轴心受力构件教学课件PPT

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1、1城市建设学院城市建设学院 罗罗2上一节复习上一节复习一、承载能力极限状态设计时的一、承载能力极限状态设计时的基本组合：基本组合：niQiciQiSSSS21kkQ1QGKG(1)(1)由可变荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合(2)(2)对由永久荷载效应控制的组合对由永久荷载效应控制的组合niQiciQiSSS1kGKG（1 1）荷载效应的标准组合荷载效应的标准组合SkSk：niiciSSSS2kQQ1kGks（2 2）荷载的准永久组合荷载的准永久组合SqSq：niiqiqSSS1kQGk二、正常使用极限状态的荷载效应组合二、正常使用极限状态的荷载效应组合3例题：例题：某办公楼楼面采用

2、预应力混凝土七孔板。安全某办公楼楼面采用预应力混凝土七孔板。安全等级为二级。板长等级为二级。板长3.3m，计算跨度，计算跨度3.18m。板宽。板宽0.9m。七孔板自重七孔板自重2.04kN/m2，后浇混凝层厚，后浇混凝层厚40mm,板底抹板底抹灰层厚灰层厚20mm。活荷载取活荷载取1.5kN/m2，准永久值系数为，准永久值系数为0.4。试计算按承载能力极限状态和正常使用极限状。试计算按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计时的弯矩值。态设计时的弯矩值。4第三章第三章 钢筋混凝土轴心受力构件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算正截面承载力计算5钢筋混凝土受力构件的分类钢筋混凝土受力构件的分类纵

3、向受力构件纵向受力构件轴心受力构件轴心受力构件偏心受力构件偏心受力构件偏心受拉构件偏心受拉构件偏心受压构件偏心受压构件轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受压构件轴心受压构件双向偏心受压构件双向偏心受压构件单向偏心受压构件单向偏心受压构件61.了解了解受压构件纵向受力钢筋和箍筋的作用。受压构件纵向受力钢筋和箍筋的作用。2.掌握受压构件的材料、截面形式尺寸，以及掌握受压构件的材料、截面形式尺寸，以及配筋构造要求。配筋构造要求。教学目标：受压构件纵向受力钢筋和箍筋的作用。受压构件纵向受力钢筋和箍筋的作用。重 点难 点 受压构件的材料、截面形式尺寸以及配筋构造要求。受压构件的材料、截面形式尺寸以及配筋构造要

4、求。7当轴向力作用线与构件截面形心轴线相重合时，当轴向力作用线与构件截面形心轴线相重合时，该构件即为轴心受力构件。该构件即为轴心受力构件。承受轴心拉力的构件称为轴心受拉构件；承受轴承受轴心拉力的构件称为轴心受拉构件；承受轴心压力的构件称为轴心受压构件。心压力的构件称为轴心受压构件。为了计算方便，一般在设计以恒荷载为主的多层为了计算方便，一般在设计以恒荷载为主的多层房屋的内柱以及桁架的受压、受拉腹杆等时，可按轴房屋的内柱以及桁架的受压、受拉腹杆等时，可按轴心受力构件设计计算。心受力构件设计计算。NN8a a屋架中的腹杆和下弦杆；屋架中的腹杆和下弦杆；b b等跨柱网房屋的内柱；等跨柱网房屋的内柱；

5、c c圆形贮液池池壁环向部分圆形贮液池池壁环向部分轴心受力构件实例轴心受力构件实例9轴心受压构件的配筋：轴心受压构件的配筋：纵向钢筋纵向钢筋+箍筋箍筋螺旋箍筋螺旋箍筋普通箍筋普通箍筋螺旋配箍螺旋配箍普通配箍普通配箍箍筋种类箍筋种类:第一节第一节 轴心受压构件承载力计算轴心受压构件承载力计算1、轴心受压构件的分类：、轴心受压构件的分类：102 2、纵向钢筋作用、纵向钢筋作用:帮助砼承担压力，以减小构件的截面尺寸；帮助砼承担压力，以减小构件的截面尺寸；防止砼出现突然的脆性破坏，增强构件的延性；防止砼出现突然的脆性破坏，增强构件的延性；承受由于荷载的偏心而引起的弯矩；承受由于荷载的偏心而引起的弯矩；

