鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算(4)ppt課件

1、第第3 3章章 鋼筋混凝土軸心受力鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力構(gòu)件正截面承載力 混凝土結(jié)設(shè)計根本原理教師：張茂雨教師：張茂雨了解軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的受力全過程； 掌握軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件正截面掌握軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算方法；承載力的計算方法；熟習(xí)軸心受力構(gòu)件的構(gòu)造要求。熟習(xí)軸心受力構(gòu)件的構(gòu)造要求。本章重點本章重點理想的軸心受力構(gòu)件在實踐工程中其實并不存在。理想的軸心受力構(gòu)件在實踐工程中其實并不存在。(軸壓)軸線NN軸線(軸拉)NN1.概概 述述壓壓壓拉拉工程實例工程實例1.概概 述述NtNtNtcrNtcrNt Nt 實實驗驗景景象象2.軸心受拉軸心受

2、拉2.1 2.1 受力過程及破壞特征受力過程及破壞特征2.1 2.1 受力過程及破壞特征受力過程及破壞特征2.軸心受拉軸心受拉2.2 2.2 建筑工程中的軸拉構(gòu)件建筑工程中的軸拉構(gòu)件 0X3-1syAfN N 拉力的組合設(shè)計值；拉力的組合設(shè)計值；fy 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值， fy 300 N/mm2 ；As 縱向鋼筋面積。縱向鋼筋面積。1計算公式2.軸心受拉軸心受拉2.2 2.2 建筑工程中的軸拉構(gòu)件建筑工程中的軸拉構(gòu)件3 3選用鋼筋有多種組合，應(yīng)選用鋼筋有多種組合，應(yīng)留意：對稱性、限制裂痕、誤差留意：對稱性、限制裂痕、誤差控制控制5%5%以內(nèi)、施工便利性等要素。以內(nèi)、施工便

3、利性等要素。1查表得查表得HRB400鋼筋的強(qiáng)鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計值為度設(shè)計值為fy=360N/mm2。算算 例例某鋼筋混凝土受拉某鋼筋混凝土受拉構(gòu)件拉力設(shè)計值為構(gòu)件拉力設(shè)計值為N=500kN，采用，采用HRB400鋼筋，試鋼筋，試求需求的鋼筋面積，求需求的鋼筋面積，并選用鋼筋。并選用鋼筋。2 2As=N/fy=500As=N/fy=5001000/360=1000/360= 9mm2 9mm2。2.軸心受拉軸心受拉v箍筋直徑箍筋直徑d6mm,間距間距s200mm(腹桿中腹桿中s150mm)。v縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，并宜優(yōu)先采用直徑縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，并宜優(yōu)先采用直徑較小的鋼筋。較

4、小的鋼筋。v鋼筋銜接有綁扎銜接、焊接銜接、螺栓銜接、套筒擠鋼筋銜接有綁扎銜接、焊接銜接、螺栓銜接、套筒擠壓銜接等多種方式。軸拉構(gòu)件不得采用綁扎的搭接接頭。壓銜接等多種方式。軸拉構(gòu)件不得采用綁扎的搭接接頭。v縱筋一側(cè)配筋率縱筋一側(cè)配筋率，且，且。v為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值0.2% yt45. 0fftf2構(gòu)造要求2.軸心受拉軸心受拉2.3 2.3 橋梁工程中的軸拉構(gòu)件橋梁工程中的軸拉構(gòu)件0NdsdfAs 0X3-2ssddoAfN Nd 拉力的組合設(shè)計值；拉力的組合設(shè)計值；fsd 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值， fsd 280 N/mm2 ；2.軸心受拉軸心

