建筑力学与结构基础ppt课件

1、第九章 钢筋砼轴向受力构件(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压 受压构件柱往往在构造中具有重要作用，一旦产受压构件柱往往在构造中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个构造的损坏，甚至倒塌。生破坏，往往导致整个构造的损坏，甚至倒塌。第九章 钢筋砼轴向受力构件第九章 钢筋砼轴向受力构件9.1 9.1 钢筋砼轴心受压构件的承载力计算钢筋砼轴心受压构件的承载力计算普通钢箍柱螺旋钢箍柱普通钢箍柱：箍筋的作用？普通钢箍柱：箍筋的作用？纵筋的作用？纵筋的作用？螺旋钢箍柱：箍筋的外形为圆螺旋钢箍柱：箍筋的外形为圆形，且间距较密，其作用？形，且间距较密，其作用？纵筋的作用：纵筋的作用： 协助

2、混凝土受压协助混凝土受压受压钢筋最小配筋率：受压钢筋最小配筋率：0.4% (单侧单侧0.2%) 承当弯矩作用承当弯矩作用 减小继续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。减小继续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。实验阐明，收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝实验阐明，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。假设不给配力的增长幅度随配筋率的减小而增大。假设不给配筋率规定一个下限，钢筋中的压应力就能够在继续筋率规定一个下限，钢筋中的压应力就能够在继续运用荷载下增长到屈服应力水准。运用荷载下增长到

3、屈服应力水准。第九章 钢筋砼轴向受力构件第九章 钢筋砼轴向受力构件普通钢箍柱普通钢箍柱轴心受压短柱轴心受压短柱sycsuAfAfN轴心受压长柱轴心受压长柱suluNN suluNN稳定系数稳定系数稳定系数稳定系数j 主要与柱的长细主要与柱的长细比比l0/b有关有关)(9 . 0sycuAfAfNN折减系数折减系数 0.9是思索初始偏心的影响，以及主要接受恒载作是思索初始偏心的影响，以及主要接受恒载作用的轴压受压柱的可靠性。用的轴压受压柱的可靠性。9.2 偏心受压构件的破坏形状 NoImage压弯构件 偏心受压构件第九章 钢筋砼轴向受力构件NoImageNoImage压弯构件 偏心受压构件偏心距

4、e0=0时当e0时，即N=0偏心受压构件的受力性能和破坏形状界于轴心受压构件和受弯构件。第九章 钢筋砼轴向受力构件NoImage偏心受压构件的破坏形状与偏心距偏心受压构件的破坏形状与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关和纵向钢筋配筋率有关1.受拉破坏受拉破坏第九章 钢筋砼轴向受力构件 fyAs fyAsNMM较大，较大，N较小较小偏心距偏心距e0较大较大 fyAs fyAsNAs配筋适宜配筋适宜第九章 钢筋砼轴向受力构件 fyAs fyAsN受拉破坏受拉破坏2.受压破坏受压破坏产生受压破坏的条件有两种情况：产生受压破坏的条件有两种情况： 当相对偏心距当相对偏心距e0/h0较小较小第九章 钢筋砼轴向受

5、力构件 sAs fyAsN或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时时 sAs fyAsNAs太太多多第九章 钢筋砼轴向受力构件受压破坏产生受压破坏的条件有两种情况：当相对偏心距e0/h0较小。或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时。 sAs fyAsN sAs fyAsNAs太太多多受拉破坏受拉破坏 受压破坏受压破坏第九章 钢筋砼轴向受力构件二、偏心受压构件正截面承载力计算二、偏心受压构件正截面承载力计算 偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是一样的，即仍采用以平截面假定为

6、根底的计一样的，即仍采用以平截面假定为根底的计算实际。算实际。 根据混凝土和钢筋的应力根据混凝土和钢筋的应力-应变关系，即可分应变关系，即可分析截面在压力和弯矩共同作用下受力全过程。析截面在压力和弯矩共同作用下受力全过程。 对于正截面承载力的计算，同样可按受弯情对于正截面承载力的计算，同样可按受弯情况，对受压区混凝土采用等效矩形应力图。况，对受压区混凝土采用等效矩形应力图。 等效矩形应力图的强度为等效矩形应力图的强度为a fc，等效矩形应，等效矩形应力图的高度与中和轴高度的比值为力图的高度与中和轴高度的比值为b 。第九章 钢筋砼轴向受力构件1.1.受拉破坏和受压破坏的界限受拉破坏和受压破坏的界

