第三章：钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算.ppt

1、,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,第 3 章 轴心受力构件正截面承载力,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,本章重点,了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程；,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；,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 与不 同之处；,熟悉轴心受力构件的构造要求。,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.2.1 受力过程及破坏特征,混凝土结

2、构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.2.2 建筑工程中的轴拉构件,1. 计算公式,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,2. 构造要求,箍筋直径 d6mm, 间距s 200mm (腹杆中 s 150mm)。,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。,不得采用绑扎的搭接接头。,纵筋一侧配筋率 ，且 。 （ 为混凝土轴心抗拉强度设计值）,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.2.2 桥梁工程中的轴拉构件,Nd 拉力的组合设计值；,fsd 钢筋抗拉强度设计值， fsd 330

3、N/mm2 ；,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.3.1 概述,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.3.1 概述,（箍柱） （螺旋箍或焊接环箍）,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,1. 受力分析及破坏特征,短柱：混凝土压碎，钢筋压屈。 长柱：构件压屈,l0 /i28 (l0 为柱计算长度， i为回转半径。) 矩形截面柱， l0 /b8,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.3.2 配有普通箍筋的轴心

4、受压构件,短柱的试验研究,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,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.3.2 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。,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,长柱的破坏,这就是所谓的“失稳破坏

5、”,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,j 稳定系数；, 钢筋抗压强度设计值；, 混凝土轴心抗压强度设计值；,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；,2. 建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,2. 建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,2. 建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算,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

6、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 = 1.0H,l0 = 1.25H,l0 = 1.25H,l0 = 1.5H,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3. 桥涵工程中配有普通箍筋的轴压柱承载力, 稳定系数；, 混凝土抗压强度设计值；, 纵向受压钢筋抗压强度设计值。,4. 构造要求,材料：混凝土宜高一些，钢筋宜用HRB400级。,截面： b250mm, l0 /b30 。,纵筋： d12mm, 圆柱中根数 6， 5； 50mm 350mm, c25mm。,混凝

7、土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,箍筋：封闭式 d6mm , d纵 /4； s400mm , 15d纵 。,（每边4根） （每边多于4根） （每边3根） （每边多于3根）,全部纵筋配筋率不应小于0.6%；不宜大于5% 一侧钢筋配筋率不应小于0.2% ; 常用0.8%到2% 直径不宜小于12mm，常用16-32mm，宜用粗钢筋,纵筋：,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.3.3 配有螺旋箍筋的轴心受压构件,1. 受力分析及破坏特征,螺旋式箍筋对混凝土如同一个套箍，有效地限制了混凝土核心部分的横向变形，使得核心混凝土处在三向

8、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,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,2.建筑工程中螺旋箍轴压构件承载力,当螺旋筋屈服时，s2可由隔离体平衡条件求得：,以（6）代入（5），得：,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,根据轴向力平衡条件可得：,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,规范从提高安全度考虑，采用下式设计：, 间接钢筋的强度；, 构件的核心截面面积；, 单根间接钢筋的截面面积；, 间接钢筋的间距；, 间接钢筋对混凝土约束的折减系数。, 间接钢筋的换算面积， ；,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,构造要求,间接钢筋的换算截面面积Asso应大于纵向钢 筋全部截面面积的25。,按式（10）算得的承载力应大于按式（3）算得的承载力，但不应超过其1.5倍；,l0 /d12；,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,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,第 3 章,主 页,目 录,上一章