建筑结构第五版(第4章

1、河北农业大学1第四章 轴心受力构件的受力性能河北农业大学2第一节第一节 轴心受拉构件的受力特点轴心受拉构件的受力特点一、混凝土开裂前一、混凝土开裂前 （一）弹性状态（一）弹性状态NAs sAc cAs sNcrAcftk（二）弹塑性状态（二）弹塑性状态 N=( E As+Ac) c E = Es/Ec （三）即将开裂状态（三）即将开裂状态 Ncr = (2 EAs+Ac) c N= cAc+ sAs c= s ； s=Es s ； c=Ec cN = ( EAs+Ac) c E= Es/Ec河北农业大学3二、混凝土开裂后二、混凝土开裂后1、开裂处混凝土退出工作，未开裂处混凝土和钢筋、开裂处混凝

2、土退出工作，未开裂处混凝土和钢筋共同受力。共同受力。2、当裂缝间混凝土的拉应力未达到抗拉强度时，裂、当裂缝间混凝土的拉应力未达到抗拉强度时，裂缝间距基本稳定，随外力的增大，裂缝宽度加大。缝间距基本稳定，随外力的增大，裂缝宽度加大。三、破坏阶段三、破坏阶段v钢筋承担所有的拉力。钢筋承担所有的拉力。 Nu= fykAs河北农业大学4第二节第二节 轴心受拉构件的承载力计算轴心受拉构件的承载力计算一、计算公式一、计算公式： N fy As 式中式中 N轴向拉力设计值；轴向拉力设计值； fy钢筋抗拉强度设计值；钢筋抗拉强度设计值； As纵向受拉钢筋截面面积。纵向受拉钢筋截面面积。二、构造要求二、构造要求

3、 1. 纵向受力钢筋的配置纵向受力钢筋的配置 2. 箍筋箍筋河北农业大学5第三节第三节 轴心受拉构件的裂缝宽度验算轴心受拉构件的裂缝宽度验算一、裂缝宽度计算公式一、裂缝宽度计算公式 二、裂缝宽度验算二、裂缝宽度验算 wmax wlim2 71 90 08max.eqskstedwcEsqtetkf1.165. 0河北农业大学6受压构件受压构件柱柱传递竖向荷载形成竖向空间受压构件（柱）受压构件（柱）往往在结往往在结构中具有重要作用，一旦构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个产生破坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。结构的损坏，甚至倒塌。河北农业大学7(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (

4、c)双向偏心受压轴心受压构件概念轴心受压构件概念在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。中腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。exexey河北农业大学8普通钢箍柱螺旋钢箍柱普通钢箍柱普通

5、钢箍柱：箍筋的作用？箍筋的作用？纵筋的作用？纵筋的作用？螺旋钢箍柱：箍筋的形状：箍筋的形状为圆形，且间距较密，其为圆形，且间距较密，其作用？作用？轴心受压构件箍筋配置形式轴心受压构件箍筋配置形式SS河北农业大学9v纵筋的作用：纵筋的作用： 提高受压承载力，减小截面尺寸；防止因初始提高受压承载力，减小截面尺寸；防止因初始偏心或者其它因素引起的附加弯矩在构件中产偏心或者其它因素引起的附加弯矩在构件中产生的拉力；减小砼的徐变；提高柱的延性。生的拉力；减小砼的徐变；提高柱的延性。v箍筋的作用：箍筋的作用： 与纵筋形成骨架，防止纵筋压屈；箍筋对内部与纵筋形成骨架，防止纵筋压屈；箍筋对内部混凝土的约束可以

6、改善构件的延性性能。混凝土的约束可以改善构件的延性性能。v螺旋形箍筋螺旋形箍筋可以提高构件的承载力和延性。可以提高构件的承载力和延性。河北农业大学10河北农业大学11轴心受压构件分类轴心受压构件分类初始偏心产生附加弯矩在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下，长 柱的承载力低于短柱，(采用降低系数来考虑)受压构件lo/i 28 lo/b 8lo/i 28短柱 长柱 加大初始偏心，最终构件是在M，N共同作用下破坏。(图示图示）附加弯矩引起挠度轴心受压长柱的破坏形式 轴心受压短柱的破坏形式：在N作用下压坏 河北农业大学12配有普通箍筋轴心受压短柱 试验研究bhAsANcNc混凝土压碎钢筋凸出oNcl混凝

7、土压碎钢筋屈服第一阶段：加载至钢筋屈服第一阶段：加载至钢筋屈服第二阶段：钢筋屈服至混凝第二阶段：钢筋屈服至混凝土压碎土压碎河北农业大学13受力特点v 整个截面的应变是均匀的。整个截面的应变是均匀的。v 荷载较小时，压应变和压应力与荷载基荷载较小时，压应变和压应力与荷载基本呈线性关系。荷载较大时，压应变增加速度本呈线性关系。荷载较大时，压应变增加速度加快。随荷载增大，纵筋应力增长加快，砼应加快。随荷载增大，纵筋应力增长加快，砼应力增长缓慢（产生应力重分布）。力增长缓慢（产生应力重分布）。v 当荷载长期作用时，由于砼产生徐变，当荷载长期作用时，由于砼产生徐变，纵筋应力进一步增大，砼应力进一步减小。

8、纵筋应力进一步增大，砼应力进一步减小。v 纵筋达到屈服，而后砼压坏。纵筋达到屈服，而后砼压坏。河北农业大学14轴心受压短柱的受力分析 截面分析的基本方程NccAs ssss=Essys,hfy0=0.002ocfcc平衡方程ssccAAN变形协调方程scNccAs s0=0.002ocfccsss=Essys,hfyNccAs s0=0.002ocfcc河北农业大学15轴心受压短柱的受力分析 荷载-变形关系NccAs fy当0=0.002时，混凝土压碎，柱达到最大承载力syccuAfAfN若若 s=0=0.002，则则2/400200000002. 0002. 0mmNEss轴心受压短柱中，当钢轴心受压短柱中，当钢筋的强度超过筋的强度超过400N/mm2时，其强度时，其强度得不到充分发挥得不到充分发挥河北农业大学16三、轴心受压短柱的受力分析 长期荷载下徐变的影响NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）经历徐变后产生了钢筋与砼之间的应产生了钢筋与砼之间的应力重分布力重分布,最小配筋率要求最小配筋率要求河北农业大学17轴心受压