项目钢筋混凝土柱的设计与施工学习教案

1、会计学1第一页，共79页。第1页/共78页第二页，共79页。1. 受压构件受压构件(gujin)概述概述 第第 一一 节节 混凝土柱的结构形式和构混凝土柱的结构形式和构造造(guzo)要求要求 实际工程（如框架结构）中常见实际工程（如框架结构）中常见(chn jin)的中柱可视为轴心受的中柱可视为轴心受压柱，边柱可视为单向偏心受压柱，角柱可视为双向偏心受压柱。压柱，边柱可视为单向偏心受压柱，角柱可视为双向偏心受压柱。第2页/共78页第三页，共79页。材料强度材料强度 混凝土：宜采用较高强度等级的混凝土，一般混凝土：宜采用较高强度等级的混凝土，一般(ybn)(ybn)采用采用C25 C25 及以

2、上等级的混凝土。及以上等级的混凝土。 主筋：一般主筋：一般(ybn)(ybn)采用采用HRB400HRB400和和HRB335HRB335。 箍筋：一般箍筋：一般(ybn)(ybn)采用采用HPB235HPB235， HRB335 HRB335 也很常见。也很常见。 我们知道，混凝土结构这门学课是在大量的试验基础上我们知道，混凝土结构这门学课是在大量的试验基础上建立起来的，是一门半经验半理论的的学科，而工程经验通建立起来的，是一门半经验半理论的的学科，而工程经验通过构造措施来体现。构造措施在混凝土结构中占有非常重要过构造措施来体现。构造措施在混凝土结构中占有非常重要的地位，我们一定要克服重计算

3、轻构造的思想。所以，在讲的地位，我们一定要克服重计算轻构造的思想。所以，在讲解解(jingji)受压构件的理论计算之前，我们应该首先了解一受压构件的理论计算之前，我们应该首先了解一下受压构件的的基本构造要求。下受压构件的的基本构造要求。第3页/共78页第四页，共79页。截面形式及尺寸要求截面形式及尺寸要求 1. 1.截面形状：正方形、矩形、圆形、异型截面形状：正方形、矩形、圆形、异型柱。柱。 2. 2.截面尺寸：满足建筑功能前提截面尺寸：满足建筑功能前提(qint)(qint)下尽可能使用较大截面。框架柱截面不应小于下尽可能使用较大截面。框架柱截面不应小于 300300300300。 3. 3

4、.轴压比：规范对不同抗震等级的结构有轴压比：规范对不同抗震等级的结构有具体的轴压比限值。具体的轴压比限值。 第4页/共78页第五页，共79页。柱的配筋柱的配筋第5页/共78页第六页，共79页。第6页/共78页第七页，共79页。第7页/共78页第八页，共79页。 箍筋加密箍筋加密(ji m)第8页/共78页第九页，共79页。钢筋钢筋(gngjn)骨架骨架第9页/共78页第十页，共79页。机械机械(jxi)连接连接第10页/共78页第十一页，共79页。机械机械(jxi)连接连接第11页/共78页第十二页，共79页。的两对边；的两对边；圆柱中纵向受力钢筋宜沿周圆柱中纵向受力钢筋宜沿周边均匀布置。边均

5、匀布置。第12页/共78页第十三页，共79页。第13页/共78页第十四页，共79页。第14页/共78页第十五页，共79页。2）箍筋）箍筋作用：保证纵向钢筋的位置正确；防止纵向钢筋压屈，作用：保证纵向钢筋的位置正确；防止纵向钢筋压屈，从而提高柱的承载能力。从而提高柱的承载能力。构造要求：受压构件中的周边构造要求：受压构件中的周边(zhu bin)箍筋应做成封箍筋应做成封闭式（防止纵向钢筋被压屈）。箍筋直径不应小于闭式（防止纵向钢筋被压屈）。箍筋直径不应小于d/4（d为纵向钢筋的最大直径），箍筋间距不应大为纵向钢筋的最大直径），箍筋间距不应大于于400mm及构件截面的短边尺寸，且不应大于及构件截面

