6.受壓構(gòu)件承載力計(jì)算(6.1-6.3).ppt

1、第六章受壓部件的承載力修正計(jì)算，在本章中，熟悉2種不同的受壓破壞特征和由此劃分的2種偏心受壓部件， 掌握兩種偏心受壓部件判別方法掌握偏心受壓部件的二次效果和精通修正方法的兩種偏心受壓部件的正截面承載力的計(jì)算方法掌握雙向偏心受壓部件的正截面承載力的計(jì)算方法掌握偏心受壓部件的斜截面的剪切負(fù)荷的計(jì)算方法軸心受壓部件：軸向的力作用于部件截面的形狀。 偏心受壓部件：軸向力不作用于部件截面的形狀(彎曲力矩和軸向力同時作用的部件)。 第六章承壓構(gòu)件的承載力修正、實(shí)際工程中沒有真正的軸心承壓構(gòu)件。 施工的偏差和混凝土的不均勻性和鋼筋的不對稱性都使部件產(chǎn)生初期偏心距離，因此即時設(shè)定修正時的理論修正算法是軸心受壓

2、部件，不一定是軸心受壓部件，但偏心距離小的部件可以用軸心受壓部件修正算法。 受壓構(gòu)件在實(shí)際工程中應(yīng)用比較廣泛。 第六章受壓構(gòu)件的承載力修正計(jì)算、 說明newantiochbridge.this high-levelbridgecompletedin 1979 replacedanoldertruss-typeliftbridgecrossingthemainshippingchanning nsiss andmaximumheightofroadwayabovewaterlevelis 135 ft.(加利福尼亞)。 elevated highway.takenduringconstructi

3、on.designedasconcreteboxgirders和thesebridgeswerecastinplaceandpost-tensioon highwayinterchangestructure.spansareallmulti-cellreinforcedconcreteboxgirders.b thesectionscanbesupportedonasinglelineofcolumns、aswellasondoublecolumnsorbents.(Oakland、California )、San Pablo Bay California.the2- storyconcret

4、eframessupportingtheroadwayareloadedonthetopbeambyhighwayloading。 andtransverselybyinertiaforcesduetoearthquake.(San Francisco bay area )、工業(yè)和民用建筑中的單層現(xiàn)場和多層框架柱、偏心受壓部件、偏心受壓部件拱門和屋頂架上弦件、水塔，還有第六章受壓部件的耐第六章受壓構(gòu)件承載力糾算、受壓構(gòu)件配筋結(jié)構(gòu)要求、6.2.1截面形狀和尺寸通常采用矩形截面，單層工業(yè)現(xiàn)場預(yù)制柱始終采用工字形截面。 橋墩、樁子、公共建筑的柱子主要采用圓形斷面。 柱子的截面尺寸不能太小。 不能小于

5、250*250。 一般來說應(yīng)該控制在l0/b30及l(fā)0/h25。 柱截面的邊長在800mm以下時，一般將50mm作為模塊，邊長在800mm以上時，將100mm作為模塊。 I形截面、凸緣的厚度為120mm以上，腹板的厚度為100mm以上。6.2受壓構(gòu)件的結(jié)構(gòu)要求、6.2.2材料強(qiáng)度混凝土：受壓構(gòu)件的承載力主要取決于混凝土強(qiáng)度，一般應(yīng)采用強(qiáng)度等級高的混凝土。 目前，中國類似結(jié)構(gòu)的中柱混凝土強(qiáng)度等級經(jīng)常使用C30C40，高層建筑也經(jīng)常使用C50C60級混凝土。 鋼筋：縱向受力鋼筋通常采用HRB335級(級)和HRB400級(級)鋼筋，不要采用高強(qiáng)度鋼筋。 第六章受壓構(gòu)件承載力糾算、受壓構(gòu)件的配筋結(jié)構(gòu)

6、要求、縱筋配筋率過小時，縱筋對柱承載力的影響小，接近素混凝土柱，縱筋無法發(fā)揮防止混凝土受壓脆性破壞的緩沖作用。 同時，考慮到對實(shí)際結(jié)構(gòu)偶然施加彎矩的作用(垂直于彎矩作用平面)和收縮和溫度變化引起的拉伸應(yīng)力，受壓部件的最小配筋率有限制。 規(guī)范中，軸心受壓部件、偏心受壓部件的全縱筋的配筋率必須在0.6%以上，同時，一方的受壓鋼筋的配筋率必須在0.2%以上，拉伸鋼筋的最小配筋率的要求與承受部件相同。另一方面，考慮到施工布筋對混凝土的澆筑質(zhì)量影響不大，總縱筋配筋率不得超過5%。 所有縱向鋼筋的配筋率按r=(As As)/A進(jìn)行修正，一側(cè)的受壓鋼筋的配筋率按r=As/A進(jìn)行修正。 其中，a是部件的總截面

