第三章：钢筋溷凝土轴心受力构件正截面承载力计算xhs-revisePPT课件

1 研制单位 湖南大学 混凝土结构设计原理 第3章电子教案 进入 2 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 第3章轴心受力构件正截面承载力 3 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 本章重点 了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程 掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截面承载力的计算方法 了解建筑工程轴心受力构件与公路桥涵工程轴心受力构件设计计算方法的相同与不同之处 熟悉轴心受力构件的构造要求 4 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 5 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 3 2 1受力过程及破坏特征 6 第 阶段 从混凝土开裂到钢筋屈服 裂缝截面与轴线垂直 并贯穿整个截面 混凝土退出工作 外力全部由钢筋承担 裂缝截面钢筋应力突增 若配筋率不过小以至于立刻屈服 则截面还能继续承载 直至钢筋达到抗拉屈服强度fy 一般情况下截面配筋率越高 在相同配筋率下钢筋直径越细 数越多 分布较均匀时 裂缝间距越小 裂缝宽度越细 7 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 3 2 2建筑工程中的轴拉构件 1 计算公式 8 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 2 构造要求 箍筋直径d 6mm 间距s 200mm 腹杆中s 150mm 纵筋应沿截面周边均匀对称布置 并宜优先采用直径较小的钢筋 钢筋连接有绑扎连接 焊接连接 螺栓连接 套筒挤压连接等多种方式 轴拉构件不得采用绑扎的搭接接头 纵筋一侧配筋率 且 为混凝土轴心抗拉强度设计值 9 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 3 2 2桥梁工程中的轴拉构件 Nd 拉力的组合设计值 fsd 钢筋抗拉强度设计值 fsd 330N mm2 10 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 3 3 1概述 配筋方式 配有纵筋和箍筋根据箍筋形式不同可分为普通钢箍柱和螺旋钢箍柱 11 纵筋的作用 协助混凝土受压承担由于初始偏心或偶然因素引起的附加弯矩作用引起的拉力减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响 实验表明 收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向钢筋转移 从而使钢筋压应力不断增长 压应力的增长幅度随配筋率的减小而增大 如果不给配筋率规定一个下限 钢筋中的压应力就可能在持续使用荷载下增长到屈服应力水准 12 箍筋的作用固定纵筋位置 防止纵筋在混凝土压碎前压屈 约束混凝土横向变形 尤其是螺旋箍筋有较强的约束力 能提高构件的承载力和延性 13 柱的分类 短柱 lo i 28 lo b 8 矩形 lo d 7 圆形 长柱 lo i 28 lo b 8 矩形 lo d 7 圆形 其中 柱的计算长度lo与两端支承有关 铰接时 lo l 两端固定 lo 0 5l 一端固定 一端为不动铰支应 lo 0 7l 一端固定 一端自由lo 2l具体见 混凝土规范 14 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 3 3 2配有普通箍筋的轴心受压构件 1 受力分析及破坏特征 短柱 混凝土压碎 钢筋压屈长柱 构件压屈 l0 i 28 l0为柱计算长度 i为回转半径 矩形截面柱 l0 b 8 15 16 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 2 建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算 j 稳定系数 钢筋抗压强度设计值 混凝土轴心抗压强度设计值 当现浇钢筋混凝土轴压构件截面长边或直径小于300mm时 混凝土强度设计值应乘以系数0 8 17 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 全部纵向受压钢筋面积 18 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 3 桥涵工程中配有普通箍筋的轴压柱承载力 稳定系数 混凝土抗压强度设计值 纵向受压钢筋抗压强度设计值 4 构造要求 材料 混凝土宜高一些 钢筋宜用HRB400级 截面 b 250mm l0 b 30 纵筋 d 12mm 圆柱中根数 6 5 50mm 350mm c 30mm 19 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 箍筋 封闭式d 6mm d纵 4 s 400mm 15d纵 20 螺旋箍筋柱螺旋箍筋能有效约束混凝土受压后的横向变形 使核心区混凝土处于三向受力状态 从而间接提高了其抗压强度 因而也称间接钢筋柱 这种柱因施工复杂 钢筋用量较多 造价高 较少采用 当柱承受很大轴心受压荷载 并且柱截面尺寸由于建筑上及使用上的要求受到限制 若按普通钢箍配 即使提高了混凝土强度等级和增加了纵筋量也不足以承受该荷载时 可考虑采用螺旋钢箍柱以提高承载力 21 试验研究压应力较小 0 8fc 时 螺旋筋受力并不明显 荷载增大 出现裂缝和横向变形 此时箍筋对混凝土施加径向压力 达到fc时 核芯混凝土还能继续承压 荷载继续增加 螺旋筋拉应力增大至屈服 不能再约束混凝土的横向变形时核芯混凝土才被压碎 此时压应变可达0 01以上 22 截面承载力首先计算混凝土圆柱体三向受压状态的纵向抗压强度fc1 23 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 2 建筑工程中螺旋箍轴压构件承载力 当螺旋筋屈服时 s2可由隔离体平衡条件求得 以 3 6 代入 3 5 得 24 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 根据轴向力平衡条件可得 25 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 规范从提高安全度考虑 采用下式设计 26 混凝土结构设计原理 第3章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 构造要求 间接钢筋的换算截面面积Asso应大于纵向钢筋全部截面面积的25 按式 3 9 算得的承载力应大于按式 3 3 算得的承载力 但不应超过其1 5倍 l0 d 12 27 注意为防止在远未达到极限承载力之前保护层产生剥落 从而影响正常使用 规范 规定 按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋柱受压承载力的50 即 对长细比过大柱 由于纵向弯曲变形较大 截面不是全部受压 螺旋箍筋的约束作用得不到有效发挥 规范 规定对长细比l0 d大于12的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用 28 混凝土结构设计原理 第3章