rA第三章：钢筋混凝土轴受力构件正截面承载力计算

1、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章第第 3 章章 轴心受力构件正截面承载力轴心受力构件正截面承载力 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章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了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程；受力全过程； 掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截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；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工程轴心受

2、力构件设计计算方法的相同 与不与不 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。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章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)nn3.1概概 述述混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下

3、一章章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 纵向钢筋面积。纵向钢筋面积。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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。

4、 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）0.2% yt45ff tf混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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 ；混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下

5、一下一章章3.3轴心受压构件轴心受压构件3.3.1 概述概述(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章3.3轴心受压构件轴心受压构件3.3.1 概述概述bash, （箍柱）（箍柱） （螺旋箍或焊接环箍）（螺旋箍或焊接环箍）混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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

6、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 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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 短柱的试验研究为界短柱和长柱，以28/oil轴心受压构件按长细比不同分为 短柱破坏时，截面的混凝土达到其抗压强度，纵向受压钢筋可能达到屈服强度，也可能没有达到。与钢筋强度大小有关。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下

7、一章章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 长柱的破坏 长柱在轴向压力作用下出现附加挠度，随着挠度的增加而产生纵向弯曲，使长柱在弯矩和轴力的共同作用下而破坏，长柱长细比越大，承载力越低。当长细比很大时，则会发生失稳破坏。 的影响长细比对长柱的承载力来考虑规范目前采用稳定系数 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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 长柱的破坏 初始偏心距初始偏心距附加弯矩和侧向挠度附加弯矩和侧向挠度加大了原来的初始偏心距加大了原来的初始偏心距构件承载力降低构件

8、承载力降低这就是所谓这就是所谓的的“”混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章33)(9 . 0afafncsy 稳定系数；稳定系数； 钢筋抗压强度设计值；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 。2. 建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算建筑工程配

9、有普通箍筋的轴压构件计算混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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柱(受压构件)l0/i 28 l0/b 8l0/i 28短柱 长柱短柱：1.0长柱： l0/i (或l0/b) 查表ai=i两端铰一端固定，一端铰支两端固定一端固定，一端自由实际结构按规范规定取值1.0l0.7l0.5l2.0l混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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

10、如：一般多层房屋的钢筋混凝土框架柱：现浇楼盖：底层柱其余各层柱装配式楼盖：底层柱其余各层柱注：其中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层楼盖顶面之间的高度l0 = 1.0hl0 = 1.25hl0 = 1.25hl0 = 1.5h混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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

11、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。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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）根） （每边多于（每边多于4 4根）根） （每边（每边3 3根）根） （每边多

12、于（每边多于3 3根）根） 全部纵筋配筋率不应小于全部纵筋配筋率不应小于0.6%0.6%；不宜大于不宜大于5% 5% 一侧钢筋配筋率不应小于一侧钢筋配筋率不应小于0.2% 0.2% ; ; 常用常用0.8%0.8%到到2%2% 直径不宜小于直径不宜小于12mm12mm，常用，常用16-32mm16-32mm，宜用粗钢筋，宜用粗钢筋v 纵筋：纵筋：混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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 螺旋式箍筋对混凝土如同一个套箍，有效地限制了

13、混凝土核心部分的横向变形，使得核心混凝土处在三向压应力作用下工作，使得混凝土抗压强度极限压应变得到很大提高。 螺旋式钢筋柱混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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：3524*cc1ff36corss1ycorss1ydsafdsaf2222混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮

14、 助助下一下一章章37corss1ycc1sdafff8根据轴向力平衡条件可得：根据轴向力平衡条件可得：afafnycorc1afasdafafycorcorss1ycorc839ssoysycorcafafaf2混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章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：310)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

15、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， ； ssoasadass1corsso 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章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（1010）算得的承载力应大于按式（）算得的承载力应大于按式（3 3）算得的承载力，但不应超过其算得的承载力，但不应超过其1.51.5倍；倍；v l0 /d12；混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章构造要求构造要求 当计算中考虑间接钢筋的作用时，其间接钢筋的间距不应大于80mm，且不宜小于40mm。 间接钢筋的直径应符合普通箍筋柱中箍筋的要求。纵向钢筋至少要用6根，通常为68根沿圆周等距离配置。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 3 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一下一章章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