6、减小砼的徐变变形。减小砼的徐变变形。3 3、箍、箍 筋筋 作作 用用:与纵筋组成空间骨架；与纵筋组成空间骨架；减少纵筋的计算长度，避免纵筋过早的压屈向外减少纵筋的计算长度，避免纵筋过早的压屈向外凸出而降低柱的承载力；凸出而降低柱的承载力；当采用密排箍筋时还能约束核心内砼，提高其极当采用密排箍筋时还能约束核心内砼，提高其极限变形值。限变形值。11柱(受压构件)l0/i 28 对矩形截面 l0/b 8l0/i 28短柱短柱 长柱长柱长细比长细比：构件的长度：构件的长度l0 0与截面回转半径与截面回转半径i之比。之比。一、配有普通箍筋的轴心受压构件承载力计算一、配有普通箍筋的轴心受压构件承载力计算1

7、21 1）短柱的破坏特征：）短柱的破坏特征：a a、加载过程中，初始偏心对构件承载力无明显影响。、加载过程中，初始偏心对构件承载力无明显影响。b b、外力稍大后，砼应力增长缓慢，而钢筋应力增长快；、外力稍大后，砼应力增长缓慢，而钢筋应力增长快；c c、外力、外力N N的继续增加，开始出现微细裂缝，在临近的继续增加，开始出现微细裂缝，在临近PuPu时，时，钢筋砼的极限压应变大致钢筋砼的极限压应变大致u=c=0.002，柱四周出现明显柱四周出现明显的纵向裂缝，保护层砼开始剥落的纵向裂缝，保护层砼开始剥落，构件达到其极限承载，构件达到其极限承载力。力。1 1、短柱的受力分析及破坏特征、短柱的受力分析

8、及破坏特征破坏时破坏时,纵筋向外凸出，纵筋向外凸出，中间部分砼压酥，砼应中间部分砼压酥，砼应达到柱体抗压强度达到柱体抗压强度fc。13若钢筋的屈服压应变小于混凝土的压应变，则钢筋若钢筋的屈服压应变小于混凝土的压应变，则钢筋首先达到抗压屈服强度，随后钢筋承担的压力维持首先达到抗压屈服强度，随后钢筋承担的压力维持不变，而继续增加的荷载全部由混凝土承担，直到不变，而继续增加的荷载全部由混凝土承担，直到混凝土被压碎。这种构件中钢筋与砼的抗压强度均混凝土被压碎。这种构件中钢筋与砼的抗压强度均得到充分利用。得到充分利用。试验表明：试验表明：在整个加载过程中，由于钢筋和在整个加载过程中，由于钢筋和砼间存在着

9、粘结力，两者的压应砼间存在着粘结力，两者的压应变基本一致。变基本一致。短柱轴压破坏形态如右图短柱轴压破坏形态如右图短柱轴压破坏形态14总之：总之：在轴心受压短柱中，在轴心受压短柱中，不论受压钢筋在构件破坏时不论受压钢筋在构件破坏时是否达到屈服，构件的最终是否达到屈服，构件的最终承载力都是由混凝土压碎来承载力都是由混凝土压碎来控制。在临近破坏时，短柱控制。在临近破坏时，短柱四周出现明显的四周出现明显的纵向裂缝纵向裂缝，箍筋间的纵向钢筋发生压曲箍筋间的纵向钢筋发生压曲外鼓，成外鼓，成灯笼状灯笼状，以混凝土，以混凝土压碎而破坏。压碎而破坏。轴压短柱破坏轴压短柱破坏15构件破坏时，规范取砼的最大压应变

