軸心受力構(gòu)件正截面承載力計算.ppt

,第三章 軸心受力構(gòu)件正截面承載力,本章重點,了解軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的受力全過程；,掌握軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件正截面 承載力的計算方法；,熟悉軸心受力構(gòu)件的構(gòu)造要求。,3.1 概述 3.2 軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計算 3.3 軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算 3.4 小結(jié),3.1 概述,理想的軸心受力構(gòu)件不存在。,3.2 軸心受拉構(gòu)件,3.2.1 受力過程及破壞特征,3.2.2 建筑工程中的軸心受拉件正截面承載力計算 1. 計算公式,2. 構(gòu)造要求,箍筋直徑 d6mm, 間距s宜 200mm (腹桿中 s 150mm)。,縱筋應沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，并宜優(yōu)先采用直 徑較小的鋼筋。,不得采用綁扎的搭接接頭。,縱筋一側(cè)配筋率 ,且 。 （ 為混凝土軸心抗拉強度設計值）,例3-1某鋼筋混凝土屋架下弦，其節(jié)間最大軸心拉力設計值N=200kN，截面尺寸bh=150mm150mm，混凝土強度等級C30，鋼筋用HRB335級鋼筋，試求由正截面抗拉承載力確定的縱筋數(shù)量As。 解 由參考資料附表3查得HRB335級鋼筋fy=300N/mm2，代入公式（3-1）N fy As 得 因此可選用4B 16 （As=804mm2）,和最小配筋率0.2比較,3.2.2 橋梁工程中的軸拉構(gòu)件,fsd 鋼筋抗拉強度設計值， fsd 330N/mm2 ；, 橋涵結(jié)構(gòu)的重要系數(shù)； Nd 拉力的組合設計值；,3.3 軸心受壓構(gòu)件,3.3.1 概述,（普通箍筋柱） （螺旋箍或焊接環(huán)箍柱）,3.3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件,1. 受力分析及破壞特征,短柱：混凝土壓碎，鋼筋壓屈。 長柱：構(gòu)件壓屈,l0 /i28 (l0 為柱計算長度， i為回轉(zhuǎn)半徑。) 矩形截面柱， l0 /b8,2. 建筑工程配有普通箍筋的軸壓構(gòu)件計算,j 穩(wěn)定系數(shù)；, 鋼筋抗壓強度設計值；, 混凝土軸心抗壓強度設計值；,當現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸壓構(gòu)件截面長邊或直徑小于300mm時，混凝土強度設計值應乘以系數(shù)0.8。, 全部縱向受壓鋼筋面積；,3. 構(gòu)造要求,材料：混凝土宜高一些，鋼筋宜用HRB400級。 截面： b250mm, l0 /b30 。 箍筋：封閉式 d6mm , d縱 /4； s400mm , 15d縱 。,（每邊4根） （每邊多于4根） （每邊3根） （每邊多于3根）,縱筋： d12mm, 圓柱中根數(shù) 6， 5； 50mm 350mm, c25mm。,3.3.3 配有螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件,1. 受力分析及破壞特征,當混凝土的軸向壓力較大時（0.7fc左右），混凝土縱向微裂縫開始迅速發(fā)展。 螺旋箍筋對混凝土變形產(chǎn)生約束，使其承載力提高。 當荷載逐步加大到混凝土壓應變超過無約束時的極限壓應變時后，箍筋外部的混凝土被壓壞開始剝落，而箍筋內(nèi)部的混凝土則能繼續(xù)承載。,保護層剝落,配有螺旋筋柱的受力分析 1.配筋形式,配有螺旋筋柱的受力分析 2.試驗研究,荷載不大時螺旋箍柱和普通箍柱的性能幾乎相同,保護層剝落使柱的承載力降低,螺旋箍筋的約束使柱的承載力提高,2.建筑工程中螺旋箍軸壓構(gòu)件承載力,當螺旋筋屈服時，s2可由隔離體平衡條件求得：,以（4）代入（3），得：,根據(jù)軸向力平衡條件可得：, 間接鋼筋的換算面積， ；,規(guī)范從提高安全度考慮，采用下式設計：, 間接鋼筋的強度；, 構(gòu)件的核心截面面積；, 單根間接鋼筋的截面面積；, 間接鋼筋的間距；, 間接鋼筋對混凝土約束的折減系數(shù)。 當C50時， ; C80時, 。其間按線性內(nèi)插法確定。,構(gòu)造要求,l0 /d12； 按式（9）算得的承載力應大于按式（3）算 得的承載力，但不應超過其1.5倍； 間接鋼筋的換算截面面積Asso應大于縱向鋼 筋全部截面面積的25。 當遇到上述任意一種情況不滿足要求時，不應計入間接鋼筋的影響，而應按式3-3進行計算。,例3-2某軸心受壓柱，軸力設計值 ，計算長度為 ，混凝土C25，縱筋采用HRB400級鋼筋。環(huán)境類別為一類。試求柱截面尺寸，并配置受力鋼筋。 解:初步估算截面尺寸： 由附表1-2查的C25混凝土的 ，由附表 2-3查的， HRB400鋼筋的 。取 由式（3-2）可得 若采用方柱， 取 ，查表3-1，得 ，由式（3-3）可求得,選配8 16 。 規(guī)范規(guī)定，受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋的最小配筋率百分率為0.6%。當采用HRB400級鋼筋配筋時可減少0.1%，即為0.5%，因此配筋合適。,例3-3 某多層框架結(jié)構(gòu)（框架按無側(cè)移結(jié)構(gòu)考慮），底層門廳為圓形截面，直徑d=500mm，按軸心受壓柱設計，軸向力設計值N=3900kN，計算長度 ，混凝土強度等級C30，縱向鋼筋采用HRB400，螺旋箍筋采用HRB335，環(huán)境類別為一類。試求柱配筋。 解：柱長細比 ，符合要求。 由附表1-2查的C30混凝土的 ，由附表 2-3查的R335鋼筋的 ， HRB400鋼筋的 先設縱向受壓鋼筋為鋼筋為6 20. 柱核心截面直徑 (c=30mm)，核心截面面積 ，需配置的螺旋鋼筋的換算截面面積 為：,選螺旋箍筋為 12， 取s=60mm，滿足40s 80mm(或1/5 ）。 驗算： 滿足要求。,3.4 小結(jié),軸心受拉構(gòu)件的受力過程可分為三個階段，正截面受拉承載力計算以第3階段為基礎，拉力全部由縱向鋼筋承受。 軸心受壓構(gòu)件根據(jù)配置箍筋的配置不同分為：普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件和螺旋式或焊接環(huán)式間接箍筋的軸心受壓構(gòu)件。螺旋式或焊接環(huán)式箍筋可以約束混凝土變形，