原理6-受压构件截面承载力计算.ppt

1 第六章受压构件截面承载力计算第一节概述 轴心受压构件偏心受压构件 单向偏心受压构件双向偏心受压构件 西南科技大学网络教育课程 back 2 第二节受压构件的一般应用和基本构造要求 一 材料强度等级宜采用较高强度等级的混凝土 一般为C20 C40 不宜选用高强度钢筋 一般为HRB335和RRB400级钢筋 二 截面形式和尺寸轴心受压构件的截面形式一般为方形 圆形 多边形等 偏心受压构件的截面形式一般为矩形 工字形等 钢筋混凝土受压构件截面尺寸一般不小于250mmx250mm 三 纵向钢筋矩形截面受压构件中纵向受力钢筋根数不得少于4根 圆形截面受压构件中纵向受力钢筋一般应沿周边均匀布置 根数不宜少于8根 且不应少于6根 轴心受压构件全部受压钢筋的配筋率不得小于0 5 全部纵向钢筋配筋率不宜超过5 西南科技大学网络教育课程 back 3 四 箍筋五 上下层柱的接头 西南科技大学网络教育课程 back 4 第三节配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算 一 轴心受压短柱的破坏形态构件的承载力最终都是由混凝土压碎来控制的 二 轴心受压长柱的破坏形态长柱承载力低于其他条件相同的短柱承载力 规范采用构件的稳定系数来表示长柱承载力降低的程度 稳定系数见表6 1 与构件的长细比和计算长度有关 西南科技大学网络教育课程 back 5 三 正截面受压承载力计算 当纵向钢筋配筋率大于3 时 A应改为An 四 公式应用截面设计和截面复核例题6 1 西南科技大学网络教育课程 back 6 第四节配有螺旋式 或焊接环式 箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算 一 箍筋的横向约束作用混凝土的纵向受压破坏可以认为是由于横向变形而发生拉坏的现象 如果能约束其横向变形就能间接提高其纵向抗压强度 对配置螺旋式或焊接环式箍筋的柱 箍筋所包围的核芯混凝土 相当于受到一个套箍作用 有效地限制了核芯棍凝土的横向变形 使核芯混凝土在三向压应力作用下工作 从而提高了轴心受压构件正截面承载力 西南科技大学网络教育课程 back 7 第五节偏心受压构件正截面承载力计算的有关原理 注意 离偏心压力较近一侧的纵向钢筋为受压钢筋 其截面面积用表示 另一侧的纵向钢筋不论受拉还是受压 其截面面积都用表示 一 偏心受压构件正截面的破坏形态第一类 受拉破坏 大偏心受压破坏 第二类 受压破坏 小偏心受压破坏 西南科技大学网络教育课程 back 8 1 大偏心受压破坏 受拉破坏 当构件截面中轴向压力的偏心距较大 而且没有配置过多的受拉钢筋时 就会发生大偏心受压破坏 2 小偏心受压破坏 受压破坏 当构件截面中轴向压力的偏心距较小或很小 或虽然偏心距较大 但配置过多的受拉钢筋时 构件就会发生小偏心受压破坏 偏心受压构件截面受力的几种情况 二 偏心受压构件的纵向弯曲影响偏心距增大系数的计算公式 西南科技大学网络教育课程 back 9 三 偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定与受弯构件的基本假定相同 四 附加偏心距原始偏心距 附加偏心距 初始偏心距 西南科技大学网络教育课程 back 10 五 两种破坏形态的界限1 当时 属于大偏心受压破坏 受拉破坏 2 当时 属于小偏心受压破坏 受压破坏 六 小偏心受压构件中远离纵向偏心力一侧的钢筋应力 西南科技大学网络教育课程 back 11 第六节不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 一 大偏心受压构件的截面计算 西南科技大学网络教育课程 back 12 1 基本公式2 适用条件 1 保证大偏压 2 保证受压钢筋屈服 西南科技大学网络教育课程 back 13 