(完整版)6轴心受压构件的强度计算(答案)

1、第六章 轴心受压构件的强度计算一、填空题1 、按照构件的长细比不同，轴心受压构件可分为（）和（ ）两种。2、纵向受力钢筋沿圆周均匀布置，其截面面积应不小于螺旋形或焊接环形箍筋圈内混凝土核芯截面面积的（ ），构件核芯混凝土截面面积应不小于整个截面面积的（ ）。3、桥规规定，螺旋箍筋的间距应不大于核芯混凝土直径的（），亦不大于（ ），也不宜小于（ ），以利于混凝土浇筑。4、为了更好地发挥螺旋箍筋的作用， 桥规规定，螺旋箍筋换算截面面积As0 应不小于纵向受力钢筋截面面积的（ ）。二、选择题1、配有纵向钢筋及螺旋箍筋或焊环形箍筋的箍筋柱, 称为 （）A、螺旋箍筋柱；B 、普通箍筋柱2、 螺旋箍筋柱截

2、面形式一般多做成 （ ）A、圆形或多边形；B、矩形或方形。3、 当构件承受的纵向拉力作用线与构件截面重心轴线相重合时，此构件称为（）A、轴心受拉构件；B、偏心受拉构件4、钢筋混凝土受拉构件需配置纵向钢筋和箍筋 , 箍筋直径应不小于 （ ）A、 6mm；B 、 8mm；C 、 12mm三、简答题1、轴心受压构件的承载力主要由混凝土承担，布置纵向钢筋的目的是什么？2、螺旋箍筋柱应满足的条件有哪些？3、钢筋混凝土受压构件配置箍筋有何作用？对其直径、间距和附加箍筋有何要求？4、钢筋混凝土轴心受拉构件在进行正截面承载能力计算时有哪些基本假定？5、螺旋箍筋柱为何又称间接配筋？6、轴心受压构件按其配筋形式不

3、同，可分为哪两种基本形式？四、计算题1 、有一现浇的钢筋混凝土轴心受压柱，柱高5m底端固定，顶端铰接。承受的轴力组合设计值Nd=620kN，结构重要性系数0=1.0。拟采用C20混凝土，fcd=9.2MPa, R235钢筋，f' sd=l95MPa试设计柱的截面尺寸及配筋。2、有一现浇的圆形截面柱，直径d=500mm柱高L=5m,两端按铰结计算。承受的轴向力组合设计值Nd=4074kN,结构重要性系数0=1.0。拟采用C30混凝土，fcd=13.8MPa；纵向钢筋采用HRB335钢筋，f sd=280MPa箍筋采用R235钢筋，fsd=195MPa试选择钢筋。答案一、填空题1、短柱；长

4、柱2、0.5%； 2/33、1/5 ； 80mm 40mm4、25%二、选择题1、 A； 2、A； 3、A； 4、B三、简答题1、纵向钢筋为对称布置， 轴心受压构件的承载力主要由混凝土承担，布置纵向钢筋的目的是为了：（a）柱中的纵向钢筋用来协助混凝土承担压力，以减小截面尺寸；（b）用以增强对意外弯矩的抵抗能力；（c）防止构件的突然破坏。2、 螺旋箍筋柱截面形式一般多做成圆形或多边形，仅在特殊情况下才采用矩形或方形。（1 ）螺旋箍筋柱的纵向受力钢筋为了能抵抗偶然岀现的弯矩，其配筋率应不小于箍筋圈内核心混凝土截面面积的0.5% ，构件的核心截面面积应不小于构件整个截面面积的2/3。但配筋率也不宜大

5、于3% 一般为核心面积的0.8%1.2%之间。（2）纵向受力钢筋的直径要求同普通箍筋柱，但为了构成圆形截面，纵筋至少要采用6根，实用根数经常为 68根，并沿圆周作等距离布置。箍筋太细有可能引起混凝土承压时的局部损坏，箍筋太粗则又会增加钢筋弯制的困难，螺旋筋的常用直径为不应小于纵向钢筋直径的1/4，且不小于8 mm螺旋箍筋或环形箍筋的螺距S （或间距）应不大于混凝土核心直径dcor的1/5 ；且不大于80mm为了保证混凝土的浇筑质量，其间距也不宜小于40mm3、纵向受力钢筋必须采用箍筋加以固定，设置时应考虑防止纵筋在任何方向压曲；箍筋的间距S和直径d必须满足下列规定：一 1S < 15d

