学士钢结构设计答辩资料

钢结构资料5．偏心受压构件破坏形态及其特征如何？答：根据已经做过的大量偏心受压构件的试验，可以把偏心受压构件按其破坏特征归纳为两类情况。大偏心受压(受拉破坏)当偏心距较大且受拉钢筋配置适量时，构件在轴向力作用下，截面部分受拉部分受压，首先受拉区出现垂直轴线的横向裂缝，随着轴向力的不断增加，受拉钢筋的应力首先达到屈服强度，钢筋屈服后的塑性变形，将使裂缝明显加宽并进一步向受压一侧延伸，从而导致受压区面积减小，受压区混凝土的压应变逐渐增大，最后混凝土压应变达到极限压应变而被压碎，构件破坏。这种破坏形态在破坏前有明显小偏心受压破坏(受压破坏)当偏心距较小，或虽偏心距较大，但受拉钢筋配置数量较多时，截面大部分受压而少部分受拉。当轴向力增加到一定程度时，受拉区出现横向裂缝，构件破坏时中和轴距受拉钢筋较近，钢筋中的拉应力较小，受拉钢筋达不到屈服强度，受压区混凝土的压应变达到极限压应变，受压钢筋应力达到抗压屈服强度。当偏心距很小时，截面全部受压。一般是靠近轴向力一侧的压应力较大，构件的破坏时该侧的混凝土先被压碎，受压钢筋应力达到屈服强度，压应力较小一侧的钢筋压应力通常达不到屈服强度。上述小偏心受压情况，破坏时的应力状态虽有所不同，但破坏特征却相似，即构件的破坏是由受压区混凝土的压碎引起的，破坏时，压应力较大一侧的受压钢筋的压应力达到屈服强度，而另一侧的钢筋不论受拉还是受压，其应力一般都达不到屈服强度。这种破坏没有明显的预兆，属脆性破坏。综上可知，大偏心受压与小偏心受压破坏形态的相同之处是截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到其极限压应变而被压碎；不同之处在于截面受拉部分和受压部分谁先发生破坏，前者是受拉钢筋先屈服，所以又称为“受拉破坏”；此种破坏形态类似于受弯构件正截面适筋破坏。而后受压区混凝土被压碎；后者是受压区混凝土先被压碎，所以又称为“受压破坏”；此种破坏形态类似于受弯构件的正截面超筋破坏。6．何谓“界限破坏”？如何根据界限相对受压区高度判别大小偏心受压破坏？答：大偏心受压破坏形态与小偏心受压破坏形态之间存在着一种界限破坏状态，其主要特征是在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时，受压区混凝土达到极限压应变被压碎，称之为“界限破坏”。按平截面假定，可以推出受拉钢筋达到屈服与压区混凝土达到极限压应变同时发生时的界限相对受压区高度的计算公式当≤时，属于大偏心受压破坏；当＞时，属于小偏心受压破坏。 7．非对称配筋在截面设计时，如何判别构件属于大偏心受压还是小偏心受压？茅答：特非对称配筋奴在截面设计时寻，首先要判别材构件属于大偏戚心受压还是小周偏心受压，以抹便采用不同的袋方法进行配筋捐计算。在计算袋之前，由于钢轻筋截面面积然和铺为未知数，构肥件截面的混凝惧土相对受压区杨高度符将无法计算，痒因此，无法利移用栋判别截面类型赏，实际设计时穴可根据偏心距唯大小来判别。暴(乡1)骤妻当歼＞想0.3将h近0役时，可按大偏附心受压构件设岗计；歼(颂2)迹帖当帅≤克0.3愈h刚0征时，可按小偏丰心受压构件设况计。温但应注意这是忙设计采用的初苍判条件，最后姥尚应用当亡≤距时为大偏心受白压，当惊＞对时为小偏心受士压进行核准。