7、積。6.2.3縱鋼筋、第六章受壓構(gòu)件承載力糾正、受壓構(gòu)件配筋結(jié)構(gòu)要求、柱中縱受力鋼筋直徑d不得小于12mm，且選配鋼筋的條數(shù)少而粗，矩形截面條數(shù)不得少于4條，圓形截面條數(shù)少于8條柱為垂直澆筑混凝土?xí)r，對于縱筋的凈距離為50mm以上的水平澆筑的預(yù)制柱，其縱筋的最小值應(yīng)按照梁的規(guī)定取值。 截面各邊的縱筋的中距離應(yīng)在350mm以下。 h600mm時，在柱側(cè)面設(shè)置直徑1016mm的縱向結(jié)構(gòu)鋼筋，并相應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋或系桿。第六章受壓構(gòu)件的承載力校正、受壓構(gòu)件的配筋結(jié)構(gòu)要求、第六章受壓構(gòu)件的承載力校正環(huán)箍間隔請控制在400mm以下、截面短邊尺寸以下捆扎鋼結(jié)構(gòu)時，環(huán)箍的間隔請控制在15d以下。焊接鋼結(jié)構(gòu)請不

8、要大于20d。 其中d是垂直條紋的最小直徑。 柱中所有縱筋的配筋率超過3%時，箍筋的直徑不得小于8mm。 而且，環(huán)箍的前端應(yīng)該做成135的鉤，鉤的前端的直線部分的長度不得小于10的環(huán)箍的直徑時，環(huán)箍節(jié)距不得超過10縱筋的最小直徑或200mm。 柱截面的短邊大于400mm，各邊的縱筋配置根數(shù)多于3根時，或柱截面的短邊不大于400mm，各邊的縱筋配置根數(shù)多于4根時，設(shè)置復(fù)合箍筋。 對于截面形狀復(fù)雜的柱子，不要使用帶內(nèi)折角的環(huán)箍，以免拉伸環(huán)箍時折角混凝土破損。 第六章受壓構(gòu)件的承載力校正計(jì)算，第六章受壓構(gòu)件的承載力校正計(jì)算，內(nèi)折角不應(yīng)采用，內(nèi)折角不應(yīng)采用，復(fù)雜截面的環(huán)箍形式，6.3軸心受壓構(gòu)件的截面

9、承載力校正計(jì)算behaviorofaxialcompressivemember，一、縱筋具備環(huán)箍柱的承載力修正算法(螺旋環(huán)箍柱)、第六章受壓部件的承載力修正算法、6.3.1軸心受壓普通環(huán)箍柱的正截面承載力修正算法、縱筋作用：縱筋幫助混凝土的受壓力，減小部件的截面尺寸防止部件的急劇脆裂破壞及加強(qiáng)部件的延展性的混凝土箍筋作用：箍筋可以形成縱筋和骨架縱筋受力，防止向外凸出，提高混凝土的強(qiáng)度。 受1力分析和破壞的特點(diǎn)，矩形截面軸心受壓短柱在軸心載荷作用下整個截面的應(yīng)變分布基本均勻。 外力小時壓縮變形的增加與外力的增加成比例，但外力稍大時變形的增加速度比外力的增加速度快，配置縱筋的數(shù)量越少，該現(xiàn)象越明顯

10、。隨著外力的增加，柱開始出現(xiàn)微細(xì)的龜裂，接近破壞負(fù)荷時，柱的周圍出現(xiàn)明顯的縱裂，環(huán)箍間的縱筋壓曲，向外突出，混凝土破壞，柱整體被破壞，根據(jù)第6章受壓部件的承載力修正計(jì)算，第6章受壓部件的承載力修正計(jì)算，實(shí)驗(yàn)變形條件： es=ec=e，物理關(guān)系：平衡條件：第6章受壓構(gòu)件的承載力修正，鋼筋：混凝土：根據(jù)變形條件： es=ec=e，確定鋼筋和混凝土的應(yīng)力及其關(guān)系受壓鋼筋的配筋率，平衡條件：混凝土和n的關(guān)系，第6章受壓構(gòu)件根據(jù)平衡條件，鋼筋應(yīng)力與n的關(guān)系，鋼筋應(yīng)力與n的關(guān)系：第6章受壓構(gòu)件的承載力修正、e是常數(shù)，是隨著混凝土的壓縮應(yīng)力增加而降低的變量，此時的鋼筋應(yīng)力與混凝土應(yīng)力成正比。 隨著負(fù)荷的增加

11、，混凝土的塑性變形在加劇。 進(jìn)入彈塑性階段(1)，在相同載荷增量下，鋼筋的壓縮應(yīng)力比混凝土的壓縮應(yīng)力增加得快。 當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度時，載荷進(jìn)一步增加，鋼筋應(yīng)力不再增加。 曲線的水平段表示鋼筋屈服后的關(guān)系。 根據(jù)第六章受壓構(gòu)件的承載力修正計(jì)算、第六章受壓構(gòu)件的承載力修正計(jì)算、第六章受壓構(gòu)件的承載力修正計(jì)算、鋼筋的受壓強(qiáng)度、試驗(yàn)，可知素混凝土方柱構(gòu)件達(dá)到最大應(yīng)力值時的壓縮應(yīng)變值一般為0.00150，其主要原因在于柱上有縱筋起到調(diào)整混凝土應(yīng)力的作用，較好地發(fā)揮了混凝土的塑性性能，增加了構(gòu)件達(dá)到應(yīng)力峰值時的應(yīng)變值，改善了受壓破壞的脆性。 校正時，以構(gòu)件的壓應(yīng)變0.002為控制條件，短柱承載力、第六

