鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計(jì)算xhsrevisePPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計(jì)算計(jì)算xhsrevise混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)了解軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的了解軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的受力全過(guò)程；受力全過(guò)程； 掌握軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件正截掌握軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件正截 面承載力的計(jì)算方法；面承載力的計(jì)算方法； 了解建筑工程軸心受力構(gòu)件與公路橋了解建筑工程軸心受力構(gòu)件與公路橋涵涵 工程軸心受力構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算方法的相工程軸心受力構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算方法的相同同 與不與不 同之處；同之處； 熟悉軸心受力

2、構(gòu)件的構(gòu)造要求。熟悉軸心受力構(gòu)件的構(gòu)造要求。第1頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章 理想的軸心受力構(gòu)件在實(shí)際工程中其實(shí)并不存在。理想的軸心受力構(gòu)件在實(shí)際工程中其實(shí)并不存在。(軸壓)軸線NN軸線(軸拉)NN3.1 概概 述述第2頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.2軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件3.2.1 受力過(guò)程及破壞特征受力過(guò)程及破壞特征第3頁(yè)/共28頁(yè)n一般情況下截面配筋率越高，在相一般情況下截面配筋率越高，在相同配筋率下鋼筋直徑越細(xì)、數(shù)越

3、多，同配筋率下鋼筋直徑越細(xì)、數(shù)越多，分布較均勻時(shí)，裂縫間距越小，裂分布較均勻時(shí)，裂縫間距越小，裂縫寬度越細(xì)?？p寬度越細(xì)。第4頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.2.2 建筑工程中的軸拉構(gòu)件建筑工程中的軸拉構(gòu)件1. 計(jì)算公式計(jì)算公式 0X3-1syAfN N 拉力的組合設(shè)計(jì)值；拉力的組合設(shè)計(jì)值；fy 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， fy 300 N/mm2 ；As 縱向鋼筋面積?？v向鋼筋面積。第5頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章

4、2. 構(gòu)造要求構(gòu)造要求v 箍筋直徑箍筋直徑 d6mm, 間距間距s 200mm (腹桿中腹桿中 s 150mm)。 v 縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，并宜優(yōu)先縱筋應(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。采用直徑較小的鋼筋。 v 鋼筋連接有綁扎連接、焊接連接、螺栓連鋼筋連接有綁扎連接、焊接連接、螺栓連 接、套筒擠壓連接等多種方式。軸拉構(gòu)件不接、套筒擠壓連接等多種方式。軸拉構(gòu)件不 得采用綁扎的搭接接頭。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 。 （ 為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）0.2% yt45ff tf第6頁(yè)/共28頁(yè)混凝土

5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.2.2 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(jì)值；拉力的組合設(shè)計(jì)值；fsd 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， fsd 330 N/mm2 ；第7頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.3軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件3.3.1 概述概述 配筋 方式： 配有縱筋和箍筋根據(jù)箍筋形式不同可分為普通鋼箍柱和螺旋鋼箍柱。第8頁(yè)/共28頁(yè)實(shí)驗(yàn)表明，收縮和徐變能把柱截

6、面中的壓力由混凝土向鋼筋轉(zhuǎn)移，從而使鋼筋壓應(yīng)力不斷增長(zhǎng)。壓應(yīng)力的增長(zhǎng)幅度隨配筋率的減小而增大。如果不給配筋率規(guī)定一個(gè)下限，鋼筋中的壓應(yīng)力就可能在持續(xù)使用荷載下增長(zhǎng)到屈服應(yīng)力水準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)表明，收縮和徐變能把柱截面中的壓力由混凝土向鋼筋轉(zhuǎn)移，從而使鋼筋壓應(yīng)力不斷增長(zhǎng)。壓應(yīng)力的增長(zhǎng)幅度隨配筋率的減小而增大。如果不給配筋率規(guī)定一個(gè)下限，鋼筋中的壓應(yīng)力就可能在持續(xù)使用荷載下增長(zhǎng)到屈服應(yīng)力水準(zhǔn)。第9頁(yè)/共28頁(yè)第10頁(yè)/共28頁(yè)其中，其中，柱的計(jì)算長(zhǎng)度柱的計(jì)算長(zhǎng)度lo與兩端支承有關(guān)：鉸接時(shí)，與兩端支承有關(guān)：鉸接時(shí)，lo= l， 兩端固定：兩端固定：lo=0.5l。一端固定，一端為不動(dòng)鉸支應(yīng)：。一端固定，一端

7、為不動(dòng)鉸支應(yīng)：lo=0.7l ，一端固定：一端自由，一端固定：一端自由lo=2 l具體見(jiàn)具體見(jiàn)混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范.第11頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.3.2 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. 受力分析及破壞特受力分析及破壞特征征短柱：混凝土壓碎，鋼筋壓屈短柱：混凝土壓碎，鋼筋壓屈 長(zhǎng)柱：構(gòu)件壓屈長(zhǎng)柱：構(gòu)件壓屈 l0 /i28 ( (l0 為柱計(jì)算長(zhǎng)度，為柱計(jì)算長(zhǎng)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 第12頁(yè)/共28頁(yè)第13頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)

