鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力計算

1、鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件第四章第四章 鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力計算鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力計算鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章4.1 4.1 概述概述軸心受壓構(gòu)件：軸心受壓構(gòu)件：軸向壓力的作用線與構(gòu)件截面形心軸線相重合的構(gòu)件。軸向壓力的作用線與構(gòu)件截面形心軸線相重合的構(gòu)件。N如圖：如圖：建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章偏心受壓構(gòu)件：偏心受壓構(gòu)件：是指縱向力是指縱向力N N作用線偏離構(gòu)件軸線或作用線偏離構(gòu)件軸線或同時作用軸力及彎矩的構(gòu)件。同時作用軸力及彎矩的構(gòu)件

2、。 單向偏心受壓構(gòu)件單向偏心受壓構(gòu)件（圖a） 雙向偏心受壓構(gòu)件雙向偏心受壓構(gòu)件（圖b）建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章軸心受壓：軸心受壓：桁架受壓腹桿，框架內(nèi)柱桁架受壓腹桿，框架內(nèi)柱注：但現(xiàn)實中理想的軸心受力構(gòu)件不存在，但是，注：但現(xiàn)實中理想的軸心受力構(gòu)件不存在，但是，在設計中，可以近似的簡化為軸心受力構(gòu)件計算。在設計中，可以近似的簡化為軸心受力構(gòu)件計算。建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章AfAfNy cs 9 . 0A f AfNy cs 9 . 01.1.配有普通箍筋的軸心受壓短柱配有

3、普通箍筋的軸心受壓短柱4.2 4.2 軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算AfAfNycs思考：短柱破壞時，混凝土與鋼筋思考：短柱破壞時，混凝土與鋼筋都能達到極限應力強度都能達到極限應力強度建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章1 1）受力分析及破壞特征）受力分析及破壞特征柱柱(受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件)l0/i 28 l0/b 8l0/i 28短柱短柱 長柱長柱2 2、短柱、長柱的定義：、短柱、長柱的定義：AIi建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章3.3.穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)P61P61

4、建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章4 4、建筑工程中、建筑工程中軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)正截面承載力計算正截面承載力計算一般公式為：一般公式為：AfAfNycs9 . 0A 截面面積：當r 0.03時A=AAs式中：式中：建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件條件條件:配筋需滿足構(gòu)件要求配筋需滿足構(gòu)件要求鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章（1）截面設計）截面設計初步估算截面初步估算截面

5、A，假設，假設求穩(wěn)定系數(shù)；求穩(wěn)定系數(shù)；確定縱筋面積；確定縱筋面積；驗算配筋率。驗算配筋率。AfAfNycs9 . 0)%25 . 0 (, 1r)(9 . 0ycffNA r%3 ,minmaxrr%2,2500%5 . 1,2000%1,1500rrrKNNKNNKNN建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件5、承載力的計算方法、承載力的計算方法鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章AfAfNycs9 . 0驗算配筋率；驗算配筋率；求穩(wěn)定系數(shù)；求穩(wěn)定系數(shù)；確定柱截面承載力。確定柱截面承載力。%3 ,minmaxrr建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件（2）截面復核）截面復核鋼筋

6、混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章6 6、構(gòu)造要求：、構(gòu)造要求：(1)(1)材料材料A.A.混凝土強度對受壓構(gòu)件的承載力影響較大，混凝土強度對受壓構(gòu)件的承載力影響較大，故宜采用強度等級較高的混凝土；故宜采用強度等級較高的混凝土；B.B.鋼筋與混凝土共同受壓，如鋼筋的強度過高鋼筋與混凝土共同受壓，如鋼筋的強度過高（高于（高于0.002Es0.002Es），則不能充分發(fā)揮其作用，故），則不能充分發(fā)揮其作用，故不宜選用高強度鋼筋作受壓鋼筋。不宜選用高強度鋼筋作受壓鋼筋。建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章（2 2）截面形式）截面形式A.A.軸心

