2.1-受壓構(gòu)件的受力性能與設(shè)計ppt課件

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標掌握軸心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)及其承載掌握軸心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)及其承載 力計算方法；力計算方法；熟悉螺旋箍筋柱的原理；熟悉螺旋箍筋柱的原理；掌握偏心受壓構(gòu)件正截面的兩種破壞形掌握偏心受壓構(gòu)件正截面的兩種破壞形 態(tài)和正截面受壓承載力的一般計算公式；態(tài)和正截面受壓承載力的一般計算公式； 第六章第六章 受壓構(gòu)件的受壓構(gòu)件的 受力性能與設(shè)計受力性能與設(shè)計 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標熟練掌握對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件熟練掌握對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正正 截面受壓承載力的計算方法；截面受壓承載力的計算方法；掌握掌握N-M相關(guān)

2、曲線的概念；相關(guān)曲線的概念；熟悉偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力的計熟悉偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算；算；熟悉受壓構(gòu)件的配筋構(gòu)造。熟悉受壓構(gòu)件的配筋構(gòu)造。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 教學(xué)提示教學(xué)提示本章應(yīng)重點介紹軸心受壓構(gòu)件及偏心本章應(yīng)重點介紹軸心受壓構(gòu)件及偏心受壓構(gòu)受壓構(gòu) 件的破壞機理及正截面承載力計算方件的破壞機理及正截面承載力計算方法。法。偏心受壓構(gòu)件的計算類型較多，應(yīng)講偏心受壓構(gòu)件的計算類型較多，應(yīng)講清其分清其分 析問題的思路：析問題的思路： 一是計算主線有計算簡圖、基本公一是計算主線有計算簡圖、基本公式、式、 適用條件以及補充條件；適用條件以及補充條件； 二是注意驗算適

3、用條件；二是注意驗算適用條件； 三是熟悉不符合適用條件時的處理三是熟悉不符合適用條件時的處理方法。方法。 第六章 受壓構(gòu)件(a) 軸心受壓軸心受壓 (b) 單向偏心受壓單向偏心受壓 (c)雙向偏心受壓雙向偏心受壓第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件全部縱筋配筋率不宜大于全部縱筋配筋率不宜大于5%。第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件150mm 15倍箍筋直徑倍箍筋直徑max第六章 受壓構(gòu)件（每邊多于（每邊多于4 4根）根） （每邊多于（每邊多于3 3根）根） （每邊4根） （每邊3根）復(fù)雜截面的箍筋形式復(fù)雜截面的箍筋形式第

4、六章 受壓構(gòu)件(a)軸心受壓軸心受壓 (b)單向偏心受壓單向偏心受壓 (c)雙向偏心受壓雙向偏心受壓第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件（1 1直接受壓，提高柱的承載力；直接受壓，提高柱的承載力；（2 2承擔(dān)偶然偏心等產(chǎn)生的拉應(yīng)力；承擔(dān)偶然偏心等產(chǎn)生的拉應(yīng)力；（3 3改善破壞性能脆性）；改善破壞性能脆性）；（4 4減小持續(xù)壓應(yīng)力下混凝土收縮和徐變的影響。減小持續(xù)壓應(yīng)力下混凝土收縮和徐變的影響。（1 1固定縱筋，形成鋼筋骨架；固定縱筋，形成鋼筋骨架；（2 2承擔(dān)剪力；承擔(dān)剪力；（3 3約束混凝土，改善混凝土的性能；約束混凝土，改善混凝土的性能；（4 4給縱筋提供側(cè)向支承，防止縱筋壓屈。給縱筋提供側(cè)向

5、支承，防止縱筋壓屈。第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件N第六章 受壓構(gòu)件N長柱長柱= N短柱短柱)(9 . 0sAyfAcfN第六章 受壓構(gòu)件fcNf y AsAs)(9 . 00sAsdfAcdfdN第六章 受壓構(gòu)件NNl0=H兩端鉸兩端鉸支支NNl0=0.7H一端鉸一端鉸支支一端固一端固定定NNl0=0.5H兩端固兩端固定定NNl0=2H一端固一端固定一端定一端自由自由H第六章 受壓構(gòu)件（見（見GB50010第第7.3.11條。具體有以下三條規(guī)定）條。具體有以下三條規(guī)定）柱的類別柱的類別l0排架方向排架方向垂直排架方向垂直排架方向有柱間有柱間支撐支撐無柱間無柱間支撐支撐無吊車