6、的短边尺寸，且不应大于15d（d为纵向受力钢筋的最小直径）。为纵向受力钢筋的最小直径）。第15页/共78页第十六页，共79页。u对于截面形状复杂的构件，不可采用对于截面形状复杂的构件，不可采用(ciyng)(ciyng)具有内折角的箍筋。其具有内折角的箍筋。其原因是，这种形式的箍筋不能有效套箍纵向受力钢筋和混凝土，使纵筋原因是，这种形式的箍筋不能有效套箍纵向受力钢筋和混凝土，使纵筋屈曲（失稳破坏）而不是屈服，混凝土单向受压，从而降低柱的承载力屈曲（失稳破坏）而不是屈服，混凝土单向受压，从而降低柱的承载力。第16页/共78页第十七页，共79页。3）箍筋加密）箍筋加密作用：抗震要求作用：抗震要求(

7、yoqi)（抗剪）（抗剪）加密区长度：框架柱的箍筋加密区长度，应取柱截面加密区长度：框架柱的箍筋加密区长度，应取柱截面长边尺寸长边尺寸(或圆形截面直径或圆形截面直径)、柱净高的、柱净高的1/6和和500mm中的最大值。一、二级抗震等级的角柱应中的最大值。一、二级抗震等级的角柱应沿柱全高加密箍筋。沿柱全高加密箍筋。框架短柱（净高与截面宽度比值在框架短柱（净高与截面宽度比值在4以内，容易发生以内，容易发生脆性破坏）应全长加密。脆性破坏）应全长加密。 第17页/共78页第十八页，共79页。u底层柱的柱根（指地下室的顶面或无地下室情底层柱的柱根（指地下室的顶面或无地下室情况况(qngkung)的基础顶

8、面）加密区长度应取不的基础顶面）加密区长度应取不小于该层柱净高的小于该层柱净高的1/3；当有刚性地面时，除柱；当有刚性地面时，除柱端箍筋加密区外尚应在刚性地面上、下各端箍筋加密区外尚应在刚性地面上、下各500mm的高度范围内加密箍筋。的高度范围内加密箍筋。第18页/共78页第十九页，共79页。N 轴心受压构件的承载力是正截面受压承载力轴心受压构件的承载力是正截面受压承载力 的的上限。先讨论轴心受压构件的承载力计算方法，然上限。先讨论轴心受压构件的承载力计算方法，然后再重点讨论单向偏心受压的正截面承载力计算。后再重点讨论单向偏心受压的正截面承载力计算。 明确：在实际结构中，理想的轴心受压构件是不

9、明确：在实际结构中，理想的轴心受压构件是不存在的，由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混存在的，由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混凝土不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距凝土不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。但是，以恒载为主的等跨多层房屋内柱、桁架。但是，以恒载为主的等跨多层房屋内柱、桁架(hngji)中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。近似按轴心受压构件计算。第二节第二节 轴心轴心(zhu xn)受压构件正截面承受压构件正截面承载力载力第19页/共78页第二十页，共79页。然后混凝土达到极限应变，此时然后混凝土达到极限应

10、变，此时混凝土达到了其轴心抗压强度设混凝土达到了其轴心抗压强度设计值。计值。n试验研究还表明，对长试验研究还表明，对长细比较大的长柱，由于纵向弯曲细比较大的长柱，由于纵向弯曲的影响，其承载力低于相同的影响，其承载力低于相同(xin tn)条件的短柱。当柱的条件的短柱。当柱的长细比过大时还会发生失稳破坏。长细比过大时还会发生失稳破坏。为了反映长柱承载力的降低，为了反映长柱承载力的降低，混凝土结构设计规范采用稳混凝土结构设计规范采用稳定系数定系数来折减。见下表。来折减。见下表。第20页/共78页第二十一页，共79页。第21页/共78页第二十二页，共79页。关于关于(guny)柱的计算长度柱的计算长

11、度l0，与柱的两端支承情况及有无侧，与柱的两端支承情况及有无侧移等因素有关，一般而言：移等因素有关，一般而言： 1) 理想支承情况构件的计算长度 两端铰支： l01.0 l 两端固定： l00.5 l 一端固定一端铰支： l00.7 l 一端固定一端自由： l02.0 l 2) 实际支承情况柱的计算长度 在实际工程中，构件的支承情况并不是理想的，故混凝土结构设计 规 范对一般(ybn)多层现浇钢筋混凝土框架柱的计算长度作了具体的规定: 底层柱 l01.0 H 其余各层柱 l01.25 H 3) 层高H 底层柱 基础顶面到一层楼盖顶面之间的距离； 其余层 上下两层楼盖顶面之间的距离。 第22页/

