《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（新形態(tài)活頁式）》課件 11.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種計(jì)算方法 -20.偏心受壓構(gòu)件的受力性能和破壞形態(tài)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種計(jì)算方法《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種計(jì)算方法理論力學(xué)工程力學(xué)材料力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)彈性材料構(gòu)件內(nèi)力分析截面驗(yàn)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種計(jì)算方法車流量不確定荷載如何取值？合理的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工程師們一直在不斷上下求索。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種計(jì)算方法

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展過程？

目前，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用的是什么計(jì)算方法？結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種計(jì)算方法01.容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法02.半概率半經(jīng)驗(yàn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法03.極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法目錄CONTENTS容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法01結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種計(jì)算方法容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法σ≤[σ]=f/kM≤MU/k破壞階段法按照彈性理論計(jì)算得到的截面任意點(diǎn)的應(yīng)力不超過規(guī)定的容許應(yīng)力，容許應(yīng)力由材料的強(qiáng)度除以安全系數(shù)得到。整個(gè)截面達(dá)到極限承載力，結(jié)構(gòu)才失效?？紤]了材料塑性和強(qiáng)度的充分發(fā)揮，極限荷載可以直接由試驗(yàn)驗(yàn)證，所以更加科學(xué)。安全系數(shù)單一半概率半經(jīng)驗(yàn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法02結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種計(jì)算方法半概率半經(jīng)驗(yàn)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法荷載系數(shù)安全系數(shù)材料系數(shù)工作條件系數(shù)三系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法半概率法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法03結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種計(jì)算方法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

引入了結(jié)構(gòu)可靠性理論，把影響結(jié)構(gòu)可靠的各種因素均視為隨機(jī)變量，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，它以概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的定量分析代替了過去的經(jīng)驗(yàn)判斷，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更符合客觀實(shí)際。三系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法只是對作用效應(yīng)、材料強(qiáng)度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并沒有整體的可靠性分析。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法從結(jié)構(gòu)整體安全的角度出發(fā)，研究分析材料強(qiáng)度、作用效應(yīng)等變量對結(jié)構(gòu)整體可靠性的影響，得到結(jié)構(gòu)整體的可靠度指標(biāo)。近似概率設(shè)計(jì)方法全概率設(shè)計(jì)方法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法扎實(shí)的力學(xué)理論、淵博的數(shù)學(xué)知識(shí)砥礪前行更科學(xué)、更合理聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！極限狀態(tài)的分類及設(shè)計(jì)狀況《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》極限狀態(tài)的分類什么是極限狀態(tài)？當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要時(shí)，此特定狀態(tài)就稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)的分類滿足不滿足功能極限狀態(tài)可靠失效vs極限狀態(tài)

承載能力極限狀態(tài)

正常使用極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)01極限狀態(tài)的分類及設(shè)計(jì)狀況承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞，

或因過度塑性變形而不適于繼續(xù)承載；

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。它是結(jié)構(gòu)安全性功能的極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞，

或因過度塑性變形而不適于繼續(xù)承載；整個(gè)結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體失去平衡；

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。它是結(jié)構(gòu)安全性功能的極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞，

或因過度塑性變形而不適于繼續(xù)承載；整個(gè)結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體失去平衡；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌；

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。它是結(jié)構(gòu)安全性功能的極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞，

或因過度塑性變形而不適于繼續(xù)承載；整個(gè)結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體失去平衡；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌；