7、受壓構(gòu)件以方形為主，根據(jù)需要也會采用矩軸心受壓構(gòu)件以方形為主，根據(jù)需要也會采用矩形，圓形截面或正多邊形截面；形，圓形截面或正多邊形截面；B.B.截面的最小邊長不宜小于截面的最小邊長不宜小于250mm250mm，構(gòu)件的長細比，構(gòu)件的長細比l/bl/b一般為一般為1515左右，不宜大于左右，不宜大于3030。建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章縱向鋼筋作用縱向鋼筋作用:幫助混凝土承擔壓力防止混凝土幫助混凝土承擔壓力防止混凝土出現(xiàn)突然的脆性破壞，并承受由出現(xiàn)突然的脆性破壞，并承受由于荷載的偏心而引起的彎矩于荷載的偏心而引起的彎矩（3 3）縱向受力鋼筋

8、）縱向受力鋼筋建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章A.A.縱向受力鋼筋直徑縱向受力鋼筋直徑d d不宜小于不宜小于12mm12mm，為方便施工，為方便施工宜選用較大直徑的鋼筋，以減小縱向彎曲，并防宜選用較大直徑的鋼筋，以減小縱向彎曲，并防止在臨近破壞時鋼筋過早壓屈。圓柱中縱向鋼筋止在臨近破壞時鋼筋過早壓屈。圓柱中縱向鋼筋的根數(shù)不宜少于的根數(shù)不宜少于8 8根，且不應少于根，且不應少于6 6根；根；B.B.全部縱向鋼筋的全部縱向鋼筋的配筋率不宜超過配筋率不宜超過5%5%；C.C.受力鋼筋應沿截面周邊均勻布置，受力鋼筋應沿截面周邊均勻布置，鋼筋凈間距鋼

9、筋凈間距不應小于不應小于50mm50mm，鋼筋中距亦不應大于，鋼筋中距亦不應大于300mm300mm，混凝，混凝土保護層最小厚度一般為土保護層最小厚度一般為25mm25mm；D.D.柱中全部縱筋的柱中全部縱筋的配筋率不小于配筋率不小于0.6%0.6%，三級不小，三級不小于于0.55%,0.55%,四級不小于四級不小于0.5%0.5%。C60C60以上混凝土，配筋以上混凝土，配筋率不小于率不小于0.7% 0.7% 。建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章箍箍 筋筋 作作 用用:與縱筋組成空間骨架，減少縱筋與縱筋組成空間骨架，減少縱筋的計算長度因而避

10、免縱筋過早的的計算長度因而避免縱筋過早的壓屈而降低柱的承載力壓屈而降低柱的承載力（4 4）箍筋）箍筋建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章A.A.應當采用應當采用封閉式箍筋封閉式箍筋，以保證鋼筋骨架的整體，以保證鋼筋骨架的整體剛度，并保證構(gòu)件在破壞階段箍筋對混凝土和縱剛度，并保證構(gòu)件在破壞階段箍筋對混凝土和縱向鋼筋側(cè)向約束作用；向鋼筋側(cè)向約束作用；B.B.箍筋的間距箍筋的間距s s不應大于橫截面短邊尺寸，且不不應大于橫截面短邊尺寸，且不大于大于400mm400mm，同時不應大于，同時不應大于15d15d（d d為縱向鋼筋的為縱向鋼筋的最小直徑）；

11、最小直徑）；C.C.箍筋采用熱軋鋼筋時，其箍筋采用熱軋鋼筋時，其直徑不應小于直徑不應小于6mm6mm，且不小于間且不小于間d/4d/4；采用冷拔低碳鋼絲時應小于；采用冷拔低碳鋼絲時應小于5mm5mm和和d/5d/5（d d為縱向鋼筋的最大直徑）；為縱向鋼筋的最大直徑）；建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章F.F.配有螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋柱配有螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋柱, ,如計算中考如計算中考慮間接鋼筋的作用慮間接鋼筋的作用, ,間接鋼筋的間距不應大于間接鋼筋的間距不應大于80mm80mm及及d dcorcor/5,/5,且不宜小于且不宜小

