fA第三章钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算

1、混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章第三章第三章 轴心受力构件正截面承载力轴心受力构件正截面承载力 混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 结构有构件组成： 轴心受力构件：n(+,-) 偏心受力构件：m、n (+,-) 受弯构件：m、v 受扭构件:t、m、v力学：进行结构的内力分析得到构件截面上的作用 效应。 结构设计的目标：安全可靠、经济适用。0sr混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章钢筋混凝土构件的研究思路：对构件

2、进行试验研究，明确构件在各个阶段的受力特征。找出构件的受力规律按构件的功能确定极限状态根据极限状态的 受力特征，建立结构的计算模型 考虑结构的可靠度建立基本计算公式，并列出公式适用条件混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章本章重点本章重点 了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程；全过程； 掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截面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；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

3、的相同与不程轴心受力构件设计计算方法的相同与不 同之处；同之处； 熟悉轴心受力构件的构造要求。熟悉轴心受力构件的构造要求。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章理想的轴心受力构理想的轴心受力构件不存在。件不存在。(轴压)轴线nn轴线(轴拉)nn图图3-1 轴心受力构件轴心受力构件3.1概概 述述混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章纵筋纵筋箍筋bhnn压压压拉拉混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.2轴心受拉构件轴心受

4、拉构件3.2.1 受力过程及破坏特征受力过程及破坏特征ntntntntntcrntcr混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.2轴心受拉构件轴心受拉构件3.2.1 受力过程及破坏特征受力过程及破坏特征nnnunncro混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.2.2 建筑工程中的轴拉构件建筑工程中的轴拉构件1. 计算公式计算公式nfysa 0x31syafn n 拉力的组合设计值；拉力的组合设计值；fy 钢筋抗拉强度设计值，钢筋抗拉强度设计值， fy 300 n/mm2 ；as

5、 纵向钢筋面积。纵向钢筋面积。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2. 构造要求构造要求v 箍筋直径箍筋直径 d6mm, 间距间距s 200mm (腹杆中腹杆中 s 150mm)。 v 纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先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。采用直径较小的钢筋。 v 不得采用绑扎的搭接接头。不得采用绑扎的搭接接头。 v 纵筋一侧配筋率纵筋一侧配筋率 ,且且 。 （ 为混凝土轴心抗拉强度设计值）为混凝土轴心抗拉强度设计值）%2 . 02s bha yt45. 0fftf混凝土结构基本原理混凝土结

6、构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章例例3-1 (gb50010)某钢筋混凝土屋架下弦，其节间最大轴心拉力设计值n=200kn，截面尺寸bh=150mm150mm，混凝土强度等级c30，钢筋用hrb335级钢筋，试求由正截面抗拉承载力确定的纵筋数量as。解解 由参考资料附表3查得hrb335级钢筋fy=300n/mm2，代入公式（3-1） n fy as 得选用 4 16 （as=804mm2） 且32sy200 10666.7mm300nafmin80421.75%150 150sab htminy1.430.450.450.21%300ff0.2%混凝土结

7、构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.2.2 桥梁工程中的轴拉构件桥梁工程中的轴拉构件0ndsdfas 0x32ssddoafn nd 拉力的组合设计值；拉力的组合设计值；fsd 钢筋抗拉强度设计值，钢筋抗拉强度设计值， fsd 330 n/mm2 ；混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.3轴心受压构件轴心受压构件3.3.1 概述概述bash, （普通箍筋柱）（普通箍筋柱） （螺旋箍或焊接环箍柱）（螺旋箍或焊接环箍柱）混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录

8、上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件配有普通箍筋的轴心受压构件1. 受力分析及破坏特征受力分析及破坏特征短柱：混凝土压碎，钢筋压屈。短柱：混凝土压碎，钢筋压屈。 长柱：构件压屈长柱：构件压屈 l0 /i28 ( (l0 为柱计算长度，为柱计算长度， i为回转半径。为回转半径。) ) 矩形截面柱，矩形截面柱， l0 /b8 混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2. 建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算33)(9 . 0afafncsy 稳定系数；稳定系数； 钢筋抗压强度

9、设计值；钢筋抗压强度设计值；yf 混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土轴心抗压强度设计值；cf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。 全部纵向受压钢筋面积；全部纵向受压钢筋面积；saa 构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于scaaa0.03时，时，a该用该用 。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3. 桥涵工程中配有普通箍筋的轴压柱承载力桥涵工程中配有普通箍筋的轴压柱承载力34)(9 . 00ssdcddafafn 稳定系数；稳定系数； 混凝土抗压强度设计

10、值；混凝土抗压强度设计值；cdfsdf 纵向受压钢筋抗压强度设计值。纵向受压钢筋抗压强度设计值。4. 构造要求构造要求v 材料：混凝土宜高一些，钢筋宜用材料：混凝土宜高一些，钢筋宜用hrb400级。级。v 截面：截面： b250mm, l0 /b30 。v 纵筋：纵筋： d12mm, 圆柱中根数圆柱中根数 6， 5； 50mm 350mm, c25mm。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章v 箍筋：封闭式箍筋：封闭式 d6mm , d纵纵 /4； s400mm , 15d纵纵 。b400400bb400400b （每边（每边4 4根）