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。它是結(jié)構(gòu)安全性功能的極限狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)02極限狀態(tài)的分類及設(shè)計(jì)狀況正常使用極限狀態(tài)影響正常使用或外觀的變形；影響正常使用或耐久性的局部損壞；影響正常使用的振動(dòng)；影響正常使用的其他特定狀態(tài)。對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某項(xiàng)限值的狀態(tài)，它是結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性功能極限狀態(tài)。環(huán)境類別裂縫限值Ⅰ類、Ⅱ類0.2mmⅢ類、Ⅳ類0.15mm結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況03極限狀態(tài)的分類及設(shè)計(jì)狀況結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況持久設(shè)計(jì)狀況在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，且持續(xù)很長時(shí)間的設(shè)計(jì)狀況，其持續(xù)期一般與設(shè)計(jì)使用年限為同一數(shù)量級。適用于結(jié)構(gòu)使用的正常情況。該狀況應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)。短暫設(shè)計(jì)狀況偶然設(shè)計(jì)狀況地震設(shè)計(jì)狀況設(shè)計(jì)狀況結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況持久設(shè)計(jì)狀況在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設(shè)計(jì)使用年限相比，其持續(xù)時(shí)間很短的設(shè)計(jì)狀況。適用于結(jié)構(gòu)使用的臨時(shí)情況。該狀況應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，可根據(jù)需要確定進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。短暫設(shè)計(jì)狀況偶然設(shè)計(jì)狀況地震設(shè)計(jì)狀況設(shè)計(jì)狀況結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況持久設(shè)計(jì)狀況在使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)時(shí)間很短的設(shè)計(jì)狀況。適用于結(jié)構(gòu)使用的異常情況。適用于結(jié)構(gòu)使用的異常情況。該狀況應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。短暫設(shè)計(jì)狀況偶然設(shè)計(jì)狀況地震設(shè)計(jì)狀況設(shè)計(jì)狀況結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況持久設(shè)計(jì)狀況結(jié)構(gòu)遭受地震時(shí)的設(shè)計(jì)狀況。在抗震設(shè)防區(qū)必須考慮這種狀況。該狀況應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。短暫設(shè)計(jì)狀況偶然設(shè)計(jì)狀況地震設(shè)計(jì)狀況設(shè)計(jì)狀況極限狀態(tài)的分類及設(shè)計(jì)狀況課堂小結(jié)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。。承載能力極限狀態(tài)：指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。它是結(jié)構(gòu)安全性功能極限狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)：指對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某項(xiàng)限值的狀態(tài)，它是結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性功能極限狀態(tài)。四種工況：持久設(shè)計(jì)狀況、短暫設(shè)計(jì)狀況、偶然設(shè)計(jì)狀況和地震設(shè)計(jì)狀況。四種狀況均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，持久設(shè)計(jì)狀況，應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)，短暫設(shè)計(jì)狀況，可根據(jù)需要確定進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。偶然設(shè)計(jì)狀況和地震設(shè)計(jì)狀況不必進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！作用的分類與作用效應(yīng)組合《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》作用的分類01作用的分類與作用效應(yīng)組合作用的分類按作用形式直接作用間接作用也稱為荷載，是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，如結(jié)構(gòu)自重、車輛荷載、吊車荷載等；指引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，比如溫度作用、地震等。作用的分類按持續(xù)時(shí)間永久作用可變作用偶然作用地震作用指在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時(shí)間而變化，或其變化值與平均值比較可忽略不計(jì)的作用。包括結(jié)構(gòu)重力、預(yù)加力、土的重力、土側(cè)壓力、混凝土收縮、徐變作用、水浮力及基礎(chǔ)變位作用。作用的分類按持續(xù)時(shí)間永久作用可變作用偶然作用地震作用指在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時(shí)間而變化，或其變化值與平均值比較可忽略不計(jì)的作用。指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值會(huì)隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計(jì)的作用。包括汽車荷載，與汽車有關(guān)的沖擊力、離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、制動(dòng)力均屬可變作用，可變作用還包括人群荷載、疲勞荷載、風(fēng)荷載、流水壓力、冰壓力、波浪力、溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用、支座摩阻力。作用的分類按持續(xù)時(shí)間永久作用可變作用偶然作用地震作用指在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時(shí)間而變化，或其變化值與平均值比較可忽略不計(jì)的作用。指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值會(huì)隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計(jì)的作用。在結(jié)構(gòu)使用年限內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大，且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。包括各種撞擊作用，包括船舶的撞擊作用、漂流物的撞擊作用、汽車的撞擊作用。作用效應(yīng)組合02作用的分類與作用效應(yīng)組合作用效應(yīng)組合作用效應(yīng)是指由作用引起的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng)，如內(nèi)力(具體可表現(xiàn)為軸力、彎矩、剪力等)、變形和裂縫等。Z——結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)功能函數(shù)R——結(jié)構(gòu)抗力S——作用效應(yīng)

