混凝土结构基本原理 轴心受力构件的受力性能PPT学习教案

1、会计学1混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理 轴心受力构件的受轴心受力构件的受力性能力性能压压压拉拉柱 下 基础楼板柱梁梁墙楼梯墙 下 基础地下室底板第1页/共29页纵筋纵筋箍筋bh第2页/共29页00.001 0.002 0.003 0.00420010050150N (kN)平均应变 混凝土：fc=30.8MPa; ft=1.97MPa; Ec=25.1103MPa.钢筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205103MPa; As=284mm2.152NtNt915152钢筋屈服混凝土开裂第3页/共29页NtNtNtcrNtcrNtNt第4页/共29页NtNt结论结论

2、三个工作阶段：开裂前，线弹性三个工作阶段：开裂前，线弹性；开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；钢筋屈服后，；钢筋屈服后，Nt基本不增加基本不增加首条裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不在增首条裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不在增加加极限承载力取决于钢筋的用量和强度极限承载力取决于钢筋的用量和强度第5页/共29页sss=Essys,hfytto t0ftt=Ect混凝土混凝土钢筋钢筋第6页/共29页bhAsAAs/A3%时，A=bhllNtNtNttAs sll st0cscscscscsscsstt)1 ()()(AEAAEEAEAE

3、EAEAEAEAAN 第7页/共29页Ntt=ftAs ssstcrct0ccEt0(1)(1)E ANE AEAE A tto t0ftt=Ectt0 第8页/共29页sss=Essys,hfytto t0ftt=EctAss（As fy）Nt混凝土退出工作混凝土退出工作ssstAEN sytuAfN 第9页/共29页sss=Essys,hfytto t0ftt=EctAss（As fy）Nt验算验算Ntu Ntcr，若成立，可以；否则取，若成立，可以；否则取Ntu=NtcrsytuAfN t0Ect0scsccrt)1 ()1 ( AEAAEEAEN第10页/共29页Ass（As fy）N

4、t设计原则是：设计原则是：Nt NtusytutAfNN 为了保证设计截面的极限承载力大于截面的开裂荷为了保证设计截面的极限承载力大于截面的开裂荷载，避免脆性破坏载，避免脆性破坏mins bhA第11页/共29页Ass（As fy）Nt最小配筋率的确定原则是：最小配筋率的确定原则是：Ntu= NtcrysmincEmint0t(1)f AE AAf ，不同规范可能还会对上述值进行调整，作为实例见不同规范可能还会对上述值进行调整，作为实例见附表附表4-1ytminsminffAA ，第12页/共29页bhAsANcNc混凝土压碎钢筋凸出oNcl混凝土压碎钢筋屈服第一阶段：加载至钢筋屈服第一阶段：

5、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第13页/共29页NccAs ssss=Essys,hfyccc20ccc)2501(100011ff 0=0.002ocfcc平衡方程平衡方程ssccAAN 变形协调方变形协调方程程sc 物理方程物理方程(以以fcu50Mpa为例为例)第14页/共29页NccAs s第一阶段第一阶段)2501 (1000sscssccAEAfAAN 非线性关系ccEE引入割线模量) 1 (Ecsscc AEAEAEN)1 () 1 (sEcsEccANAN 第15页/共29页NccAs fy第二阶段第二阶段)2501 (1000syc

6、cAfAfN 当当 0=时，混凝土压碎，柱达到最大承载力时，混凝土压碎，柱达到最大承载力yccusAfAfN 若若 s=0=，则则2ssN/mm400200000002. 0002. 0 E轴心受压短柱中，轴心受压短柱中，当钢筋的强度超过当钢筋的强度超过400N/mm2时，其强时，其强度得不到充分发挥度得不到充分发挥第16页/共29页Nc施加后的瞬时施加后的瞬时)1 () 1 (sEcs1Ecc1ANAN NcAslNcAs s1c1l i第17页/共29页NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）经历徐变后经历徐变后)1 () 1 (sEcs1Ecc1ANAN i

7、Ctcr iiC)1 (tcr ss2c2cAAN s2stts1ctsE(1)(1)(1)(1)iECCNCA c1tEcEstEc2)1 () 1 ()1 (1CANAAC 第18页/共29页Nc撤去后撤去后NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）NcAs s3c3l cr（压）crss3E （拉）crss3s3c3EAAs 第19页/共29页长柱的承载力长柱的承载力3%，则，则A=b h- As 第23页/共29页) (ssyccucAAfAfNN 由由l0/b查表查表4-1求求 验算验算fy 400N/mm2 若若As /b h3%，则，则A=b h；若；

8、若As /b h3%，则，则A=b h- As ，重新计算重新计算验算最小配筋率验算最小配筋率第24页/共29页ssdcordcor第25页/共29页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第26页/共29页dcorrfyAss1fyAss1约束混凝土的抗压强度约束混凝土的抗压强度rccc4 ff当箍筋屈服时当箍筋屈服时 r达最大值达最大值corss0y2corcorss1ycorss1yr24422AAfsddAfsdAf 核心区混凝土的截面积间接钢筋的换算面积第27页/共29页dcorrfyAss1fyAss1ss0ysycorcsycorrcsycorcccu2)4(AfAfAfAfAfAfAfN 算得的承载力不宜大于普通箍柱承载力的倍，以免保护层算得的承载力不宜大于普通箍柱承载力的倍，以免保护层过早脱落过早脱落当当l0/dc12时，不考虑箍筋的有利作用时，