12、共78页第二十三页，共79页。 试验研究表明，配有纵筋和普通箍筋的短柱在荷载作用下整个截面压应变是均匀分布的，轴向力在截面产生的压力由混凝土和钢筋共同承担。当柱处于临界状态时，钢筋达到其抗压屈服强度，混凝土达到其轴心试验研究表明，配有纵筋和普通箍筋的短柱在荷载作用下整个截面压应变是均匀分布的，轴向力在截面产生的压力由混凝土和钢筋共同承担。当柱处于临界状态时，钢筋达到其抗压屈服强度，混凝土达到其轴心(zhu xn)抗压强度。其状态见下图。抗压强度。其状态见下图。)(9 . 0sycAfAfN由由Y=0，容易得到轴心，容易得到轴心受压普通受压普通(ptng)箍筋柱箍筋柱正截面受压承载力计算公正截面

13、受压承载力计算公式：式：图图 普通箍筋柱正截面普通箍筋柱正截面(jimin)(jimin)受压受压 承载力计算简图承载力计算简图 第23页/共78页第二十四页，共79页。式中：式中： N 轴向压力承载力设计值；轴向压力承载力设计值； 0.9 可靠度调整系数可靠度调整系数(xsh)，保证与偏压构件可靠度相近；，保证与偏压构件可靠度相近； 钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数(xsh)，见表，见表7-1； fc 混凝土的轴心抗压强度设计值；混凝土的轴心抗压强度设计值； fy 纵向钢筋的抗压强度设计值；纵向钢筋的抗压强度设计值； As 全部纵向钢筋的截面面积；全部纵向钢筋的截

14、面面积； A 构件截面面积，当纵向钢筋配筋率构件截面面积，当纵向钢筋配筋率3.0时时, 式中式中A改用（改用（A- As）。）。第24页/共78页第二十五页，共79页。 1.截面(jimin)设计：已知：bh，fc, f y, l0, N, 求As 2.强度(qingd)校核：已知：bh，fc, f y, l0, As, 求Nuyccs)(fAfNA min = 0.6% 且 max Nu= (Asf y+fcAc)当Nu N 时截面(jimin)安全轴心受压柱正截面受压承载力计算公式的应用：轴心受压柱正截面受压承载力计算公式的应用：第25页/共78页第二十六页，共79页。【例】【例】 某多层

15、现浇钢筋混凝土框架结构房屋，现浇楼盖，二层某多层现浇钢筋混凝土框架结构房屋，现浇楼盖，二层层高层高H=3.6m，其中柱截面，其中柱截面(jimin)尺寸为尺寸为400400m，承受，承受轴向压力设计值轴向压力设计值N=2420kN（含柱自重）。采用（含柱自重）。采用C25混凝土和混凝土和HRB335级钢筋。求该柱截面级钢筋。求该柱截面(jimin)尺寸及纵筋面积。尺寸及纵筋面积。【解】（【解】（1）查表，）查表，C25混凝土，混凝土，fc =11.9 N/m ；HRB335 级钢筋，级钢筋，fy=300 N/m （2）确定柱的计算长度）确定柱的计算长度l0 查表，查表，l0=1.25H，l0=

16、1.253.6 （3）确定稳定系数）确定稳定系数 l0/b=1.253.6/0.4=11.25 查表，查表，=0.961第26页/共78页第二十七页，共79页。（4）计算受压纵筋面积（5）选配钢筋选配纵筋822，实配纵筋面积As=3014mm2= As/ A=3041/160000 =1.9%min=0.6% 3% 5%满足配筋率要求(yoqi)；按构造要求(yoqi)，选配箍筋8300，截面配筋图如右图。23smm0 .29803004004009 .11961. 09 . 01024209 . 0ycfAfNA第27页/共78页第二十八页，共79页。第28页/共78页第二十九页，共79页。

17、能够对大小(dxio)偏心受压柱进行承载力计算1.了解偏心(pinxn)受压构件的破坏特征2. 掌握大小偏心(pinxn)受压构件的承载力计算方法第七章第七章 钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土受压构件混凝土受压构件2 2教学目标：教学目标：技能目标：技能目标：第29页/共78页第三十页，共79页。偏压偏压(pin y)(pin y)构件破坏构件破坏特征特征受拉破坏受拉破坏(phui)（大偏心受压）（大偏心受压）受压破坏（小偏心受压）受压破坏（小偏心受压）第30页/共78页第三十一页，共79页。偏心受压构件的破坏偏心受压构件的破坏(phui)形态与偏心距形态与偏心距e0和纵筋配和纵筋配