6、無吊車房屋柱房屋柱單跨單跨1.5H1.0H1.2H兩跨及多跨兩跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊車有吊車房屋柱房屋柱上柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱下柱1.0HL0.8HL1.0HL露天吊車柱和棧橋柱露天吊車柱和棧橋柱2.0HL1.0HL-HuHLH第六章 受壓構(gòu)件樓蓋類別樓蓋類別柱的類別柱的類別l0現(xiàn)澆樓蓋現(xiàn)澆樓蓋底層柱底層柱1.0H其余各層柱其余各層柱1.25H裝配式樓蓋裝配式樓蓋底層柱底層柱1.25H其余各層柱其余各層柱1. 5HHH樓蓋頂面樓蓋頂面樓蓋頂面樓蓋頂面基礎(chǔ)頂面基礎(chǔ)頂面HlHllu)2 . 02()(15. 01min00第六章 受壓構(gòu)件 N2 fyAss1

7、fyAss12sdcors(a)(b)(c)12ssAyfcorsdrcordsssAyfr12dcorrrsAyfsssAcordyfcorAcfuN12sAyfcorAfuNff y As 0YcordsssAyfcff12rcff01sssscorAsAdsAdAsscorss10sAyfssAyfcorAcfuN02sAyfsssAcordyfcorAcfuN1222029 .0ssAyfsAyfcorAcfNsAyfssAyfcorAcfuN02k2soAsdkfsAsdfcorAcdfdN9 . 00 - -間接鋼筋對砼約束的折減系數(shù)間接鋼筋對砼約束的折減系數(shù) 當混凝土當混凝土C5

8、0C50時，取時，取 1.0 1.0； 當混凝土為當混凝土為C80C80時，取時，取 0.85 0.85，其間線性插值。，其間線性插值。k -k -間接鋼筋影響系數(shù)；間接鋼筋影響系數(shù)； k k 2 2 cfcdfsdfyfdN0N029 .0ssAyfsAyfcorAcfNsoAsdkfsAsdfcorAcdfdN9 . 00sdfyf2kssoAsoA1ssA1soA第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件)2(9 . 00ssysycorcAfAfAf)(9 . 05 . 1sycAfAf應(yīng))2(9 . 00ssysycorcAfAfAf)(9 . 0sycAfAf第六章 受壓構(gòu)件試驗表明：試驗表

9、明：偏心受壓短柱有受拉破壞和受壓破壞兩種形態(tài)；偏心受壓短柱有受拉破壞和受壓破壞兩種形態(tài)；影響破壞形態(tài)的主要因素是偏心距影響破壞形態(tài)的主要因素是偏心距e0和縱向鋼筋配筋率。和縱向鋼筋配筋率。第六章 受壓構(gòu)件 fyAs fyAsN偏心距偏心距e0較大較大As配筋合適配筋合適e0 As先屈服；壓區(qū)混凝土后壓碎。先屈服；壓區(qū)混凝土后壓碎。 延性破壞。延性破壞。 破壞特征與適筋梁相似破壞特征與適筋梁相似第六章 受壓構(gòu)件fyAsNe0fyAs第六章 受壓構(gòu)件 Ne0 AAfyAsNAs太太多多e0fyAs AA 離縱向力較近一側(cè)的混凝土壓碎，鋼筋屈服；離縱向力較近一側(cè)的混凝土壓碎，鋼筋屈服； 離縱向力較遠

10、一側(cè)的鋼筋不屈服。離縱向力較遠一側(cè)的鋼筋不屈服。 脆性破壞。脆性破壞。 破壞特征與超筋梁相似破壞特征與超筋梁相似 第二種情況在設(shè)計時應(yīng)予避免。第二種情況在設(shè)計時應(yīng)予避免。第六章 受壓構(gòu)件 受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)邊緣混凝土達到受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)邊緣混凝土達到ecu 同同時發(fā)生。與適筋梁和超筋梁的界限類似。時發(fā)生。與適筋梁和超筋梁的界限類似。第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件0sinlxfy 曲線方程NoImageyfl0ei第六章 受壓構(gòu)件MNN0短柱短柱ABDN0ei第六章 受壓構(gòu)件MNN0N1N1f1短柱短柱長柱長柱ABDN0eiN1ei第六章 受壓構(gòu)件MNN0N1N1f1N2短柱短柱長柱長柱

11、細長柱細長柱ABCDDN2f2N0eiN1eiN2ei第六章 受壓構(gòu)件-p-piiiefefe10sinlxfy 曲線方程NoImageyfl0 022b2/lxdxyd-202lf2010lf= b1020lfei第六章 受壓構(gòu)件ycubblf1020iiiefefe1取取h=1.1h000017. 025. 10033. 0h0hycub017 .1711h200141911hlhei 再考慮修正系數(shù)再考慮修正系數(shù)z1 影響系數(shù)影響系數(shù)z2，后得，后得21200140011hlhei第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件21200140011hlhei0 . 15 . 01NAfc其中0 . 1