12、于40mm40mm。D.D.當柱每邊的縱向受力鋼筋不多于當柱每邊的縱向受力鋼筋不多于3 3根（或當柱短根（或當柱短邊尺寸邊尺寸b b小于小于400mm400mm而縱筋不多于而縱筋不多于4 4根）根）時，可以采時，可以采用單個箍筋；否則應采用復合箍筋；用單個箍筋；否則應采用復合箍筋；E.E.當柱中全部縱向受力鋼筋當柱中全部縱向受力鋼筋配筋率超過配筋率超過3%3%時時，箍，箍筋直徑不宜小于筋直徑不宜小于8mm8mm，且應焊接成封閉環(huán)式，其間，且應焊接成封閉環(huán)式，其間距不應大于距不應大于10d10d（ d d為縱向鋼筋的最小直徑），且為縱向鋼筋的最小直徑），且不應大于不應大于200mm200mm；建

13、筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章軸心受壓構(gòu)件配筋：軸心受壓構(gòu)件配筋：縱向鋼筋縱向鋼筋+箍筋箍筋螺旋箍筋普通箍筋螺旋配箍螺旋配箍普通配箍普通配箍箍筋種類箍筋種類: 4.3. .配螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件配螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章破壞特征：破壞特征：建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章fc1 = fc + 4s sc配置了間距較密的螺旋箍筋或焊接圓環(huán)箍的配置了間距較密的螺旋箍筋或焊接圓環(huán)箍的軸心受壓柱，其核心混凝土的

14、抗壓強度可按軸心受壓柱，其核心混凝土的抗壓強度可按三向受壓時的強度考慮，可?。喝蚴軌簳r的強度考慮，可取：式中：式中： sc-螺旋箍筋或焊接圓環(huán)箍對混凝土產(chǎn)螺旋箍筋或焊接圓環(huán)箍對混凝土產(chǎn)生的被動側(cè)向壓壓力。生的被動側(cè)向壓壓力。建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章cor1ssy2dSAfcscor0ssy2AAfcs假設箍筋拉應力達到屈服強度，則從圖假設箍筋拉應力達到屈服強度，則從圖2-112-11的的平衡條件：平衡條件：SAdA1sscorss0sdsddAfcorccorcssyss2cos22201可得：可得：建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝

15、土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章螺旋箍筋間距。核心混凝土直徑；螺旋箍筋的截面面積；）（箍筋換算面積；核心混凝土面積箍筋抗拉強度設計值；sdAAsdAAdAAfcorsssscorssossodorcorcory112/4/式中：式中：建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章)2(9 . 0ssoySycorcAfAfAfNSAdA1sscorss0（4-74-7）建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章的折減系數(shù)。間接鋼筋對混凝土約束向的間距；間接鋼筋沿構(gòu)件軸線方間的距離；間接鋼

16、筋內(nèi)表面之構(gòu)件的核心截面直徑：間接鋼筋的截面面積；螺旋式或焊接環(huán)式單根鋼筋的換算截面積；螺旋式或焊接環(huán)式間接的混凝土面積；間接鋼筋內(nèi)表面范圍構(gòu)件核心混凝土面積：采用；計值，按附表間接鋼筋的抗拉強度設sdAAAfcorssssocory132建筑工程與藝術(shù)設計學院鋼筋混凝土CAI課件鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算第三章按式（按式（4-74-7）算得的構(gòu)件承載力設計值不應大于按）算得的構(gòu)件承載力設計值不應大于按（4-34-3）式算得的構(gòu)件承載力設計值的）式算得的構(gòu)件承載力設計值的1.51.5倍，此倍，此外，當遇到下列任何一種情況時，不應計入間接外，當遇到下列任何一種情況時，不應計入間接鋼筋的影響，應按（鋼筋的影響，應按（4-34-3）式計算：）式計算：（1 1）當）當l l0 0/d12/d12時；時；（2 2）當按（）當按（4 47 7）計算的受壓承載力小于按）計算的受壓承載力小于按（4 43 3）算得的受壓承載力時；）算得的受壓承載力時；（3 3）當間接鋼筋的換算面積）當間接鋼筋的換算面積AssoAsso小