11、根） （每边多于（每边多于4 4根）根） （每边（每边3 3根）根） （每边多于（每边多于3 3根）根）3.3.3 配有螺旋箍筋的轴心受压构件配有螺旋箍筋的轴心受压构件1. 受力分析及破坏特征受力分析及破坏特征保护层剥落 螺旋箍筋对混凝土变形产生螺旋箍筋对混凝土变形产生约束，使其承载力提高。约束，使其承载力提高。配有螺旋筋柱的受力分析 1. 配筋形式ssdcordcor配有螺旋筋柱的受力分析 2.试验研究nc素混凝土柱普通钢筋混凝土柱螺旋箍筋钢筋混凝土柱荷载不大时螺旋箍柱和普通箍柱的性能几乎相同保护层剥落使柱的承载力降低螺旋箍筋的约束使柱的承载力提高标距ncnc混凝土结构基本原理混凝土结构基本

12、原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.建筑工程中螺旋箍轴压构件承载力建筑工程中螺旋箍轴压构件承载力yfass1yfss1adcor2s 当螺旋筋屈服时，当螺旋筋屈服时，s2可由隔离体平衡条件求得可由隔离体平衡条件求得：以以（6）代入代入（5），得：，得：352cc14 ff36corss1ycorss1ydsafdsaf2222混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章37corss1ycc18sdafff根据轴向力平衡条件可得：根据轴向力平衡条件可得：afafnycorc1safasdafafycorcors

13、s1ycorc838ssoysycorcafafaf2混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章规范从提高安全度考虑，采用下式设计：规范从提高安全度考虑，采用下式设计：39)2( 9 . 0ssoysycorcafafafn 间接钢筋的强度；间接钢筋的强度；yf 构件的核心截面面积；构件的核心截面面积；cora 单根间接钢筋的截面面积；单根间接钢筋的截面面积；ss1a 间接钢筋的间距；间接钢筋的间距；s 间接钢筋对混凝土约束的折减系数。间接钢筋对混凝土约束的折减系数。 间接钢筋的换算面积，间接钢筋的换算面积， ； ssoasadass1co

14、rsso 0 . 185. 0混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章构造要求构造要求v 间接钢筋的换算截面面积间接钢筋的换算截面面积asso应大于纵向钢应大于纵向钢 筋全部截面面积的筋全部截面面积的25。v 按式（按式（9 9）算得的承载力应大于按式（）算得的承载力应大于按式（3 3）算）算 得的承载力，但不应超过其得的承载力，但不应超过其1.51.5倍；倍；v l0 /d12；当遇到上述任意一种情况不满足要求时，不应计入间接钢筋的影响，而应按式3-3进行计算。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮

15、帮 助助下一章下一章3.桥涵工程中配有螺旋箍筋轴压柱承载力桥涵工程中配有螺旋箍筋轴压柱承载力310)( 9 . 0sosdssdcorcd0akfafafn 间接钢筋的换算截面面积；间接钢筋的换算截面面积；soa 间接钢筋影响系数。间接钢筋影响系数。k混凝土强度混凝土强度c50c55c60c65c70k2.01.951.901.851.80构造要求构造要求间接筋间接筋：dd纵纵 /4， 6mm ; 40mm s80mm , dcor /5。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章例3-2某轴心受压柱，轴力设计值 ，计算长度为 ，混凝土c2

16、5，纵筋采用hrb400级钢筋。环境类别为一类。试求柱截面尺寸，并配置受力钢筋。 解:初步估算截面尺寸： 由附表1-2查的c25混凝土的 ，由附表 2-3查的， hrb400钢筋的 。取 由式（3-3）可得若采用方柱， 取 ，查表3-1，得 ，由式（3-3）可求得2400knn 06.2lm2c11.9n/mmf 2y360n/mmf=1.0,1%.32172.043 10 mm0.9cynaff414.78mmhba450 450mmb h06.213.780.45lb=0.923混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章选配8 16 。

17、 规范规定，受压构件全部纵向钢筋的最小配筋率百分率为0.6%。当采用hrb400级钢筋配筋时可减少0.1%，即为0.5%，因此配筋合适。20.91332mm0.9csynf aaf21608mmsa 21608mm0.794%450mm450mm混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章例3-3 某多层框架结构（框架按无侧移结构考虑），底层门厅为圆形截面，直径d=500mm，按轴心受压柱设计，轴向力设计值n=3900kn，计算长度 ，混凝土强度等级c30，纵向钢筋采用hrb400，螺旋箍筋采用r335，环境类别为一类。试求柱配筋。解：柱长细比 ，符合要求。由附表1-2查的c30混凝土的 ，由附表 2-3查的r335钢筋的 ， hrb400钢筋的 先设纵向受压钢筋为钢筋为6 20.柱核心截面直径 (c=30mm)，核心截面面积 ，需配置的螺旋钢筋的换算截面面积 为：06ml 06120.5ld2c14.3kn/mmf 2y300kn/mmf 2y360kn/mmf21884mmsa cor440mmd22corcor152053mm4adsso