荷载和极限荷载？

3-3 在轴心受压短柱的短期荷载试验中，随着荷载的增加，钢筋的应力增长速度和混凝土的应力增长速度哪个快？为什么？

3-4 如何确定轴心受压短柱的极限承载力？为什么在轴压构件中不宜采用高强钢筋？ 3-5 配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件中，箍筋的作用主要是什么？

3-6 钢筋混凝土轴心受压构件在长期荷载作用下，随着荷载作用时间的增长，钢筋的应力和混凝土的应力各发生什么变化？混凝土的徐变是否会影响短柱的承载力？

3-7 钢筋混凝土轴心受压构件的承载力计算公式中为什么要考虑稳定系数ϕ，稳定系数ϕ与构件两端的约束情况有何关系？

3-8 为什么长细比l 0/b >12的螺旋筋柱，不考虑螺旋筋对柱承载力的有利作用？

3-9 如箍筋能起到约束混凝土的横向变形作用，则轴心受压短柱的承载力将发生什么变化？为什么？

练习题

3-1 已知某轴心受拉杆的截面尺寸mm h b 400mm 300⨯=⨯，配有8φ20钢筋，混凝土和钢筋的材料指标为： f t =2.0N/mm 2，E c =2.1⨯104N/mm 2，f y =210N/mm 2，E s =2.1⨯105N/mm 2。试问此构件开裂时和破坏时的轴向拉力分别为多少？

3-2 已知某钢筋混凝土轴心受拉构件，截面尺寸为b ⨯h =200mm ⨯300mm ，构件的长度l =2000mm ，混凝土抗拉强度f t =2.95N/mm 2，弹性模量E c =2.55⨯104N/mm 2，纵向钢筋的截面积A s =615mm 2，屈服强度f y =210N/mm 2，弹性模量E s =2.1⨯105N/mm 2，求

（1）若构件伸长0.2mm ，外荷载是多少？混凝土和钢筋各承担多少外力？

（2）若构件伸长0.5mm ，外荷载是多少？混凝土和钢筋的应力各是多少？

（3）构件的开裂荷载是多少？即将开裂时构件的变形是多少？

（4）构件的极限承载力是多少？

3-3 某钢筋混凝土轴心受拉构件的截面尺寸为b ⨯h =300mm ⨯300mm ，配有8φ22的纵向受力钢筋，已知f t =2.3N/mm 2，E c =2.4⨯104N/mm 2，f y =345N/mm 2，E s =1.96⨯105N/mm 2。

（1）若允许构件开裂，求构件所能承受的最大轴向拉力。

（2）若不允许构件开裂，求构件所能承受的最大轴向拉力。

（3）对上述结果进行比较分析。

3-4 有一钢筋混凝土下弦杆，承受轴向拉力N t =150kN ，若钢筋的屈服强度f y =245MPa ，且下弦允许出现裂缝，试求此下弦杆的配筋。

3-5 某钢筋混凝土受压短柱b ⨯h =400mm ⨯400mm ，柱长2m ，配有纵筋4φ25，f c =19N/mm 2，E c =2.55⨯104N/mm 2，f y '=357N/mm 2，E s =1.96⨯105N/mm 2，试问：

（1）此柱子的极限承载力为多少？

（2）在N c =1200kN 作用下，柱的压缩变形量为多少？此时钢筋和混凝土各承受多少压力？

（3）使用若干年后，混凝土在压力N c =1200kN 作用下的徐变变形为εcr =0.001，求此时柱中钢筋和混凝土各承受多少压力？

3-6 某轴心受压短柱，长2m ，b ⨯h =350mm ⨯350mm ，配有4φ25的纵筋， f c =15N/mm 2，f y '=250N/mm 2，E s =1.96⨯105N/mm 2，ε0=0.002，试问：

（1）压力加大到多少时，钢筋将屈服？此时柱长缩短多少？

（2）该柱所能承担的最大轴压力为多少？

3-7 已知某多层房屋中柱的计算高度为4.2m，f y'=310N/mm2，f c=10N/mm2，轴向压力为700kN，柱子截面为b⨯h=250mm⨯250mm，试确定纵筋数量。

3-8 某轴心受压柱，柱计算高度4.7m，混凝土棱柱体抗压强度f c=10N/mm2，配置纵筋4φ20，f y'=310N/mm2，试求：

（1）当截面尺寸为300mm⨯300mm时，该柱所能承受的轴力；

（2）当截面尺寸为250mm⨯250mm时，该柱所能承受的轴力。

3-9 轴心受压螺旋筋柱，直径450mm，柱的计算高度为l0=3.5m，混凝土棱柱体抗压强度f c=10N/mm2，配置纵向钢筋8φ22，f y'=210N/mm2，轴向压力为2500kN。若螺旋箍筋的屈服强度为f y=210N/mm2，试确定螺旋箍筋的数量。

3-10 轴心受压螺旋箍筋柱，直径500mm，计算长度l0=4.0m，f c=10N/mm2，纵筋选用6φ22，f y'=310N/mm2，螺旋箍筋选用φ10@50，f y=210N/mm2，试求该柱的极限抗压承载力。

3-11 其他条件同3-10，但螺旋箍筋选用φ8@80，试求该柱的极限抗压承载力。