極限狀態(tài)

承載能力極限狀態(tài)

正常使用極限狀態(tài)作用效應(yīng)組合——承載能力極限狀態(tài)02作用的分類與作用效應(yīng)組合作用效應(yīng)組合承載能力極限狀態(tài)的表達(dá)式：一級二級三級γ01.11.00.9安全等級重要性系數(shù)偶然作用、地震作用1.0——作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；——構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值；——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力模型不定性系數(shù)。作用效應(yīng)組合持久設(shè)計(jì)狀況短暫設(shè)計(jì)狀況偶然設(shè)計(jì)狀況基本組合偶然組合——結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)；——第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù);——第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值;不利有利1.21.0作用效應(yīng)組合持久設(shè)計(jì)狀況短暫設(shè)計(jì)狀況偶然設(shè)計(jì)狀況基本組合偶然組合——汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)

的分項(xiàng)系數(shù)；車道荷載車輛荷載1.41.8——汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)的標(biāo)準(zhǔn)值；作用效應(yīng)組合持久設(shè)計(jì)狀況短暫設(shè)計(jì)狀況偶然設(shè)計(jì)狀況基本組合偶然組合——其它第j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值?！渌勺冏饔眯?yīng)的組合系數(shù)，取0.75;——其它第j個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù);一般荷載風(fēng)荷載1.41.1作用效應(yīng)組合（公式1）“永久作用效應(yīng)+汽車荷載效應(yīng)+人群荷載效應(yīng)”（公式2）永久作用效應(yīng)與可變作用效應(yīng)同號：（公式3）永久作用效應(yīng)與可變作用效應(yīng)異號：作用效應(yīng)組合——正常使用極限狀態(tài)02作用的分類與作用效應(yīng)組合作用效應(yīng)組合（公式4）式中

——汽車荷載(不計(jì)沖擊力)的頻遇值系數(shù)，取=0.7；——第j個(gè)可變荷載的準(zhǔn)永久系數(shù)。①：頻遇組合作用效應(yīng)組合（公式5）①：準(zhǔn)永久組合+應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算對正常使用極限狀態(tài)而言，結(jié)構(gòu)抗力表現(xiàn)為裂縫寬度限值、撓度限值等。作用的分類與作用效應(yīng)組合課堂小結(jié)按照作用形式，作用可分為直接作用和間接作用。按照其持續(xù)的時(shí)間作用可分為：永久作用、可變作用、偶然作用和地震作用。承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，對持久設(shè)計(jì)狀況和短暫設(shè)計(jì)狀況應(yīng)采用作用的基本組合。正常使用限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，，選用頻遇組合或準(zhǔn)永久組合的一種或兩種作用效應(yīng)組合。聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！作用效應(yīng)組合計(jì)算習(xí)題《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》應(yīng)用與實(shí)踐某鋼筋混凝簡支梁橋，安全等級為一級，已經(jīng)求得某片主梁在跨中截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值如下：全部結(jié)構(gòu)自重引起的彎矩MGK=43000kN?m汽車車道荷載引起的彎矩(已計(jì)入沖擊系數(shù)μ=0.2),MQ1K=14700kN?m人群荷載引起的彎矩MQ2K=1300kN?m。要求計(jì)算：(1)對該梁進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)時(shí)所采用的彎矩設(shè)計(jì)值γ0Md；(2)頻遇組合、準(zhǔn)永久組合時(shí)跨中截面的彎矩設(shè)計(jì)值。（1）配筋設(shè)計(jì)彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算采用基本組合，因簡支梁永久作用效應(yīng)與可變作用效應(yīng)同號，我們采用公式2:解:應(yīng)用與實(shí)踐（2）頻遇組合時(shí)，跨中截面的彎矩設(shè)計(jì)值采用公式4:解:應(yīng)用與實(shí)踐（3）準(zhǔn)永久組合時(shí)，跨中截面的彎矩設(shè)計(jì)值采用公式5：解:應(yīng)用與實(shí)踐作用的分類與作用效應(yīng)組合課堂小結(jié)按照作用形式，作用可分為直接作用和間接作用。按照其持續(xù)的時(shí)間作用可分為：永久作用、可變作用、偶然作用和地震作用。承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，對持久設(shè)計(jì)狀況和短暫設(shè)計(jì)狀況應(yīng)采用作用的基本組合。正常使用限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，，選用頻遇組合或準(zhǔn)永久組合的一種或兩種作用效應(yīng)組合。聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求及破壞形態(tài)《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求及破壞形態(tài)01.軸心受壓構(gòu)件分類02.普通箍筋柱構(gòu)造要求03.螺旋箍筋柱構(gòu)造要求04.軸心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)目錄CONTENTS軸心受壓構(gòu)件分類01結(jié)構(gòu)的可靠性軸心受壓構(gòu)件的分類