5、受拉2.4 2.4 受拉構(gòu)件配筋方式受拉構(gòu)件配筋方式縱筋縱筋縱筋縱筋箍筋箍筋bh2.軸心受拉軸心受拉3.1 3.1 概述概述箍筋的作用：箍筋的作用：固定；固定；約束砼三向受力提高承約束砼三向受力提高承載力和延性；載力和延性；防止鋼筋在砼壓碎前壓屈。防止鋼筋在砼壓碎前壓屈。3.軸心受壓軸心受壓縱筋作用：縱筋作用：受拉、壓；受拉、壓；提高延性；提高延性；減小砼徐變、收縮的影響，減小砼徐變、收縮的影響，改善長期荷載作用下的構(gòu)件改善長期荷載作用下的構(gòu)件力學(xué)性能。力學(xué)性能。3.2 3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件1 1、短柱：、短柱：l0 /i28 (l0 為柱計算長度，為柱

6、計算長度， I 為回轉(zhuǎn)半徑為回轉(zhuǎn)半徑) 矩形截面柱：矩形截面柱：l0 /b8; 圓形截面柱：圓形截面柱： l0 /d7 混凝土壓碎混凝土壓碎鋼筋凸出鋼筋凸出一、受力分析及破壞特征混凝土壓碎，鋼筋壓屈混凝土壓碎，鋼筋壓屈構(gòu)件壓屈構(gòu)件壓屈長柱的承載力長柱的承載力 短柱的承載力短柱的承載力長柱受軸力和彎矩二次彎矩的共同作用長柱受軸力和彎矩二次彎矩的共同作用一、受力分析及破壞特征2 2、長柱：、長柱：3.2 3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件混凝土構(gòu)造混凝土構(gòu)造資料力學(xué)資料力學(xué)二、建筑工程配有普通箍筋的軸壓構(gòu)件計算3.2 3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有普通箍筋的軸心受

7、壓構(gòu)件AN普通壓桿：普通壓桿：AN）（細(xì)長壓桿：細(xì)長壓桿：)sycAfAfN （短柱：短柱：長柱：長柱：)sycAfAfN （ 0.90.9RS 0 )(9.0csyAfAfN 穩(wěn)定系數(shù)； 鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；yf 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；cf當(dāng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸壓構(gòu)件截面長邊或直徑小于當(dāng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸壓構(gòu)件截面長邊或直徑小于300mm300mm時，時，混凝土強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)乘以系數(shù)混凝土強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)乘以系數(shù)0.80.8。二、建筑工程配有普通箍筋的軸壓構(gòu)件計算3.2 3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件 全部縱向受壓鋼筋面積；

8、全部縱向受壓鋼筋面積；sAA 構(gòu)件截面面積，當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于構(gòu)件截面面積，當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于scAAA0.03時，時，A采用采用； 為了堅持與偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算為了堅持與偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算9 . 0具有相近的可靠度而引進(jìn)的系數(shù)。具有相近的可靠度而引進(jìn)的系數(shù)。算算 例例某軸心受壓構(gòu)件，截面尺某軸心受壓構(gòu)件，截面尺寸為寸為450450mm，軸，軸力設(shè)計值為力設(shè)計值為N=2400kN，計，計算長度為算長度為l0=6.2m，混凝土，混凝土采用采用C25，縱向受力鋼筋采，縱向受力鋼筋采用用HRB400鋼筋，試求受力鋼筋，試求受力鋼筋的面積。鋼筋的面積。(1)根據(jù)知條件查資料強(qiáng)度

9、：根據(jù)知條件查資料強(qiáng)度：(2)由由查得查得(3)根據(jù)式根據(jù)式3-3計算計算2/9 .11mmNfc 2/360mmNfy 923. 0 78.130 bl21332mmAs 3.2 3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件3-4)(9 . 00ssdcddAfAfN 穩(wěn)定系數(shù)；穩(wěn)定系數(shù)； 混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；cdfsdf 縱向受壓鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計值?？v向受壓鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。三、橋涵工程中配有普通箍筋的軸壓構(gòu)件計算3.2 3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件v截面：截面：四、構(gòu)造要求四、構(gòu)造要求11.4.11 框架柱的截面尺

