钢筋混凝土纵向受力构.ppt

,0 绪论 1 建筑结构计算基本原则 2 建筑结构材料 3 钢筋混凝土受弯构件 4 钢筋混凝土纵向受力构件 5 钢筋混凝土受扭构件 6 预应力混凝土构件 7 钢筋混凝土楼屋盖,浙江建设职业技术学院 建筑工程系 结构教研室 2007版,钢筋混凝土结构 Reinforced Concrete Structure,4.0 概述,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,根据受力的方向是指向截面，还是离开截面， 可分为纵向受压构件和纵向受拉构件； 根据力的作用线与截面轴线的位置关系， 可分为轴心受力构件和偏心受力构件。 其中,偏心受力构件，又可以分为单向偏心和双向偏心。,4.1 受压构件构造要求,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,材料强度,混凝土规范规定受压钢筋的最大抗压强度为400N/mm2。,混凝土： 一般柱中采用C25及以上等级，对于高层建筑的底层柱可采用更高强度等级的混凝土，例如采用C40或以上；,纵向钢筋： 一般采用HRB400和HRB335级热轧钢筋。,截面型式及尺寸要求,轴心受压柱以方形为主， 偏心受压柱以矩形为主,4.1 受压构件构造要求,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,截面型式及尺寸要求,一般应符合: l0/h25 以及 l0/b30,方形与矩形截面的尺寸 不宜小于250mm250mm,受压构件的配筋：,（1）纵向受力钢筋 （2）箍筋,作用： 一 协助混凝土承受压力，以减小构件尺寸； 二 承受可能的弯矩，以及混凝土收缩和温度变形引起的拉应力； 三 防止构件突然的脆性破坏。,作用： 保证纵向钢筋的位置正确，防止纵向钢筋压屈，从而提高柱的承载能力。,4.1 受压构件构造要求纵筋的构造,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,纵筋直径与根数：,通常采用 1232mm， 直径宜粗不宜细，根数宜少不宜多，保证对称配置。,方形和矩形截面柱中纵向受力钢筋不少于根， 圆柱中不宜少于8根且不应少于6根。,净距50mm， 中距300mm,4.1 受压构件构造要求纵筋的构造,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,纵筋的配筋率：,钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率（ ）,受压钢筋的配筋率一般不超过3， 通常在0.5 2之间。,4.1 受压构件构造要求箍筋的构造,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,受压构件中的箍筋， 应做成封闭式,末端做成135弯钩， 平直段长度10d,受压构件复合菱形箍筋,4.1 受压构件构造要求箍筋的构造,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,偏压柱h 600mm时， 应设置1016mm的纵向构造钢筋。,搭接钢筋受拉时，箍筋间距S 不应大于5d，且不应大于100mm； 搭接钢筋受压时，箍筋间距S 不应大于10d，且不应大于200mm。,受压构件复合井字箍筋,4.2 轴心受压构件承载力计算,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,配置纵筋和普通箍筋的柱， 称为普通箍筋柱； 配置纵筋和螺旋筋 或焊接环筋的柱， 称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。,螺旋筋或焊接环筋的套箍作用可约束核心混凝土的横向变形，使核心混凝土处于三向受压状态，从而间接地提高混凝土的纵向抗压强度。,普通箍筋柱中，箍筋是构造钢筋。 螺旋箍筋柱中，箍筋既是构造钢筋 又是受力钢筋。,混凝土： 钢筋 ：,4.2 轴压构件承载力,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,长短柱的破坏特征：,1、轴心受压短柱,2、轴心受压长柱,临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈外凸，混凝土被压碎崩裂而破坏。,破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵筋压弯外凸，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡，凸边混凝土拉裂而破坏。,4.2 轴压构件承载力,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,长短柱的承载力：,在同等条件下，（即截面相同，配筋相同，材料相同）， 长柱受压承载能力低于短柱受压承载能力。,混凝土设计规范采用稳定系数中来表示长柱承载力的降低程度,长细比l 0/b越大， 值越小,长柱承载力,短柱承载力,柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破坏”的现象。,L 0/b8 为短柱 L 0/b 8 为长柱,4.2 轴压构件承载力,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,钢筋混凝土构件的稳定系数表,圆形截面,任意截面,4.2 轴压构件承载力普通箍筋柱,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,1、基本公式,式中系数0.9，是考虑到初始偏心的影响， 以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性，引入的承载力折减系数。