當(dāng)構(gòu)件受到位于截面形心的軸向壓力作用時(shí)，稱為軸心受壓構(gòu)件配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件（螺旋箍筋柱）鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件配有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件（普通箍筋柱）軸心受壓構(gòu)件的分類1968年：倫敦的RonanPoint公寓的連續(xù)倒塌事件螺旋箍筋柱普通箍筋柱普通箍筋柱構(gòu)造要求02軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求及破壞形態(tài)普通箍筋柱的構(gòu)造要求一

普通箍筋柱的截面形式一般為方形或矩形。方形截面尺寸不宜小于250mm×250mm，同時(shí)長細(xì)比不易過大二

混凝土等級根據(jù)工程實(shí)際情況，常用的混凝土等級為C25、C30、C35、C40。三

縱向鋼筋一般采不宜采用高強(qiáng)度鋼筋，軸心受壓構(gòu)件全部縱筋的配筋率不應(yīng)小于0.5%，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C50及以上時(shí)不應(yīng)小于0.6%；同時(shí)，一側(cè)鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.2%?？v向受力鋼筋應(yīng)沿截面的四周均勻布置，鋼筋根數(shù)不得少于4根，鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm，通常在16~32mm范圍內(nèi)選用。全部縱筋配筋率不宜超過5%。四

箍筋直徑不應(yīng)小于縱筋直徑的1/4，且不應(yīng)小于8mm。其間距不應(yīng)大于縱筋直徑的15倍或構(gòu)件短邊尺寸，且不應(yīng)大于400mm。在縱筋搭接長度范圍內(nèi)，箍筋間距不應(yīng)大于縱筋直徑的10倍，且不應(yīng)大于200mm。螺旋箍筋柱構(gòu)造要求03軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求及破壞形態(tài)螺旋箍筋柱的構(gòu)造要求一截面形式螺旋箍筋柱的截面形式一般為圓形或正八邊形螺旋箍筋柱的構(gòu)造要求二縱筋螺旋箍筋柱內(nèi)的縱向鋼筋沿箍筋內(nèi)側(cè)圓周均勻分布，其截面總面積應(yīng)不小于箍筋內(nèi)側(cè)所箍核心混凝土截面面積的0.5%，構(gòu)件核心混凝土截面面積不應(yīng)小于整個(gè)截面面積的2/3?？v筋應(yīng)伸入與其所在受壓構(gòu)件連接的上下構(gòu)件內(nèi)，伸入長度應(yīng)不小于受壓構(gòu)件的直徑且不小于縱筋的錨固長度。三

螺旋箍筋螺旋箍筋的直徑應(yīng)不小于縱向受力鋼筋直徑的1/4，且不小于8mm。螺旋箍筋的間距應(yīng)不大于核心混凝土直徑的1/5，也不應(yīng)大于80mm，且不應(yīng)小于40mm。軸心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)04軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求及破壞形態(tài)軸心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件普通箍筋柱螺旋箍筋柱短柱長柱軸心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件試件，截面尺寸相同、混凝土及縱向鋼筋的強(qiáng)度級別相同、縱向鋼筋根數(shù)及直徑相同。構(gòu)件試件的兩端約束條件相同，但構(gòu)件的幾何長度不同，分別為500mm和2000mm。對比試驗(yàn)，觀察在軸心壓力作用下構(gòu)件的變形及破壞形態(tài)。軸心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)1）短柱當(dāng)軸向力P值逐漸增加時(shí)，試件A柱也隨之縮短，試驗(yàn)測試結(jié)果證明混凝土全截面和縱向鋼筋均發(fā)生壓縮變形，柱中部的橫向撓度很小。鋼筋混凝土短柱的破壞是一種材料破壞，即混凝土壓碎破壞。短柱破壞時(shí)的軸心力：軸心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)