鹅对于否l慢0副/h初≤琴8拼的矩形截面短渡柱，可不考虑柳纵向弯曲的影屿响，取躲=偷1茧；对于鸦l泳0纤/h柱＞俩3监0尺的细长柱，嗓其破坏已从材扩料破坏转变为程失稳破坏，因埋此不能再按材掉料破坏的业性质手研究其承载力惯问题。明8僻．在对称配筋奶时如何护判别大、小偏始心受压构件快？各答：绞大、小偏心受森压构件的判别星将忠、葱代入大偏心受录压构件基本公清式中，可得捆饿霞森迎妙沫众刮嫩当路时，为大偏心青受压构件；寇当沫时，为小偏心絮受压构件。系随9志．何谓肥N贷u堪—页M饶u沾相关曲线？咳N盘u豆—假M紧u舅相关曲线有何伴特点？通常考来虑哪些组合作蒜为最不利组合军？植答：势偏心受压构件夺的截面承载力慈不仅取决于截砖面尺寸和材料骨强度等级，而抬且还取决于内碍力察M牛和蓝N沙的相对大小。铃对于给定截面框、材料强度和址配筋的偏心受排压构件，达到捎承载能力极限灯状态时，截面海配筋承受的压魄力卡和弯矩零是相互关联的魂，亦即给定轴邻力零N释时，有唯一对掉应的弯矩竭M烦，或者说构件蛾可以在不同的显N将和闭M毁组合下达到极戴限状态。在进稀行构件截面配质筋时，往往要狮考虑多种内力井组合，研究丽N缝和塘M悟的对应关系可缎以判断出哪些泄内力组合对截题面起控制作用串，从而选择最氧危险的内力组津合进行配筋设斜计。雄N籍u达—叫M姑u鼻相关曲线反映唉了钢筋混凝土灭受压构件在压放力和弯矩共同判作用下正截面略承载力的规律驰，具有以下特敌点：好（决1润）当弯矩为零乘时，轴向承载钳力危N滚u趣达到最大，即得为轴心受压承耍载力叨N前0百，对应颠图咐5-2孙0贼中的椒C漂点；当轴力为帮零时，构件为悄纯弯曲时的承慈载力亩M卷u桌，对应梯图寨5-2慌0株中的糕A朝点。惑（庙2漆）曲线上任意梯一点的坐标（匆N婆u蹈、付M趋u熄）代表此截面疲在该内力组合何下恰好达到承武载能力极限状匙态。如果作用尝于截面上的内寸力（皮、功）坐标位于馆图灌5-2穷0砖中曲线的内侧缎（如风d纲点），说明该茅点对应的内力所作用下未达到脱承载力极限状城态，是安全的蝴。若位于曲线航外侧（如慎e轮点），则表明另截面在该点对刚应的内力作用仁下承截力不足假。讲（萌3皂）大偏心受压代时，援N甚u振随悠M叹u加的增大而增大锻，亦即积值相同，则武愈大愈安全，崖愈小愈危险。六小偏心受压时数，治N西u啄随蛛M营u之的增大而减小康，亦即证值相同，私愈大愈危险，副愈小愈安全。务（茎4型）如果截面尺清寸和材料强度致保持不变，桑N荡u召—称M辰u桨相关曲线随配兽筋率的增高而齿向外侧增大。均（特5擦）对称配筋截腊面，界限破坏侦时的轴力期M认b辞只与材料和截渐面有关，与配隙筋率无关，而羊M躁b屑随配筋率的增纵加而增大。植在实际工程中蛙，偏心受压构意件的同一截面厉可能会遇到许丑多种内力组合卖，有的组合使猾截面大偏心受反压，有的组合匹会使截面小偏全心受压，理论箩上常考虑以下枪组合作为最不痛利组合：（1）；（2）；（3）。栗在实际设计中荒，应利用煌N油u穗—辜M钟u睛的关系曲线选偷择其中最危险少的几种情况进晃行设计计算。下针1税0物．何谓对称配热筋？存偏心受压构件锈在什么情况可亲采用对称配筋县？称答：懂对称配筋是不系对称配筋的一沉种特殊情况。泊所谓对称配筋捡是指截面两侧剥的配筋相同或，即拿，粮。牲在实际工程中旦，偏心受压构社件在各种不同勿荷载梢(赠风荷载、地震催作用、竖向荷晶载凉)低作用下，在同菌一截面内可能越分别承受正负萝号的弯矩，即励截面在一种荷勉载组合下为受锹拉的部位，在构另一种荷载组简合下变为受压疑。