12、01. 015. 102-hl21200140011hlhoe0 . 17 . 22 . 01ohoe其中0 . 101. 015. 102-hl第六章 受壓構(gòu)件cucuASAScusEyfb11有屈服點鋼筋第六章 受壓構(gòu)件 1sAyfsAyfbxcfuN-0201sahsAyfxhbxcfeuNsahiee-2e0=M/Naieee0ea20mmh/30=max第六章 受壓構(gòu)件x xbh0 x2as 1sAssAyfbxcfuN-0201sahsAyfxhbxcfeuN第六章 受壓構(gòu)件cuh0第六章 受壓構(gòu)件cuyxcbh0yfbs11- 可能發(fā)生可能發(fā)生As一側(cè)混凝土首一側(cè)混凝土首先壓壞。

13、此時應(yīng)按下式驗算：先壓壞。此時應(yīng)按下式驗算： fyAsNe0 - eae fyAs)0()5 . 00(sahsAyfhhbhcfeN-e=0.5h-as-(e0-ea) h0=h-as第六章 受壓構(gòu)件-)0()5 . 00(002. 0sahyfhhbhcfeNbhsA 取max第六章 受壓構(gòu)件近似判據(jù)近似判據(jù)真實判據(jù)真實判據(jù) ei 0.3h0，大偏心，大偏心 ei 0.3h0，小偏心，小偏心 b ，大偏心，大偏心 b ，小偏心，小偏心第六章 受壓構(gòu)件由上表可知：（由上表可知：（hei/h0b=0.2840.322 故取故取hei/h0 =0.3為近似分界條件為近似分界條件將將x =xb代入

14、大偏壓計算公式可推得，代入大偏壓計算公式可推得，0)01()0(201max,0hsAyfsAyfhbbcfsahsAyfbhcfsbhie-相對界限偏心距bohie 混凝土混凝土鋼筋鋼筋C20C30C40C50C60C70C80級級0.3030.2940.2880.2840.2910.2980.306級級0.3210.3120.3060.3020.3080.3150.322第六章 受壓構(gòu)件)syc(9 . 0AfAfN第六章 受壓構(gòu)件計算類型計算類型不對稱配筋不對稱配筋對稱配筋對稱配筋大偏心受壓大偏心受壓小偏心受壓小偏心受壓截面設(shè)計截面設(shè)計截面復(fù)核截面復(fù)核求求As、AsAs已已知求知求As求

15、求As、AsAs已已知求知求Ase0已已知求知求NuN已已知求知求e0e0已已知求知求NuN已已知求知求e0對稱配筋無對稱配筋無AsAs已知求已知求AsAs，其余相，其余相同同截面設(shè)計截面設(shè)計截面復(fù)核截面復(fù)核第六章 受壓構(gòu)件類型很多，類型很多，不管是哪一類型，始終是利用基本公式和公式不管是哪一類型，始終是利用基本公式和公式條件求解。條件求解。第六章 受壓構(gòu)件 fyAs fyAsNeei)0()20(11sahsAyfxhbxcfNesAyfsAyfbxcfN-sahiee-5 .0式中第六章 受壓構(gòu)件x xbh0 x2asAs 0.002bh； As 0.002bhAs + As 0.006b

16、hAs + As 0.05bh第六章 受壓構(gòu)件三個未知數(shù)，三個未知數(shù)，As、 As和和 x 怎么辦？怎么辦？令令x=xbh0)0()5 . 01 (201sahyfbbbhcfNesA-ysybcsfNAfbhfA-01第六章 受壓構(gòu)件未知數(shù)：未知數(shù)：As、 x 若若2as x xbh0，那，那么：么：ysycsfNAfbxfA-1若若x xbh0？按按As、As均未知轉(zhuǎn)類型一均未知轉(zhuǎn)類型一第六章 受壓構(gòu)件取取x= 2as ，計算，計算As ，那么：那么：若若x 2as ？-0sahyfNesA sAs fyAsNeie第六章 受壓構(gòu)件)0()20(11sahsAyfxhbxcfNesAssA

17、yfbxcfN-0 0 As 0.002bh； As 0.002bhAs + As 0.006bhAs + As 0.05bh11 -bysfysyff-sahiee-5 .0三個未知數(shù)，三個未知數(shù)， As、As 、 x怎么辦？怎么辦？取取As =0.002bhmax)0()5 . 00(002. 0-sahyfhhbhcfeNbhsA 取第六章 受壓構(gòu)件max)0()5 . 00(002. 0-sahsdfhhbhcdfedNobhsA取第六章 受壓構(gòu)件確定確定As后后 ， 由基本公式先求由基本公式先求x ， 根據(jù)求得的根據(jù)求得的x ，分以下四種情況，求，分以下四種情況，求As均需驗算均需驗