18、筋率有关筋率有关NMe 0第31页/共78页第三十二页，共79页。M较大较大(jio d)，N较小较小偏心偏心(pinxn)距距e0较大较大3.1 大偏心破坏大偏心破坏(phui)的特征的特征第32页/共78页第三十三页，共79页。截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，受拉钢筋的截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，受拉钢筋的应力随荷载增加发展较快，首先达到屈服；应力随荷载增加发展较快，首先达到屈服；此后裂缝迅速开展，受压区高度减小；此后裂缝迅速开展，受压区高度减小；最后，受压侧钢筋最后，受压侧钢筋As 受压屈服，压区混凝土压受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。碎而达到破坏。这种破坏具有明显预兆，变形能力较大

19、，破坏这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，属于特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，属于(shy)塑性破坏，承载力主要取决于受拉侧钢塑性破坏，承载力主要取决于受拉侧钢筋。筋。形成这种破坏的条件是：偏心距形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为大偏心受拉侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为大偏心受压。压。大偏心受压破坏大偏心受压破坏(phui)特点特点第33页/共78页第三十四页，共79页。 当相对偏心距当相对偏心距e0/h0较小时较小时(xiosh)； 虽然相对偏心距虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧较大，但受拉侧纵向钢筋

20、配置较多时纵向钢筋配置较多时。3.2 小偏心小偏心(pinxn)破坏的破坏的特征特征第34页/共78页第三十五页，共79页。截面截面(jimin)受压一侧混凝土和钢筋的受力较大，而另一侧钢筋的应受压一侧混凝土和钢筋的受力较大，而另一侧钢筋的应力较小，可能受拉也可能受压；力较小，可能受拉也可能受压；截面截面(jimin)最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏，受拉侧最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏，受拉侧钢筋未达到屈服；钢筋未达到屈服；承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大，破坏突然，属于脆性破坏。，破坏

21、突然，属于脆性破坏。小偏压构件在设计中应予避免；小偏压构件在设计中应予避免；当偏心距较小或受拉钢筋配置过多时易发生小偏压破坏，因偏心距较当偏心距较小或受拉钢筋配置过多时易发生小偏压破坏，因偏心距较小，故通常称为小偏心受压。小，故通常称为小偏心受压。小偏心小偏心(pinxn)受压破坏受压破坏特点特点第35页/共78页第三十六页，共79页。大、小偏心破坏(phui)的本质界限scuybEf1大、小偏心破坏的共同点是受压钢筋均可以(ky)屈服与受弯构件一与受弯构件一样，可查混凝样，可查混凝土结构设计规土结构设计规范得到范得到小偏压大偏压 bb第36页/共78页第三十七页，共79页。3.3 正截面(j

22、imin)计算的基本假定平截面假定；构件正截面受弯后仍保持为平面；平截面假定；构件正截面受弯后仍保持为平面；不考虑拉区混凝土的贡献；不考虑拉区混凝土的贡献；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为a a1 1 fc，等效矩形应力图的高度，等效矩形应力图的高度x与中和轴高度的比值为与中和轴高度的比值为 1 1；当截面受压区高度满足当截面受压区高度满足 时，受压钢筋可以屈服。时，受压钢筋可以屈服。2sax 第37页/共78页第三十八页，共79页。 1. 大偏心受压构件正截面的受压承载力计算公式 按受弯构件的处理方法，把受压区混凝土

23、曲线压应力图用等效矩形(jxng)图形来替代，其应力值取为1fc，受压区高度取为x，如下图所示。大偏心受压破坏的截面计算图形（a）截面应变分布和应力(yngl)分布；（b）等效计算图形 第38页/共78页第三十九页，共79页。 (1) 计算公式计算公式根据根据(gnj)力的平衡条件及力矩平衡条件力的平衡条件及力矩平衡条件可得可得 Nu =1fcbxfyAs- fy As Nue=1fcbx(h0 x2)fyAs(h0as) 式中式中 Nu 受压承载力设受压承载力设计值；计值； 1 系数，由混凝土结构系数，由混凝土结构设计规范设计规范 查得；查得； e 轴向力作用点至受拉轴向力作用点至受拉钢筋钢