12、章受壓構(gòu)件承載力校正、混凝土徐變對軸心受壓構(gòu)件的影響，是因?yàn)榛炷烈蜷L期負(fù)荷而有徐變性，所以鋼筋在常溫下沒有徐變性。 因此，軸心受壓部件在一定負(fù)荷的長期作用下，混凝土漸變使部件中的鋼筋和混凝土的應(yīng)力變化。 第六章受壓構(gòu)件承載力糾正、徐變引起的應(yīng)力重分布、徐變系數(shù)隨時間的推移而增大，鋼筋的壓應(yīng)力增大，混凝土中的壓應(yīng)力減小。 這種應(yīng)力的變化發(fā)生在外負(fù)荷沒有變化的情況下，稱為漸變引起的應(yīng)力再分布。 因此，緩變引起的應(yīng)力重分布對混凝土的壓縮應(yīng)力發(fā)揮卸載作用，配筋率r越大，鋼筋的壓縮應(yīng)力增加越少，混凝土中的壓縮應(yīng)力的卸載越多。長期荷載作用下的截面混凝土和鋼筋的應(yīng)力重分布混凝土、第六章受壓構(gòu)件的承載力修正

13、、長期荷載作用下的截面混凝土和鋼筋的應(yīng)力重分布鋼筋、第六章受壓構(gòu)件的承載力修正、矩形截面軸心受壓長柱、上述短柱的受力分析和破壞特征。 實(shí)驗(yàn)表明，對于長細(xì)比較大的長柱，不能忽視各種偶然因素對初期偏心距離的影響。 由于負(fù)荷后有初始偏心距離會產(chǎn)生附加的彎曲距離，這種相互影響的結(jié)果，長柱最終會因彎矩和軸力的共同作用而被破壞。 對于長細(xì)比大的長柱，也有可能發(fā)生“壓曲破壞”，長柱的破壞負(fù)荷比其他條件相同的短柱破壞負(fù)荷低。 第六章受壓構(gòu)件的承載力糾正、穩(wěn)定系數(shù)、試驗(yàn)表明，長柱的破壞載荷比其他條件相同的短柱破壞載荷要低。在規(guī)范中，使用穩(wěn)定系數(shù)表示負(fù)荷能力的降低程度，即第6章受壓部件的承載力修正計(jì)算，穩(wěn)定系數(shù)與

14、部件的長細(xì)比l0/b (l0為柱的修正計(jì)算長度，b為柱截面短邊)有關(guān)，第6章受壓部件的承載力修正計(jì)算，值的試驗(yàn)結(jié)果及規(guī)范取值。 在l0/b8的情況下=1； 考慮到混凝土的強(qiáng)度等級，鋼筋的種類和配筋率與構(gòu)件的兩端支撐條件有關(guān)：兩端鉸鏈l0=l，兩端固定l0=0.5 l一端固定一端鉸鏈l0=0.7 l一端固定一端自由l0=2 l，修正長細(xì)比l0/b時，l0的取出穩(wěn)定系數(shù)，參照表61 fc混凝土0.9可靠度調(diào)整系數(shù)、縱筋配筋率大于3時，式中的a有Ac: Ac=A- As、第六章受壓構(gòu)件的承載力修正算、6.3.2縱筋和螺旋式(或焊接環(huán)式)環(huán)箍柱的承載力修正算，柱承受較大的軸心受壓載荷，柱承受較大的軸心

15、受壓載荷但是，該柱施工復(fù)雜，鋼使用量大，成本高，一般不太被采用。 柱的截面形狀通常為圓形或多邊形。 根據(jù)第六章受壓構(gòu)件的承載力校正、試驗(yàn)，柱受壓后發(fā)生橫向變形，橫向變形受到螺旋筋的約束作用，提高了混凝土的強(qiáng)度和變形能力，構(gòu)件的承載力也提高了，同時在螺旋筋上產(chǎn)生了拉伸應(yīng)力。 當(dāng)外力逐漸增大，其應(yīng)力達(dá)到拉伸屈服強(qiáng)度時，不能有效約束混凝土的橫向變形，混凝土的抗壓強(qiáng)度不再提高，此時部件達(dá)到破壞。 螺旋筋外的混合土保護(hù)層在螺旋筋受到較大的拉伸應(yīng)力時會破裂，進(jìn)而脫落，因此在修正計(jì)算時不考慮這部分的混合土。 第六章受壓構(gòu)件承載力糾正、受約束的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度可用下式糾正，f -受約束的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度、2 (r )間接鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度時，柱核心混凝土受到的徑向壓縮應(yīng)力值。Ass1單根間接鋼筋的截面積fy間接鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)定修正值沿著s部件的軸線方向由間接鋼筋的間隔dcor部件的芯徑Asso間接鋼筋的換算截面、第六章受壓部件的承載力修正、平衡條件得到：Asso間接鋼