10、寸宜符合以下要求： 1、柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm；圓柱的截面直徑不宜小于350mm； 2、柱的剪跨比宜大于2； 3、柱的截面高度與寬度的比值不宜大于3。11.4.11 框架柱的截面尺寸應(yīng)符合以下要求： 1、矩形截面柱，抗震等級為四級或?qū)訑?shù)不超越2層時，其最小截面不宜小于300mm；一、二、三級抗震等級且層數(shù)超越2層時，不宜小于400mm；圓柱截面直徑，抗震等級為四級或?qū)訑?shù)不超越2層時，其最小截面不宜小于350mm；一、二、三級抗震等級且層數(shù)超越2層時，不宜小于450mm； 2、柱的剪跨比宜大于2； 3、柱的截面長邊與短邊的比值不宜大于3。GB50010-2002GB50010-2

11、0213.2 3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件v資料：混凝土宜高一些，鋼筋宜用資料：混凝土宜高一些，鋼筋宜用HRB400級。級。v長細(xì)比：長細(xì)比：l0/b30。v縱筋：縱筋：d12mm,圓柱中根數(shù)圓柱中根數(shù)6，5；v50mm凈間距凈間距300mm,c20mm。四、構(gòu)造要求四、構(gòu)造要求v箍筋：封鎖式箍筋：封鎖式d6mm,d縱縱/4；s400mm,15d縱縱 每邊4根 每邊4根 每邊4根 每邊多于4根短少箍筋的柱節(jié)點3.2 3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件為何柱子的破壞常見于柱頂或柱底處？為何柱子的破壞常見于柱頂或柱底處？3.2 3.2 配有

12、普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件3.3 3.3 配有螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件配有螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件螺旋箍筋對混凝土變形產(chǎn)螺旋箍筋對混凝土變形產(chǎn)生約束，使其承載力提高。生約束，使其承載力提高。1受力分析及破壞特征3.軸心受壓軸心受壓Nc素混凝土素混凝土柱柱普通鋼筋普通鋼筋混凝土柱混凝土柱螺旋箍筋螺旋箍筋鋼筋混凝鋼筋混凝土柱土柱荷載不大時螺旋箍柱荷載不大時螺旋箍柱和普通箍柱的性能幾和普通箍柱的性能幾乎一樣乎一樣維護(hù)層剝落使柱維護(hù)層剝落使柱的承載力降低的承載力降低螺旋箍筋的約束使螺旋箍筋的約束使柱的承載力提高柱的承載力提高標(biāo)距標(biāo)距NcNc1受力分析及破壞特征3.軸心受壓軸心受壓 當(dāng)

13、螺旋筋屈服時，當(dāng)螺旋筋屈服時，s2s2可由隔離體平衡條件求得：可由隔離體平衡條件求得：3-524*cc1ff3-6corss1ycorss1ydsAfdsAf22222建筑工程中螺旋箍軸壓構(gòu)件承載力3.軸心受壓軸心受壓3-7corss1ycc1sdAfff8根據(jù)軸向力平衡條件可得：根據(jù)軸向力平衡條件可得：3-8ssoysycorcAfAfAf2AfAfNycorc1sAfAsdAfAfycorcorss1ycorc8s3.軸心受壓軸心受壓規(guī)范從提高平安度思索，采用下式設(shè)計：規(guī)范從提高平安度思索，采用下式設(shè)計：3-9)2(9 .0ssoysycorcAfAfAfN 間接鋼筋的強(qiáng)度；間接鋼筋的強(qiáng)度；yf構(gòu)件的中心截面面積；構(gòu)件的中心截面面積；corA 單根間接鋼筋的截面面積；單根間接鋼筋的截面面積；ss1A 間接鋼筋的間距；間接鋼筋的間距；S 間接鋼筋的換算面積，間接鋼筋的換算面積， ； ssoASAdAss1corsso 間接鋼筋對混凝土約束的折減系數(shù)，間接鋼筋對混凝土約束的折減系數(shù)，85.