24、筋As合合 力点之间的距离；力点之间的距离； x 受压区计算高度；受压区计算高度； as 纵向受压钢筋合力点纵向受压钢筋合力点至受压至受压 区边缘的距离。区边缘的距离。 第39页/共78页第四十页，共79页。 (2) 适用条件适用条件 1）x bh0 保证构件保证构件(gujin)破坏时，受拉钢筋先破坏时，受拉钢筋先达到屈服；达到屈服； 2）x 2as 保证构件保证构件(gujin)破坏时，受压钢筋能达破坏时，受压钢筋能达到屈服。若到屈服。若x2as时时,取取 x2as，则有，则有 AsN（ei - h/2+as）/fy(h0as)第40页/共78页第四十一页，共79页。2. 小偏心小偏心(p

25、inxn)受压构件受压承载力计算受压构件受压承载力计算公式公式 小偏心受压破坏时，受压区混凝土被压碎，小偏心受压破坏时，受压区混凝土被压碎，受压钢筋受压钢筋As的应力达到屈服强度，而远侧钢的应力达到屈服强度，而远侧钢筋筋 As可能可能(knng)受拉或受压但都不屈服，受拉或受压但都不屈服，见下图见下图 。在计算时，受压区的混凝土曲线压。在计算时，受压区的混凝土曲线压应力图仍用等效矩形图来替代。应力图仍用等效矩形图来替代。 第41页/共78页第四十二页，共79页。小偏心受压计算(j sun)图形按受弯构件的处理方法，把受压区混凝土曲线压应力图用等效(dn xio)矩形图形来替代，其应力值取为1f

26、c，受压区高度取为x，如下图所示。第42页/共78页第四十三页，共79页。 （1）计算公式）计算公式 根据力的平衡条件及力矩平衡条件可得根据力的平衡条件及力矩平衡条件可得 Nu=1fcbxfyAs-sAs Nue=1fcbx(h0 x2)fyAs(h0as) 式中式中 x 受压区计算高度，受压区计算高度，当当 xh，在计算时，取，在计算时，取x=h； s 钢筋钢筋As 的应力值，的应力值，近近 似按下式计算；似按下式计算； 要求要求(yoqi)满足：满足：-fy sfy； e分别为轴向力作用点分别为轴向力作用点 至受拉钢筋至受拉钢筋As合力点之合力点之间的距离；间的距离； )/()(11bys

27、f第43页/共78页第四十四页，共79页。 (2) 适用条件适用条件 1）x bh0 保证构件保证构件(gujin)破坏时，受压钢筋能达到屈破坏时，受压钢筋能达到屈服；服； 2）x h 若若xh时时,取取 xh。第44页/共78页第四十五页，共79页。3.4 附加偏心附加偏心(pinxn)距和偏心距和偏心(pinxn)距增大系数距增大系数第45页/共78页第四十六页，共79页。为考虑施工误差及材料的不均匀等因素的不利影响，引为考虑施工误差及材料的不均匀等因素的不利影响，引入附加偏心距入附加偏心距ea ；即在承载力计算中，偏心距取计算偏；即在承载力计算中，偏心距取计算偏心距心距e0=M/N与附加

28、偏心距与附加偏心距ea之和，称为之和，称为(chn wi)初始初始偏心距偏心距eiaieee0附加偏心附加偏心(pinxn)距距ea取取20mm与与h/30 两者中的较大值，两者中的较大值，h为偏心为偏心(pinxn)方向截面尺寸，即：方向截面尺寸，即： ea=30mm20maxh/，第46页/共78页第四十七页，共79页。偏心偏心(pinxn)距增大系距增大系数数 由于侧向挠曲变形，轴向力将产二阶效应，引起附加弯矩。对于长细比较大的构件(gujin)，二阶效应引起的附加弯矩不能忽略。 对跨中截面，轴力N的偏心距为ei + f ，即跨中截面的弯矩： M =N ( ei + f ) 在截面和初始

29、偏心距相同的情况下，柱的长细比l0/h不同，侧向挠度 f 的大小不同，影响程度有很大差别，将产生不同的破坏类型。第47页/共78页第四十八页，共79页。 1. 二阶弯矩影响的考虑方法 我国混凝土结构设计规范对长细比 l0/i较大的偏心受压构件，采用把初始偏心距ei值乘以一个偏心距增大(zn d)系数来近似考虑二阶弯矩的影响。即 ei+f = (1+f/ei)ei=ei （6-12） ei= e0 + ea 式中 f 长柱纵向弯曲后产生侧向最大挠度值； 考虑二阶弯矩影响的偏心距增大(zn d)系数； ei 初始偏心矩； e0 轴向力对截面重心的偏心矩，e0=M/N； ea 附加偏心矩，ea=ma