2）長柱長細(xì)比較大的長柱（試件B柱）破壞前，橫向撓度增加得很快，使長柱的破壞來得比較突然，導(dǎo)致失穩(wěn)破壞。破壞時(shí)，凹側(cè)的混凝土首先被壓碎，混凝土表面有縱向裂縫，縱向鋼筋被壓彎而向外鼓出，混凝土保護(hù)層脫落；凸側(cè)則由受壓突然轉(zhuǎn)變?yōu)槭芾?，出現(xiàn)橫向裂縫軸心受壓長柱的破壞形態(tài)軸心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)鋼筋混凝土軸心受壓短柱是受壓破壞，而長柱是失穩(wěn)破壞；長柱的承載力要小于相同截面、配筋、材料的短柱承載力?？梢詫摻罨炷凛S心受壓短柱的承載力乘以一個(gè)折減系數(shù)

φ0來表示相同截面、配筋和材料的鋼筋混凝土軸心受壓長柱承載力Pl：Ps——短柱破壞時(shí)的軸心壓力；Pl——相同截面、配筋和材料的長柱失穩(wěn)時(shí)的軸心壓力。軸心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)螺旋箍筋柱受力特點(diǎn)與破壞特性配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓短柱，沿柱高連續(xù)纏繞的、間距很密的螺旋箍筋猶如一個(gè)套筒，將核心部分的混凝土約束住，有效地限制了核心混凝土的橫向變形，從而提高了柱的承載力。軸心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)軸心受壓柱的軸力—應(yīng)變曲線聯(lián)系我E-mail:284006180@感謝聆聽！普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算01.穩(wěn)定系數(shù)概念及計(jì)算方法02.普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算目錄CONTENTS穩(wěn)定系數(shù)概念及計(jì)算方法01結(jié)構(gòu)的可靠性穩(wěn)定系數(shù)概念

鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件計(jì)算中，考慮構(gòu)件長細(xì)比增大的附加效應(yīng)使構(gòu)件承載力降低的計(jì)算系數(shù)稱為軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，用符號φ表示。穩(wěn)定系數(shù)是長柱失穩(wěn)破壞時(shí)的臨界承載力力Pl與短柱壓壞時(shí)的軸心力Ps的比值，表示長柱承載力降低程度。穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算方法鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)j

穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算方法桿件構(gòu)件及其兩端固定情況計(jì)算長度l0直桿兩端固定0.5l一端固定，一端為不移動(dòng)鉸0.7l兩端均為不移動(dòng)鉸1.0l一端固定，一端自由2.0l構(gòu)件縱向彎曲計(jì)算長度l0值

穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算方法圖A兩端固定

圖B一端固定一端自由

普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算02軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求及破壞形態(tài)普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算公式配有縱向受力鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算式為j——穩(wěn)定系數(shù)；A

——構(gòu)件毛截面面積；As’

——全部縱向鋼筋截面面積；fcd

——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fsd’

——縱向普通鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算公式1）截面設(shè)計(jì)普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算公式2）截面復(fù)核聯(lián)系我E-mail:284006180@感謝聆聽！普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

預(yù)制的鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件截面尺寸為b×h=300mm×350mm，計(jì)算長度l0=4.5m；采用C30級混凝土，HRB400級鋼筋（縱向鋼筋）和HPB300級鋼筋（箍筋）；軸向壓力組合設(shè)計(jì)值Nd=1600kN，Ｉ類環(huán)境條件，安全等級二級，試進(jìn)行構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

解：軸心受壓構(gòu)件截面短邊尺寸b=300mm，則計(jì)算長細(xì)比λ=l0/b=4.5×103/300=15，查附表可得到穩(wěn)定系數(shù)φ=0.895。混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=13.8MPa，縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f?sd=330MPa。穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算方法鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)j