7、限 即受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压即受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应变应变ecuecu同时到达。同时到达。 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。 因此，相对界限受压区高度仍为。因此，相对界限受压区高度仍为。scuybEf1第九章 钢筋砼轴向受力构件当当x xb时时 sysycuAfAfbxfN fyAs fyAsNM当当x xb时时 sAs fyAsNM sssycuAAfbxfN第九章 钢筋砼轴向受力构件)22(xhbxfMcu)2(ahAfsy)2(ahAfsy)22(xhbxfMcu)2(ahAss)2(ahAfsy受拉破坏受拉破坏(大偏心受压大

8、偏心受压)受压破坏受压破坏(小偏心受压小偏心受压)2.受拉一侧的钢筋应力受拉一侧的钢筋应力ss由平截面假定可得由平截面假定可得ncunsxxh0cusxnh0第九章 钢筋砼轴向受力构件) 1/(0hxEcussx=b xnss=Eses) 1(cusE受拉一侧的钢筋应力受拉一侧的钢筋应力ssncunsxxh0cusxnh0) 1() 1/(0cuscussEhxEx=b xnss=Eses为防止采用上式出现为防止采用上式出现 x 的三次方程的三次方程bysfcuyxnbh0思索：当思索：当x =xb，ss=fy；第九章 钢筋砼轴向受力构件当当x =b，ss=0第九章 钢筋砼轴向受力构件3.3.

9、附加偏心距和偏心距增大系数附加偏心距和偏心距增大系数 由于施工误差、计算偏向及资料的不均匀等缘由，实践工程中不存在理想的轴心受压构件。为思索这些要素的不利影响，引入附加偏心距，即在正截面压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距e0=M/N与附加偏心距ea之和，称为初始偏心距ei。aieee0 参考以往工程阅历和国外规范，附加偏心距参考以往工程阅历和国外规范，附加偏心距ea取取20mm与与h/30 两者两者中的较大值，此处中的较大值，此处h是指偏心方向的截面尺寸。是指偏心方向的截面尺寸。1附加偏心距附加偏心距2偏心距增大系数偏心距增大系数NoImage第九章 钢筋砼轴向受力构件MNN0M0NusNu

10、seiNumNumeiNum fmNulNul eiNul fl第九章 钢筋砼轴向受力构件MNN0M0NusNuseiNumNumeiNum fmNulNul eiNul fl第九章 钢筋砼轴向受力构件MNN0M0NusNuseiNumNumeiNum fmNulNul eiNul fl第九章 钢筋砼轴向受力构件偏心距增大系数偏心距增大系数iiiefefe1 2/022lxdxyd1020lf 0017. 025. 10033. 00hb0 . 17 . 22 . 01ie0hsc，hl0201. 015. 1，)140011 (21200hlheCim取h=1.1h0第九章 钢筋砼轴向受力构

11、件NoImagel0202lf2010lf017 .1711h4.对称配筋截面对称配筋截面实践工程中，受压构件常接受变号弯矩作用，实践工程中，受压构件常接受变号弯矩作用，当弯矩数值相差不大，可采用对称配筋。当弯矩数值相差不大，可采用对称配筋。采用对称配筋不会在施工中产生过失，故有采用对称配筋不会在施工中产生过失，故有时为方便施工或对于装配式构件，也采用对时为方便施工或对于装配式构件，也采用对称配筋。称配筋。对称配筋截面，即对称配筋截面，即As=As，fy = fy，a = a，其界限破坏形状时的轴力为其界限破坏形状时的轴力为Nb=a fcbxbh0。)()2(00ahAfxhbxfeNAfAf

12、bxfNsycsysyc第九章 钢筋砼轴向受力构件因此，除要思索偏心距大小外，还要根据轴力大小因此，除要思索偏心距大小外，还要根据轴力大小N Nb的情况判别属于哪一种偏心受力情况。的情况判别属于哪一种偏心受力情况。(1)当当heieib.min=0.3h0，且，且N Nb时，为大偏心受时，为大偏心受压压 x=N /a fcb)()2(00ahAfxhbxfeNAfAfbxfNsycsysyc)()5 . 0(00ahfxhbxfNeAAycss假设假设x=N /a fcbeib.min=0.3h0，但，但N Nb时，为小偏心受压时，为小偏心受压)()2(00ahAfxhbxfeNAfAfbxfNNsycsbysycubbcsysyhbfNAfAf)(0由第一式解得由第一式解得)()5 . 01 (0020ahhbfNbhfNecbbcbb代入第二式得代入第二式得这是一个这是一个x 的三次方程，设计中计算很费事。为简化计算，如的三次方程，设计中计算很费事。为简化计算，如前所说，可近似取前所说，可近似取as=x(1-0.5x)在小偏压范围的平均值，在小偏压范围的平均值，2/ 5 . 0)5 . 01 (bbs代入上式代入上式第九章 钢筋砼轴向受力构件bcbcsc