当正负弯矩等值数值相差不躬大或即使相反红方向的弯矩值柜相差较大，但盾按纵向钢筋用计量相差不多时无，均宜采用对闲称配筋。装配僵式柱为了保证乏吊装时不会出沉错，一般采用锻对称配筋。命1风1畏．感为什么小偏心亲受压构件除弯尼矩作用平面应美进行承载力计绑算外，一般还孙需要验算垂直层于弯矩作用平炼面的轴心受压判承载力？此时垮纵向弯曲的影圈响如何考虑？口答：无论是截抬面设计或截面纯承载力复核，轧小偏心受压构岗件，除了在弯烧矩作用平面内宰按偏心受压计赚算外，还要验观算垂直于弯矩核作用平面的轴乌心受压承载力源。此时，应考涉虑范值，并取南b桶作为截面高度由。版混凝土结构、誓素混凝土结构甜、钢筋混凝土秃结构和预应力麦混凝土结构围混凝土结构：荷以混凝土为主犁要材料制成的橡结构，包括素象混凝土结构、手钢筋混凝土结畅构和预应力混粉凝土结构等铸素混凝土结构怜：由无筋或不础配置受力钢筋逼的混凝土制成装的结构羞钢筋混凝土结做构：由配置受连力钢筋的混凝况土制成的结构慧预应力混凝土酒结构：由配置碎受力的预应力呢钢筋通过张拉医或其他方法建耳立预加应力的挎混凝土制成的充结构贡钢筋混凝土结咬构的特点割一般情况下，尺钢筋混凝土是跟以混凝土承受册压力、钢筋承蝶受拉力，利用万了混凝土的高构抗压性能和钢增筋的高抗拉性舞能及良好的塑启性，相对于素犯混凝土结构可匀以大大提高其崭承载力，技术省经济效益显著枪；有时候，钢抛筋也可以用来悟协助混凝土受饺压，以便减少森截面尺寸牲混凝土和钢筋灿的有机搭配、夺协调工作还可惠以使构件的破条坏性质也得到灭改善，使破坏耕呈延性特征，忧有明显的裂缝付和变形发展过巨程，即有明显狂的破坏预兆战钢筋和混凝土棍能够共同工作朋的主要原因师钢筋与混凝土芹之间存在有良乎好的粘结力，慧能牢固地形成钉整体，保证在顽荷载作用下，兆钢筋和外围混减凝土能够协调跌变形，相互传促力，共同受力钻钢筋和混凝土越两种材料的温逝度线膨胀系数掠接近（钢材为示1.2吐×令10声-5营，混凝土为灯(技1.0~1.穴5)轿×臂10身-5这），当温度变寺化时，两者间兰不会产生很大李的相对变形而停破坏它们之间刷的结合至钢筋混凝土结缝构的主要优点合理用材耐久性好耐火性好可模性好整体性好易于就地取材寒钢筋混凝土结虽构的主要缺点自重偏大抗裂性差报施工比较复杂进，工序多铸施工受季节、驳天气的影响较膀大亦新老混凝土不粮易形成整体撤建筑用钢筋的黑分类遍按化学成分：谢碳素钢；普通碰低合金钢塘按表面形状：袜光面钢筋；带创肋钢筋奉按加工工艺：私热轧钢筋；冷球加工钢筋；热晴处理钢筋；高泉强钢丝和钢绞井线龙按加工工艺划胆分的结构用钢宁筋的细分类偷热轧钢筋：马I廉级钢筋（相当阿于吼HPB235昂）；深II斧级钢筋（相当止于抚HRB335雅）；堵III枝级钢筋（相当忆于摔HRB400身和祸RRB400荷）哀；济Ⅳ歪级钢筋（低合疯金钢何40Si2M字nV隶等）皮冷加工钢筋：讨冷拉钢筋；冷淘轧带肋钢筋热处理钢筋偿高强钢丝和钢半绞线：碳素钢类丝；刻痕钢丝壳；螺旋肋钢丝厘；钢绞线座按力学的基本秘性能划分的结微构用钢筋的细搬分类及其特点忠软钢（热膏轧扭Ⅰ背、才Ⅱ番、探Ⅲ喂、窑Ⅳ缝级钢筋）：软叹钢从开始加载伴到拉断，有四肯个阶段，即弹治性阶段、屈服卖阶段、强化阶害段与破坏阶段浊硬钢（热处理纠钢筋及高强钢单丝）：强度高驾，但塑性差，第脆性大。从加喝载到突然拉断歼，不像软钢那诉样有明显的阶丝段，基本上不脾存在屈服阶段屿（流幅）振冷拉钢筋：钢混筋冷拉后，屈较服强度提高，蠢但伸长率减小颤，塑性性能降民低，也就是钢灿材性质变硬变丑脆了。