30、x（h/30，20mm）； 第48页/共78页第四十九页，共79页。 2.值计算公式（值计算公式（l0法）法） =1+（l0/h）212/1400（ei/h0）式中式中l0 构件的计算长度；构件的计算长度； h 偏心方向截面尺寸，圆形截面取直径偏心方向截面尺寸，圆形截面取直径d；环形截面取外直径；环形截面取外直径D； h0 截面的有效高度；截面的有效高度； 1 偏心受压构件截面曲率修正系数，偏心受压构件截面曲率修正系数，1=0.5fcA/N 当当1 1.0时，取时，取1 = 1.0 2 偏心受压构件长细比对截面曲率的影响偏心受压构件长细比对截面曲率的影响(yngxing)系数；系数； 当当 l

31、0/h15时，时，2 = 1.0；当；当 l0/h=1530时时， 2=1.15-0.01 l0/h A 构件的截面面积，构件的截面面积，A = bh +(bf-b)hf第49页/共78页第五十页，共79页。3.5 大、小偏心大、小偏心(pinxn)的判别条的判别条件件近似近似(n (n )判据判据小偏压大偏压 bb真实真实(zh(zhnh)nh)判据判据按小偏压计算按大偏压计算 3 . 0 3 . 000heheiihh第50页/共78页第五十一页，共79页。大偏心(pinxn)受压不对称配筋小偏心(pinxn)受压不对称配筋大偏心受压对称配筋小偏心受压对称配筋不对称配筋不对称配筋对称配筋对

32、称配筋实际工程中，受压构件常承受实际工程中，受压构件常承受变号弯矩变号弯矩作用，所以采用对称配筋作用，所以采用对称配筋；对称配筋对称配筋不会在施工中产生差错不会在施工中产生差错，为方便施工通常采用对称配，为方便施工通常采用对称配筋筋第51页/共78页第五十二页，共79页。 对称(duchn)配筋： As = As， fy = f y， as = as 判别(pnbi)类型：1cNf bxabcbNf bx 大偏心(pinxn)当 N Nbb0cbhfN或当 N Nb 小偏心4.1 矩形截面对称配筋的计算矩形截面对称配筋的计算4.1.1 大小偏心受压构件的判别NesyAfsyAfieh第52页/

33、共78页第五十三页，共79页。1. 大偏心(pinxn)受压：X = 0M = 0由(1)解得x (1)(2)As = As sb2axx s2xa当将x代入(2)求得As，()s0yssahfeNAA4.1.2 截面截面(jimin)设计设计sissyccaheeahAfxhbxfeNbxfN2)()2(0011haa 令令s2xa已知：截面内力设计值已知：截面内力设计值N,M，截面尺寸，截面尺寸bh，材料强度等级（，材料强度等级（fc，fy，fy，1，1）。构件）。构件(gujin)计算长度计算长度l0，求截面所需钢筋数，求截面所需钢筋数量量As，As。第53页/共78页第五十四页，共79

34、页。2. 小偏心(pinxn)受压对称配筋111100()()22cysysbcyssisNf bxfAfAxNef bx hfAhaheeaaahabbcsysyhbfNAfAf101)(由第一由第一(dy)式解得式解得第54页/共78页第五十五页，共79页。)()5 . 01 (00112011scbbcbbahhbfNbhfNeaa代入第二代入第二(d r)式得式得这是一个这是一个x 的三次方程，设计中计算的三次方程，设计中计算(j sun)很麻烦。为简化很麻烦。为简化计算计算(j sun)，取，取bcsbccbbhfahbhfNebhfNaaa010120101)(43. 01143.