8、構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2. 建筑工程配有普通箍筋的軸壓構(gòu)件計(jì)建筑工程配有普通箍筋的軸壓構(gòu)件計(jì)算算3-3)(9 . 0AfAfNcsy 穩(wěn)定系數(shù)；穩(wěn)定系數(shù)； 鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；yf 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；cf當(dāng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸壓構(gòu)件截面長(zhǎng)邊或直徑小于300mm時(shí)，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8。第14頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章 全部縱向受壓鋼筋面積；全部縱向受壓鋼筋面積；sAA 構(gòu)件截面面

9、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(shí)，時(shí)，A采用采用 ； 為了保持與偏心受壓構(gòu)件正截面承載為了保持與偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算力計(jì)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)。第15頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3. 橋涵工程中配有普通箍筋的軸壓柱承載橋涵工程中配有普通箍筋的軸壓柱承載力力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(jì)值；混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；cdfsdf 縱向受壓鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?？v向

10、受壓鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。4. 構(gòu)造要求構(gòu)造要求v 材料：混凝土宜高一些，鋼筋宜用材料：混凝土宜高一些，鋼筋宜用HRB400級(jí)。級(jí)。v 截面：截面： b250mm, l0 /b30 。v 縱筋：縱筋： d12mm, 圓柱中根數(shù)圓柱中根數(shù) 6， 5； 50mm 350mm, c30mm。第16頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章v 箍筋：封閉式箍筋：封閉式 d6mm , d縱縱 /4； s400mm , 15d縱縱 。 （每邊（每邊4 4根）根） （每邊（每邊3 3根）根） （每邊多于（每邊多于3 3根）根） （每邊多于（

11、每邊多于4 4根）根）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1. 受力分析及破壞特受力分析及破壞特征征螺旋箍筋對(duì)混凝土變形產(chǎn)生約束，使其承載力提高。螺旋箍筋對(duì)混凝土變形產(chǎn)生約束，使其承載力提高。第17頁(yè)/共28頁(yè)也不足以承受該荷載時(shí)，可考慮采用也不足以承受該荷載時(shí)，可考慮采用螺旋鋼箍柱以提高承載力。螺旋鋼箍柱以提高承載力。第18頁(yè)/共28頁(yè)第19頁(yè)/共28頁(yè)214ccff第20頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.建筑工程中螺旋箍軸壓構(gòu)件承載力建筑工程中螺旋箍軸壓構(gòu)件承載力 當(dāng)螺旋筋屈服時(shí)，

12、當(dāng)螺旋筋屈服時(shí)，s2可由隔離體平衡條件求得可由隔離體平衡條件求得：以以（3-6）代入代入（3-5），得：，得： 3-524*cc1ff3-6corss1ycorss1ydsAfdsAf2222第21頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章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：3-8ssoysycorcAfAfAf2AfAfNycorc1sAfAsdAfAfycorcorss1ycorc8s第22頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上

13、一章上一章幫幫 助助下一章下一章規(guī)范從提高安全度考慮，采用下式設(shè)計(jì)：規(guī)范從提高安全度考慮，采用下式設(shè)計(jì)：3-9)2(9 .0ssoysycorcAfAfAfN 間接鋼筋的強(qiáng)度；間接鋼筋的強(qiáng)度；yf 構(gòu)件的核心截面面積；構(gòu)件的核心截面面積；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(duì)混凝土約束的折減系數(shù)，間接鋼筋對(duì)混凝土約束的折減系數(shù)，85. 00 . 1 ；第23頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一

14、章上一章幫幫 助助下一章下一章構(gòu)造要求構(gòu)造要求v 間接鋼筋的換算截面面積間接鋼筋的換算截面面積Asso應(yīng)大于縱向鋼應(yīng)大于縱向鋼 筋全部截面面積的筋全部截面面積的25。v 按式（按式（3-93-9）算得的承載力應(yīng)大于按式（）算得的承載力應(yīng)大于按式（3-33-3） 算得的承載力，但不應(yīng)超過(guò)其算得的承載力，但不應(yīng)超過(guò)其1.51.5倍；倍；v l0 /d12；第24頁(yè)/共28頁(yè)) (9 . 05 . 1) (9 . 0sycsycAfAfNAfAfv對(duì)長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大柱，由于縱向彎曲變形較大，截面不對(duì)長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大柱，由于縱向彎曲變形較大，截面不是全部受壓，螺旋箍筋的約束作用得不到有效發(fā)揮。是全部受壓，螺旋箍筋的約束作用得不到有效發(fā)揮。規(guī)范規(guī)范規(guī)定規(guī)定 對(duì)長(zhǎng)細(xì)比對(duì)長(zhǎng)細(xì)比l l0 0/ /d d大于大于1212的柱不考慮螺旋箍的柱不考慮螺旋箍筋的約束作用。筋的約束作用。第25頁(yè)/共28頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 3 章主主 頁(yè)頁(yè)目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.橋涵工程中配有螺旋箍筋軸壓柱承載力橋涵工程中配有螺旋箍筋軸壓柱承載力3-100cdcorsdssdso0.9()Nf Af Akf A