《混凝土柱》PPT课件.ppt

混凝土柱承载力计算原理,主要内容：,受压构件： 轴心受压柱 偏心受压柱,受拉构件 轴心受拉柱 偏心受拉柱,正截面 斜截面,承载力计算原理 设计计算方法,柱的一般构造,截面型式和尺寸 材料的强度等级 纵筋的构造要求 箍筋的构造要求,带内折角，错,8.1 轴心受压构件的正截面承载力计算,按箍筋的形式不同可分为:,配有纵筋和箍筋的柱， 称为普通箍筋柱,配有纵筋和螺旋箍筋的柱，称为螺旋箍筋柱,一、配有纵筋和箍筋柱正截面承载力计算,（1）纵筋、箍筋的作用 （2）短柱受力分析 （3）短柱破坏特征 （4）长柱的稳定系数与长细比 （5）承载力计算公式,一、配有纵筋和箍筋柱的承载力计算,1、 纵筋、箍筋的作用： 纵筋可承受压力,减少构件的截面尺寸 防止构件突然脆裂破坏;增强构件的延性，减小混凝土的徐变变形; 箍筋与纵筋形成骨架,防止纵筋受力后外凸;,2、 短柱受力分析,混凝土的塑性引起的截面应力重分布,此时应变0.0025-0.0035,3、短柱破坏特征,在破坏时,一般是纵筋先达到屈服强度,可继续增加一些荷载,最后混凝土达到最大应力值,结构破坏。 当采用高强度纵筋时,可能在混凝土达到 而钢筋没达到 ;继续变形一段后,构件破坏。,3、短柱破坏特征,破坏准则： 在计算中,取构件压应变 为控制条件,此时认为混凝土达到棱柱体抗压强度 ,相应的纵筋应力值 对于HRB400、HRB335、HPB235、RRB400级钢筋已达到屈服强度 ; 对于高强度钢筋，在计算时 只能取400N/mm2,4、长柱的稳定系数与长细比:,试验研究表明,长柱的破坏荷载低于其它条件相同的短柱破坏的试验荷载; 主要由于初始偏心距影响，使长柱最终在弯矩及轴力共同作用下发生破坏,4、长柱的稳定系数与长细比:,规范中采用稳定系数 表示承载力的降低程度 ( 1) (7-4) -长柱、短柱破坏时荷载值 研究可得：稳定系数主要与构件的长细比有关。 长细比：构件计算长度 与其截面的回转半径 之比 矩形截面柱长细比：计算长度 与截面短边b之比,5、承载力计算公式:,5、承载力计算公式:,配有普通箍筋的柱破坏时横截面应力图：,轴心受压构件计算公式: (76) 式中：N轴向力设计值; -稳定系数; -混凝土轴心抗压强度设计值; 0.9可靠度调整系数； -构件截面面积,全部纵筋的截面面积; -纵筋抗压强度设计值. 当纵筋配筋率3%时,A应改用,二、配有纵筋和螺旋式箍筋轴心受压构件的正截面承载力计算,当柱承受很大轴压荷载时，柱截面尺寸由于建筑上及使用上的要求受到限制,当按配有纵筋和箍筋的柱来计算,即使提高混凝土的强度等级与增大纵筋量也不足承受该荷载时,可考虑采用该形式配筋柱。,1、 试验研究,螺旋筋约束混凝土横向变形-提高混凝土的强度与变形能力 螺旋筋产生拉应力，随外力加大,其应力达到抗拉屈服强度时,不能有效约束混凝土,混凝土强度不能再提高,构件破坏. 螺旋筋外的混凝土保护层在螺旋筋受到较大拉应力时开裂,计算时不考虑其作用),2、承载力计算,2、承载力计算,核心区混凝土实际抗压强度因套箍作用有所提高，混凝土被约束后的轴心抗压强度： （7-7） fcc被约束后的轴心抗压强度 当间接钢筋的应力达到屈服强度时，柱的核心混凝土受到的径向压力应力值。,推导： 当螺旋箍筋屈服时，由力的平衡条件： （7-8） 单根间接钢筋的截面面积 间接钢筋抗拉强度设计值 沿构件轴线方向间接钢筋的间距 构件的核心直径 间接钢筋的换算截面,（7-10）,又因：,纵向外力平衡，得承载力计算公式：,混凝土设计规范规定： 螺旋式或焊接式间接钢筋柱的承载力计算公式：,可得：,小于C50时a=1，C80时a=0.85，之间线性插值。,适用条件：,1、规范规定按式（7-10） 算得的构件承载力不应超过按式(7-6)算得的150%,（7-10）,(7-6),即 ：,1)当 时，因长细比较大，可能因纵向弯曲引起螺旋钢筋 不起作用；,2）当按式（7-10）算得的受压承载力小于按式（7-6）算得的 受压承载力；,3）当间接钢筋换算截面面积 小于纵筋全部截面面积的 25%时，可认为间接钢