为了增酸加强度又保证坐钢筋有一定的蹈塑性，应选择赤合适的赢k山点，即选择合茅适的冷拉控制长应力和冷拉伸凭长率进行冷拉逝控制。钢筋冷壮拉后，只提高辉抗拉强度，其咽抗压强度并没松有提高，不应剩把冷拉钢筋用望作受压钢筋拔对结构用钢筋揪力学性能的要比求怒具有一定的强曲度（屈服强度蕉和抗拉强度）戴，应适当采用拿较高强度的钢蓬筋，以获得较郊好的经济效益痛具有足够的塑匹性（伸长率和寿冷弯性能），面以使结构获取缩较好的破坏性众质师具有良好的焊艺接性能，保证酱钢筋焊接后不骗产生裂纹及过新大的变形键钢筋和混凝土融之间应有足够纷的粘结力，能粱够保证两者共渡同工作早结构用钢筋的悔一般选用原则庄普通钢筋混凝幕土结构宜采用井热甚轧堤Ⅰ击、光Ⅱ测、执Ⅲ宏级钢筋主预应力混凝土判结构宜采用高我强钢丝、钢绞填线和热处理钢南筋，也可采用抱冷堡拉容Ⅱ裤、孔Ⅲ齿、怕Ⅳ奖级钢筋堂混凝土的强度岁指标父立方体抗压强扭度堡f肤cu现：我国规范规吨定以边长为令150mm婶×挤150mm辈×效150mm街的标准立方体卷试块，在标准贸条件下（温度挣20恼±宿3填℃年，相对湿吼度刺≥垄90赴％的潮湿空气采中）养护开28巾天，用标准试腥验方法，试块锄表面不涂润滑姐剂，全截面受烦力测得的抗压复强度，称为立连方体抗压强度翻f由cu娱思规范还规定具茎有第95额％保证率的立川方体抗压强度隐称为混凝土抗梯压强度标准值嗓，用支f天cuk元表示，并以此悟划分混凝土的割强度等级，以懂符号膨C孤表示，单位为口N/mm雹2阳（也可记作妹MPa您）塘棱柱体抗压强食度果f洞c格：由唐150mm士×涛150mm蔬×仰300mm昼的棱柱体试件董，所测得的抗怨压强度称为棱胸柱体抗压强度约f奔c排轴心抗拉强度份f瓦t喷：测定方法为膝直接拉伸法和矛劈裂法眼试件尺寸对测晕试强度影响的各原因间燥由于边界条件默（试验机压板或与试件表面不养涂润滑剂而产分生相互摩擦）嚷限制了试件的迟横向变形，使扮其裂缝不易发顽展，试件越小症，约束越大，菊强度就越高；畜反之则相反。圈这实际也反映谈了应力状态对羽强度的影响寇混凝土破坏的耕主要原因讲混凝土的破坏井是组成混凝土建的材料的内部防薄弱结合状态兔（界面裂缝）栗造成的，即骨炉料和水泥石的慕结合面上存在驰的界面裂缝不霸断扩展和延伸集造成的巨混凝土的弹性宰模量、变形模稠量及其关系布弹性模量购E墨c妖：一般把过原茧点的切线的斜锣率作为混凝土换的弹性模量，智也称初始弹性区模量蚊变形模量易E馒c眠‘惊：应锄力臂σ葛C英较大时的混凝树土应力与应变明之比称为变形杜模量，也称弹知塑性模量衬太变形模量袄Ec攻＇与弹性模量种Ec针的关系可用弹巩性系近数沈ν侮表示：刻Ec浇＇便=已ν杯Ec晴10兵．混凝土的受渣压极限应变、议受拉极限应变麻极限压应变：灶均匀受压时挠，贡ε细cu隶=0.002丑；非均匀受压朴时分，掉ε寒cu箩=0.003茶3炮极限拉应变：吗一般耍取勾ε拨tu债=0.000泛1纲～妹0.0001陪5开11筋．影响徐变的丧主要因素内部因素环境影响应力条件加荷龄期围12愤．影响收缩的拴主要因素可收缩应变的大尽小与混凝土的瓣组成、配比、扮养护条件等关钱系很大。水泥家用量多，水灰预比大，振捣不障密实，干燥环达境下养护，构刺件外露表面积酿大等，都会使票收缩应变增加夏；反之则减小有13哥．钢筋与混凝取土的粘结力的惠三个组成部分掠胶结力：