普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

現(xiàn)取軸心壓力計(jì)算值Nu=γ0Nd=1600kN，由式

可得所需要的縱向鋼筋面積As’為普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題鋼筋的公稱直徑、公稱截面面積及理論重量

公稱直徑(mm)不同根數(shù)鋼筋的公稱截面面積（mm2）螺紋鋼筋外徑(mm)質(zhì)量(kg/m)123456789628.35785113142170198226255—0.222850.3101151201252302352402453—0.3951078.515723631439347155062870711.60.61712113.1226339452565678791904101713.90.88814153.930846161576992310771231138516.21.2116201.14026038041005120614071608180918.41.5818254.550976310171272152717812036229020.52.0020314.262894212561570188421992513282722.72.4722380.1760114015201900228126613041342125.12.9825490.9982147319642454294534363927441828.43.8528615.81232184724633079369543104926554231.64.8332804.21609241332174021482656306434723835.86.31361017.92036305440725089610771258143916140.27.99401256.6251337705027628375408796100531131044.59.87普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題選用縱向鋼筋為620，

As’=1884mm2，截面配筋率ρ’=As’/A=1884/300/350=1.79%>ρ’min

(=0.5%)，且小于ρ’max=5%。截面一側(cè)的縱筋配筋率ρ’=628/300/350=0.60%>0.2%普通箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題縱向鋼筋在截面上布置：縱向鋼筋距截面邊緣凈距c=45-22.7/2-8=22.7>20mm及d=8mm；布置在截面短邊b方向上的縱向鋼筋間距Sn=(300-2×34-2×22.7)≈187mm>50mm，且小于350mm，滿足規(guī)范要求。封閉式箍筋選用?8，滿足直徑大于d/4=20/4=5mm，且不小于8mm的要求。根據(jù)構(gòu)造要求，箍筋間距s應(yīng)滿足：s≤15d=15×20=300mm；s≤b=300mm；s≤400mm，故選用箍筋間距s=250mm。聯(lián)系我E-mail:284006180@感謝聆聽！螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算

當(dāng)軸心受壓構(gòu)件承受很大的軸向壓力而截面尺寸受到限制，或采用普通箍筋柱，即使提高了混凝土強(qiáng)度等級和增加了縱向鋼筋用量也不足以承受該軸向壓力時(shí)，可以考慮采用螺旋箍筋柱以提高柱的承載力。配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓短柱，沿柱高連續(xù)纏繞的、間距很密的螺旋箍筋猶如一個(gè)套筒，將核心部分的混凝土約束住，有效地限制了核心混凝土的橫向變形，從而提高了柱的承載力。

螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算螺旋箍筋柱正截面承載力的計(jì)算式為：式中——構(gòu)件核心截面面積；——間接鋼筋的換算截面面積；——螺旋箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——間接鋼筋影響系數(shù)螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算

將間距為S的螺旋箍筋，按鋼筋體積相等的原則換算成縱向鋼筋的面積，稱為螺旋箍筋柱的間接鋼筋換算截面面積As0。

螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算

公式注意事項(xiàng)1：為了保證在使用荷載作用下，螺旋箍筋混凝土保護(hù)層不致過早剝落，螺旋箍筋柱的承載力計(jì)算值不應(yīng)比普通箍筋柱承載力大50%。螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算

公式注意事項(xiàng)2：當(dāng)遇到下列任意一種情況時(shí)，不考慮螺旋箍筋的作用，而按普通箍筋柱計(jì)算受壓構(gòu)件的承載力：（1）當(dāng)長細(xì)比>12時(shí)（2）當(dāng)As0＜0.25A’s時(shí)（3）當(dāng)螺旋箍筋柱計(jì)算的強(qiáng)度小于普通箍筋柱時(shí)螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算