35、 0)5 . 01 (bbbb第55页/共78页第五十六页，共79页。)()5 .01 (0201sycssahfbhfNeAAa 已知已知:bh、As=As、fc、fy=fy、l0/h、N、e0(M) 承载力复核方法：承载力复核方法： (1)已知轴向力设计已知轴向力设计(shj)值值N时，求能承受弯矩设计时，求能承受弯矩设计(shj)值值Mu， 比较比较M与与Mu以判定截面能否承受该以判定截面能否承受该M值；值； (2)或已知偏心距或已知偏心距e0， 求轴向力设计求轴向力设计(shj)值值Nu，比较，比较N与与Nu 以判定截面能否承受该以判定截面能否承受该N值。值。2. 对于小偏心受压构件对

36、于小偏心受压构件(gujin)除了计算弯矩作用平面除了计算弯矩作用平面的承载力外，尚应按轴心受压构件的承载力外，尚应按轴心受压构件(gujin)计算垂直于计算垂直于弯矩平面的受压承载力。弯矩平面的受压承载力。第56页/共78页第五十七页，共79页。第57页/共78页第五十八页，共79页。 Nub = 1fcbb h0fyAs fy As若若 NNub ，则为大偏心，则为大偏心(pinxn)受压；受压；若若 NNub ，则为小偏心，则为小偏心(pinxn)受压。受压。第58页/共78页第五十九页，共79页。2）大偏心受压承载力复核）大偏心受压承载力复核(fh) 按下式求按下式求 x： N =1f

37、cbxfyAs fy As 再将再将x和和=1+(l0/ h)212/1400(ei/ h0)求得的求得的代入下代入下 式求式求e0： N e = 1fcbx(h0 x2)fyAs(h0as) 则得弯矩设计值则得弯矩设计值Mu Mu = N e0 当当 MMu 时，满足要求；否则为不安全时，满足要求；否则为不安全 。第59页/共78页第六十页，共79页。 MMu 否则为不安全。第60页/共78页第六十一页，共79页。值值Nu即为所求。即为所求。 Nu =1fcbx当当 NNu 时，时，不安全；否则不安全；否则满足要求。满足要求。第61页/共78页第六十二页，共79页。3)小偏心受压承载力复核小

38、偏心受压承载力复核 将将x及已知数据代入下式联立求解轴向力设计值及已知数据代入下式联立求解轴向力设计值Nu Nu =1fcbxfyAs - s As Nu e =1fcbx(h0 x2)fyAs(h0as) s = fy( - 1)/(b - 1) 当当 NNu 时，满足要求；否则时，满足要求；否则(fuz)为不安全。为不安全。2. 对于小偏心受压构件对于小偏心受压构件(gujin)除了复核弯矩作用平除了复核弯矩作用平面的承载力外，尚应按轴心受压构件面的承载力外，尚应按轴心受压构件(gujin)复核垂复核垂直于弯矩平面的受压承载力。直于弯矩平面的受压承载力。第62页/共78页第六十三页，共79

39、页。轴心(zhu xn)受压偏心(pinxn)受压大、小偏心破坏特征及本质区别小偏心破坏受拉钢筋应力的确定大偏心受压构件设计及校核计算大、小偏心的判别条件受压钢筋的应力稳定系数螺旋箍筋换算为间接钢筋第63页/共78页第六十四页，共79页。某偏心受压框架柱，截面尺寸某偏心受压框架柱，截面尺寸bh=300400 mm，采用，采用C20混凝混凝土，土，HRB335级钢筋，如附图级钢筋，如附图(f t)所示所示 ，承受弯矩设计值，承受弯矩设计值M=150kN.m，轴向压力设计值，轴向压力设计值N=260kN，as=as=40mm，采用对，采用对称配筋，求纵向配筋。称配筋，求纵向配筋。技能训练项目：第6

40、4页/共78页第六十五页，共79页。第65页/共78页第六十六页，共79页。计算计算(j sun)流程图流程图第66页/共78页第六十七页，共79页。【解】【解】fc=9.6N/mm2,=1.0, fy=fy=300N/mm2， b=0.55（1）求初始偏心距）求初始偏心距ei eo=M/N=150106/260103=577mm ea=max（20，h/30）= max（20，400/30）=20mm ei=eo+ea = 577+20=597mm （2）求偏心距增大）求偏心距增大(zn d)系数系数 =3000/400=7.55hl /0第67页/共78页第六十八页，共79页。NAf.c50130.5 9.6 300 4002.221.0260 1030001.150.011.0751400 取取1=1.0 取取2=1.0hl.0201015121200140011hlhei21300011.0 1.01.0245974001400400 第68页/共78页第六十九页，共79页。（3）判断大小）判断大小(dxio)偏心受压偏心受压bfNxc1a3260 1090.30.55 (40040)19