,A构件截面面积， 当配筋率大于3%时， A应改为Ac=A-As,4.2 轴压构件承载力,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,柱的计算长度L0取值:,注：表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度； 对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。,4.2 轴压构件承载力普通箍筋柱,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,截面设计 ：,已知：构件截面尺寸bh，轴向力设计值N， 构件的计算长度L0，材料强度等级fc fy 求： 纵筋截面面积As,截面复核 :,已知：柱截面尺寸bh，计算长度L0，纵筋数量As以及级别fy，混凝土强度等级fc 求 ： 柱的受压承载力Nu， 或已知轴向力设计值，判断是否安全,计算步骤，详见图4.2.5 轴心受压构件截面设计步骤,计算步骤，详见图4.2.6 轴心受压构件截面复核步骤,4.2 轴压构件承载力,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,4.1在受压构件中配置箍筋的作用是什么？什么情况下需设置复合箍筋? 4.2轴心受压短柱、长柱的破坏特征各是什么？为什么轴心受压长柱的受压承载力低于短柱？承载力计算时如何考虑纵向弯曲的影响？,思 考 题：,4.1某钢筋混凝土正方形截面轴心受压构件，截面边长350mm，计算长度6m，承受轴向力设计值N1500kN，采用C25 级混凝土，HRB335级钢筋。试计算所需纵向受压钢筋截面面积。 4.2某钢筋混凝土正方形截面轴心受压构件，计算长度9m，承受轴向力设计值N1700kN，采用C25级混凝土，HRB400级钢筋。试确定构件截面尺寸和纵向钢筋截面面积，并绘出配筋图。 4.3矩形截面轴心受压构件，截面尺寸为450600mm，计算长度8m，混凝土强度等级C25，已配纵向受力钢筋 8 22（HRB335级），试计算截面承载力。,练 习:,4.3 偏压构件,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,1、偏心受压构件破坏特征,当e0 很小时，接近轴压构件 当e0 较大时，接近受弯构件,按偏心距和配筋的不同，偏压构件可分为受拉破坏和受压破坏,当偏心距e0较大，且受拉钢筋不太多时，发生受拉破坏。,当偏心距e0较小，或偏心距e0虽不小大，但受拉钢筋配置过多时，均发生受压破坏。,4.3 偏压构件,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,受拉破坏（大偏心受压破坏）,破坏特征： 加载后首先在受拉区出现横向裂缝，裂缝不断发展，裂缝处的拉力转由钢筋承担，受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的主裂缝，主裂缝延伸，受压区高度减小，最后受压区出现纵向裂缝，混凝土被压碎导致构件破坏。,类似于：正截面破坏中的适筋梁,属 于：延性破坏,4.3 偏压构件承载力,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,受压破坏（小偏心受压破坏）,破坏特征： 加荷后全截面受压或大部分受压，离力近侧混凝土压应力较高，离力远侧压应力较小甚至受拉。随着荷载增加，近侧混凝土出现纵向裂缝被压碎，受压钢筋屈服 ，远侧钢筋可能受压，也可能受拉，但都未屈服。,属 于：脆性破坏,类似于：正截面破坏中的超筋梁,4.3 偏压构件承载力,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,受拉破坏与受压破坏的界限,破坏的起因不同,受拉破坏（大偏心受压）：是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压碎； 受压破坏（小偏心受压）：是受压部份先发生破坏。,与正截面破坏类似处,受拉破坏（大偏心受压） ：与受弯构件正截面适筋破坏类似； 受压破坏（小偏心受压） ：类似于受弯构件正截面的超筋破坏。,为大偏心受压破坏（受拉破坏）,为小偏心受压破坏（受压破坏）,用界限相对受压区高度b作为界限：,4.4 受拉构件,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,一、受力特点,1、轴心受拉构件,轴拉构件所受的拉力，全部由钢筋承担，最终由于受拉钢筋屈服而导致构件破坏。,小偏拉： 拉力N作用在纵向钢筋s和s之间（e0h/2as）时，全截面受拉。,大偏拉： 拉力N在s和s 之外（e0h/2as），部份受拉，部份受压。,2、偏心受拉构件,按照轴向拉力N作用在截面上位置的不同，偏拉构件有两种破坏形态： 小偏心受拉破坏和大偏心受拉破坏。,当拉力N的作用点与截面形心重合时， 称为轴心受拉构件； 当拉力N的作用点与截面形心偏离时， 称为偏心受拉构件。,4.4 受拉构件,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,轴心受拉构件： 钢混屋架下弦杆、 高压圆形水管、 圆形水池壁等,偏心受拉构件： 矩形水池壁、 浅仓的墙壁等,钢筋混凝土折线屋架,4.4 受拉构件,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,轴拉构件 承载力计算公式：,N截面受到的轴向拉力设计值； Nu轴拉承载力设计值； fy纵向钢筋的抗拉强度设计值； As全部纵向钢筋的截面面积。,4.4 受拉构件,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,小偏拉构件 承载力计算公式：,4.4 受拉构件,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,大偏拉构件 承载力计算公式：,4.4 受拉构件,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,二、构造要求,轴拉及小偏拉构件中的纵筋，不得采用绑扎接头