6、（纵向受钢筋直径），或S wb，或S < 400 mm, d k > d。4当被箍筋固定的纵向受力钢筋的配筋率>3%时，箍筋间距应不大于主筋直径的10倍，且不大于200mm4、根据钢筋混凝土轴心受拉构件破坏特征，在进行正截面承载能力计算时假定：（1）混凝土退岀工作，轴心拉力全部由钢筋承担；（2）破坏时钢筋应力都达到钢筋抗拉强度设计值fsd5、配置有纵向钢筋和密集的螺旋形或焊接环形箍筋的柱子承受轴向压力时，包围着混凝土核芯的螺旋形箍筋（或焊接环形箍筋），犹如环筒一样，阻止核芯混凝土的横向变形，使混凝土处于三向受力状态，因而大大提高了核芯部分混凝土的抗压3螺旋箍筋柱又称为间接配筋

7、柱6、（ 1）配有纵向钢筋及普通箍筋的轴心受压构件，称为普通箍筋柱；（2）配有纵向钢筋和密集的螺旋箍筋或焊接环形箍筋的构件，称为螺旋箍筋柱四、计算题1、解：设p =0.01，暂取 =1,由公式（7-4 ）求得柱的截面面积°Nd°.9 ( fcdfsd)261783.7 mm1.0 620 1030.95(9.2 195 0.01)选取正方形截面，b J61783.7 248.5 mm取b=250mm因截面尺寸小于300mm混凝土的抗压强度设计值应取f cd=0.8 X 9.2=7.36MPa°柱的计算长度 L°=0.7L=0.7 X5000=3500mm

8、 Lo/b =3500/250=14，查表 7-1 得， =0.92所需钢筋截面面积由公式(7-2 )求得：As0Nd0.9fcd A0.9 fsd32620 100.9 0.92 7.36 2500.9 0.92 19521481mm选8_16,供给的钢筋截面面积 A's=1608mm,实际的配筋率=1608/250250 = 0.0257 <max = 0.05钢筋布置见图,箍筋选 8，间距 S=200mm < 15d=15X 16=240mm柱的配筋应该指岀，在上述配筋中，为满足构造要求和简化施工，选取了承载能力为8_16,供给的钢筋截面面积较需要值大10%柱的实际N

9、du=0.9 X (f cd A+f sdA's)=0.9 X 0.92(7.36 X250 2+195X1608)=640.5 X 10 N=640.5kN> 0 N d =620kN单就满足所需钢筋截面面积来说，上述配筋亦可选取4 16+4 14,供给的钢筋截面积为 A's=804+616=1420mm与需要值基本相等。但是16和14两种钢筋直径相差太小， 在工地上不易分辨，很容易搞错，从施工角度看，这一配筋方案是不可取的。2、解：首先按普通箍筋柱设计。柱的计算长度L°=L=5000mm, L°/d =5000/500= 10，由表7-1查得 =0

10、.96。由公式（7- 3）求得所需钢筋截面面积:A 0Nd 0.9 fcdA0.9 fsd324074 100.9 0.96 13.8 3.14 500 /40.9 0.96 2807168mm2配筋率71683.1420 0365，此配筋率偏大，并因L0/d=10<12,可以采用配置螺旋箍筋提高柱的承500 4'载能力，改为按螺旋箍筋柱设计。假设按混凝土全截面计算的纵向钢筋配筋率0.025 ,则得纵向钢筋截面面积As=0.025 X3.14 X500 2/4=4908mni，选择13© 22,供给钢筋截面面积 A's=4941mrri混凝土的保护层取 25mm

11、则得柱的核芯直径设表面面积,dco=d 2 X 25=500-2 X 25=450mm2 2如 比迴 158962.5mm 2然后,按公式求得所需螺旋箍筋的换算截面面积A0Nd°.9(fcdAcorfsdAs)Aso0.9kfsd式中：fsd为螺旋箍筋的抗拉强度设计值，螺旋箍筋采用R235钢筋，fsd=195MPa对C30混凝土取k=2,代入上式后得:Aso4074 1030.9(13.8 158962.5280 4941)0.9 2 19522434.6mmAo=2434.6mm>0.25 A s=0.25 X 4941=1235mni，满足构造要求。螺旋筋选取© 10,单肢螺旋筋的截面面积A so1=78.5mnt螺旋筋的间距可由公式（7-6 ）求得:2432.4Sdcor Aso1314 450 78.5 45 6 m