（1）螺旋箍筋柱的縱向鋼筋應(yīng)沿圓周均勻分布，其截面積應(yīng)不小于箍筋圈內(nèi)核心截面積的0.5%。常用的配筋率（%）ρ’=A’s/Acor在0.8%～1.2%之間。（2）構(gòu)件核心截面積Acor應(yīng)不小于構(gòu)件整個(gè)截面面積A的2/3。（3）螺旋箍筋的直徑不應(yīng)小于縱向鋼筋直徑的1/4，且不小于8mm。為了保證螺旋箍筋的作用，螺旋箍筋的間距S應(yīng)滿足：①S應(yīng)不大于核心直徑dcor的1/5，即S≤

dcor/5；②S應(yīng)不大于80mm，且不應(yīng)小于40mm，以便施工。聯(lián)系我E-mail:284006180@感謝聆聽！螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

例題：某現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，柱高L=5m，一端固定一端鉸支。軸向力設(shè)計(jì)值Nd=3500KN，混凝土強(qiáng)度等級為C30，縱筋采用HRB400級，箍筋采用HPB300級。環(huán)境類別為I類，安全等級為一級。要求：試按螺旋箍筋柱進(jìn)行設(shè)計(jì)并復(fù)核。螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

解：混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=13.8MPa，鋼筋抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=fsd’=330MPa，軸心壓力計(jì)算值γ0Nd=1.1×3500=3850KN螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

1截面設(shè)計(jì)（1）假設(shè)核心混凝土截面面積螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

（2）確定截面尺寸核心混凝土直徑構(gòu)件直徑為則柱的實(shí)際截面面積實(shí)際核心混凝土直徑實(shí)際核心混凝土截面面積螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

（3）計(jì)算結(jié)構(gòu)長細(xì)比螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

（4）計(jì)算縱向鋼筋和箍筋螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題

（4）計(jì)算縱向鋼筋和箍筋螺旋箍筋柱正截面承載力計(jì)算習(xí)題2截面復(fù)核聯(lián)系我E-mail:284006180@感謝聆聽！偏心受壓構(gòu)件的受力性能和破壞形態(tài)《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求及破壞形態(tài)01.偏心受壓構(gòu)件的概念02.偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)03.大、小偏心受壓的界限04.偏心受壓構(gòu)件的Mu-Nu相關(guān)曲線目錄CONTENTS偏心受壓構(gòu)件的概念01119a)偏心受壓構(gòu)件b)壓彎構(gòu)件1）偏心受壓構(gòu)件受力特征在外力作用下截面上同時(shí)產(chǎn)生的主要作用效應(yīng)為軸向壓力和彎矩的構(gòu)件。120a)矩形截面b)工字形截面c)箱形截面d)圓形截面2）鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的主要截面形式鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件內(nèi)設(shè)有縱向受力鋼筋和箍筋?？v向受力鋼筋在矩形截面中最常見的配置方式是將縱向鋼筋集中放置在偏心方向的最外兩側(cè)；對于圓形截面，采用沿截面周邊均勻配置縱向鋼筋的方式。箍筋的作用與軸心受壓構(gòu)件中普通箍筋的作用相同。設(shè)計(jì)時(shí)，箍筋數(shù)量及間距按普通箍筋柱的構(gòu)造要求確定。1213）鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的鋼筋配置偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)02123圖7-4大偏心受壓短柱試件（尺寸單位：mm）1）大偏心受壓鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的大偏心受壓破壞又稱為受拉破壞。

124a)破壞形態(tài)b)局部放大鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的大偏心受壓破壞是構(gòu)件截面受拉鋼筋首先到達(dá)屈服強(qiáng)度，然后截面受壓混凝土壓壞，故稱為受拉破壞。在相對偏心距e0/h較大且受拉鋼筋配置得不太多時(shí)，會(huì)發(fā)生這種破壞形態(tài)。2）小偏心受壓小偏心受壓就是軸向壓力N的初始偏心距e0較小的情況。125圖7-6小偏心受壓短柱試驗(yàn)126a)破壞形態(tài)b)局部放大鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的小偏心受壓破壞又稱為受壓破壞。小偏心受壓破壞形態(tài)是：受壓區(qū)邊緣混凝土的應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變，受壓區(qū)混凝土被壓碎；同一側(cè)的鋼筋壓應(yīng)力達(dá)到