18、算As 0.002bh最后還需軸壓驗算最后還需軸壓驗算未知數(shù)未知數(shù):As、 x均需驗算均需驗算As 0.002bh最后還需軸壓驗算最后還需軸壓驗算第六章 受壓構(gòu)件 i0.30- i0.30-大偏心受壓大偏心受壓 ii 0.30 -0.30 -小偏心受壓小偏心受壓計算時，先假定計算時，先假定z11.0第六章 受壓構(gòu)件求求Mu Mu ）暫取暫取z1 =1求求eii0.30i0.30No轉(zhuǎn)小偏心轉(zhuǎn)小偏心-即類型七即類型七由基本公式消去由基本公式消去N求出求出x若若2as x xbh0若若x 2as 否則以新的否則以新的z1z1再次循環(huán)再次循環(huán)由由x xbh0小偏心轉(zhuǎn)類型七小偏心轉(zhuǎn)類型七第六章 受壓構(gòu)

19、件No轉(zhuǎn)小偏心即類型八）轉(zhuǎn)小偏心即類型八）yes若若x 2as若若2as x bh0第六章 受壓構(gòu)件求求Mu Mu ）暫取暫取z 1 =1求求eiii 0.300.30No轉(zhuǎn)大偏心轉(zhuǎn)大偏心-即類型五即類型五由基本公式消去由基本公式消去N求出求出xyes重算重算z 1 =0.5fcA/Nu，若與暫取，若與暫取z 1相符相符輸出輸出Nu否則以新的否則以新的z 1z 1再次循環(huán)再次循環(huán)yes若若xbh0 x xcyh若若x h若若x xbh0轉(zhuǎn)類型五轉(zhuǎn)類型五若若xcyh0 x fcbh時的驗算值時的驗算值和軸心受壓驗算值三者中的最小值和軸心受壓驗算值三者中的最小值基本公式中的基本公式中的 s=-fy

20、求求Nu第六章 受壓構(gòu)件NO轉(zhuǎn)大偏心轉(zhuǎn)大偏心即類型六）即類型六）yes)(9 . 0sycuAfAfNN第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件AsAs 0 x 2asMN2as x xbh000 21- 021- 0(2b1-xb) h0 x h - f y ss f y - - x第六章 受壓構(gòu)件截面對稱，配筋對稱即截面對稱，配筋對稱即As=As，fy = fy，as = a sasasAsAsN Nb時，為大偏心受壓時，為大偏心受壓N Nb時，為小偏心受壓時，為小偏心受壓第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件bbhcfsahbbhcfNebhcfbN-01)0)(1(20143. 001)0(201)

21、5 . 01 (sahyfbhcfNesAsA-)()5 . 01 (00112011ahhbfNbhfNecbbcbb-上式的計算很麻煩。為簡化計算，取上式的計算很麻煩。為簡化計算，取x(1-0.5x)=0.43，即得即得x的計算公式的計算公式bcbccbbhfahbhfNebhfN-010120101)(43. 06.5 矩形截面正截面承載力計算第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件cf1cdfsdfyfdN0N1yfsdf0,eie0eae0NAcf5 . 01007 . 22 . 01heMdM0第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件時當fhx 按寬度為按寬度為bf的矩形截面計算。的矩形截面計算。

22、時的計算公式當fhx -0001122ahAfhhhbbxhbxfNeAAfhbbbxfNsyfffcsssyffcxfhxfh第六章 受壓構(gòu)件時當)(fhhx-計算時應(yīng)計入受壓較小邊緣受壓部分的作用。計算時應(yīng)計入受壓較小邊緣受壓部分的作用。ahAfahhbbhhhbbhhbhfNesyffffffc-000222xfhMuNuN0A(N0，0)B(Nb，Mb)C(0，M0)第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件MuNuN0A(N0，0)B(Nb，Mb)C(0，M0)MuNuN0A(N0，0)B(Nb，Mb)C(0，M0)第六章 受壓構(gòu)件第六章 受壓構(gòu)件2、破壞準則、破壞準則nxcuuRsiysixusiRcjycjxucj-)cossin()cossin(第六章 受壓構(gòu)件X中和軸中和軸*YxnnnRMxcucucciiMy1、劃分為鋼筋單元、劃分為鋼筋單元 和混凝土單元和混凝土單元01. 0scuc3、計算、計算 幾何條件幾何條件 平截面假定平截面假定4、計算、計算s物理條件物理條件 s曲線曲線-nisiysiAsicjymjcjAcjuyMnisixsiAsimjcjxcjAcjuxMnisiAsimjcjAcjuN111111第六章 受壓構(gòu)件第六章 受