3 若 受压钢筋不屈服 则取平衡方程为 西南科技大学网络教育课程 back 14 4 大偏心受压的截面设计 1 第一种情形 均未知 为使总用钢量最少 应充分利用受压区混凝土承受压力 也就是应使受压区高度尽可能大 取例题6 3 西南科技大学网络教育课程 back 15 2 第二种情形 已知 求具体求解方法和受弯构件双筋截面计算方法完全一样 二 小偏心受压构件的截面计算 西南科技大学网络教育课程 back 16 二 小偏心受压构件的截面计算1 基本公式2 公式应用在进行小偏心受压计算时 如已知 则联立求解两个基本公式 如均未知 则补充一个总用钢量最小的经济条件来确定x 再求解 一般取 西南科技大学网络教育课程 back 17 三 大 小偏心受压构件的判别1 直接计算来判别大小偏心2 使用界限偏心距判别大小偏心为大偏心 为小偏心 3 使用经验公式判别大小偏心为大偏心 为小偏心 4 试算法在截面设计时先按大偏心破坏计算 计算过程中得到后再加以判断 当时 属于大偏心受压破坏 假定正确 当时 属于小偏心受压破坏 假定错误 改为小偏心受压重新计算 西南科技大学网络教育课程 back 18 第七节对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 对称配筋 一 大 小偏心受压构件的判别1 基本公式求得 当时 为大偏心受压构件 当时 为小偏心受压构件 西南科技大学网络教育课程 back 19 二 截面计算与复核1 大偏心受压构件例题6 8 西南科技大学网络教育课程 back 20 2 小偏心受压构件例题6 9 西南科技大学网络教育课程 back 21 第八节工字形截面偏心受压构件正截面承载力计算 一 大偏心受压构件1 中和轴在翼缘上 即2 中和轴在腹板上 即 西南科技大学网络教育课程 back 22 二 小偏心受压构件1 中和轴在腹板上 即2 中和轴在翼缘上 即 西南科技大学网络教育课程 back 23 第九节偏心受压构件N M相关曲线 一 相关曲线的意义1 该曲线展示了在截面 尺寸 配筋和材料 一定时 从正截面轴心受压 偏心受压至受弯间连续过渡的全过程中截面承载力的变化规律 2 曲线上任意一点的坐标 N M 代表一组截面承载力 如果作用于截面上的内力N M坐标点位于图中曲线内侧 如d点 说明截面在该点对应的内力作用下未达到承裁力极限状态 是安全的 西南科技大学网络教育课程 back 24 二 相关曲线的特点1 M 0时 N最大 N 0时 M不是最大 界限状态时 M最大 2 小偏心受压情况时 N随M的增大而减小 3 由于对称配筋方式界限状态时所对应的 故只与材料和截面有关 同配筋无关 三 注意作用在结构上的荷载往往有多种 但它们不一定都会同时出现或同时达到最大值 在结构设计时要进行荷载组合 因此在受压构件同一截面上可能会产生多组N M内力 它们当中存在某一组内力对该截面起控制作用 即它对截面承载力为最不利 而这一组内力不容易凭直观从多组N M中挑选出来 但利用N M关系曲线的规律 可比较容易地找到最不利内力组合 西南科技大学网络教育课程 back 25 第十节双向偏心受压构件正截面承载力计算 一 双向偏心受压构件在实际工程中 常会遇到双向偏心受压构件 如框架结构的角柱 双向偏心受压构件是指轴力N在截面的两个主轴方向都有偏心距 或构件同时承受轴心压力及两个方向的弯矩的作用 二 双向偏心受压构件承载力计算根据试验结果表明 双向偏心受压构件正截面的破坏形态与单向偏心受压构件正截面的破坏形态相似 也可分为大偏心受压 受拉破坏 和小偏心受压 受压破坏 因此 计算单向偏心受压构件正截面承载力计算时所采用的基本假定也可应用于双向偏心受压构件承载力的计算 双向偏心受压构件正截面承载力计算时 其中和轴一般不与截面主轴相垂直 是倾斜的 与主轴有一个夹角 混凝土受压区形状较为复杂 可能是三角形 梯形和多边形 同时 钢筋的应力也不均匀