10、为构件破坏时，规范取砼的最大压应变为0.0020.002，相应的钢筋应力为：相应的钢筋应力为：25/400102002.0mmNs规范规定规范规定:当当fy400N/mm2时，取钢筋抗压强度设计值时，取钢筋抗压强度设计值fy=fy；当当fy400N/mm2时，设计中考虑钢筋的抗压强度设计时，设计中考虑钢筋的抗压强度设计值最多只能达到值最多只能达到400N/mm2，所以取，所以取fy=400N/mm2。162）短柱承载力：）短柱承载力：ccsysufAAfN171 1）长柱的破坏特征：）长柱的破坏特征：a a、偏心距的影响是不可忽略的。、偏心距的影响是不可忽略的。b b、加载后由于有初始偏心距将

11、产生、加载后由于有初始偏心距将产生附加弯距，这样相互影响的结果使附加弯距，这样相互影响的结果使长柱最终在弯矩及轴力共同作用下长柱最终在弯矩及轴力共同作用下发生破坏。发生破坏。c c、破坏时，受压一侧产生较长的纵、破坏时，受压一侧产生较长的纵向裂缝，纵筋向外凸出，砼压碎；向裂缝，纵筋向外凸出，砼压碎；另一侧砼被拉裂，在构件高度的中另一侧砼被拉裂，在构件高度的中部产生横向裂缝。部产生横向裂缝。2、长柱的受力分析、长柱的受力分析长柱破坏形态18试验表明：长柱的破坏荷载低于其他条件相同的短试验表明：长柱的破坏荷载低于其他条件相同的短柱，且随长细比增大而减小，具体规范采用稳定系柱，且随长细比增大而减小，

12、具体规范采用稳定系数表示承载力的降低程度。数表示承载力的降低程度。suluNN3)3)稳定系数：稳定系数：19AfAfNycs9.0A 截面面积：当 0.03时A=AAs式中：式中：NAsfcf y Asbh计算简图计算简图系数0.9是为使轴心受压构件承载力设计值与偏心受压构件承载和设计值能相互协调而引入的修正系数。=N长/N短 1.0As 纵筋截面面积f c 混凝土受压强度设计值f y 纵筋强度设计值3、轴心受压构件正截面承载力计算公式：、轴心受压构件正截面承载力计算公式：20 短柱：短柱：1.0长柱：长柱：l0/i(或或l0/b)查表查表AI=il0 构件的计算长度，与构件端部的支承条件有

13、关。构件的计算长度，与构件端部的支承条件有关。实际结构中按规范规定取值。实际结构中按规范规定取值。两端铰两端铰1.0l一端固定，一端铰支一端固定，一端铰支0.7l两端固定两端固定0.5l一端固定，一端自由一端固定，一端自由2.0l21柱的类别柱的类别 l0排架方向排架方向 垂垂 直直 排排 架架 方方 向向 有柱间支撑有柱间支撑无柱间支撑无柱间支撑无吊车房屋无吊车房屋柱柱 单跨单跨 1.5H1.2H1.0H两跨及多跨两跨及多跨 1.25H1.0H1.2H有吊车房屋有吊车房屋柱柱 上柱上柱 2.0Hu1.25Hu1.5Hu 下柱下柱 1.0Hl0.8Hl1.0Hl露天吊车柱和栈桥柱露天吊车柱和栈

14、桥柱 2.0Hl1.0Hl刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱的计算长度刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱的计算长度l0 注：注：表中表中H为从基础顶面算起的柱子全高；为从基础顶面算起的柱子全高；Hl为从基础顶面至装配式吊车梁底为从基础顶面至装配式吊车梁底面或现浇式吊车梁顶面的柱子下部高度；面或现浇式吊车梁顶面的柱子下部高度；Hu为从装配式吊车梁底面或从现为从装配式吊车梁底面或从现浇式吊车梁顶面算起的柱子上部高度；浇式吊车梁顶面算起的柱子上部高度；22楼楼 盖盖 类类 型型柱柱 的的 类类 别别l0现现 浇浇 楼楼 盖盖 底底 层层 柱柱 1.0H其余各层柱其余各层柱 1.25H

15、装配式楼盖装配式楼盖 底底 层层 柱柱 1.25H其余各层柱其余各层柱 1.5H框架结构各层柱的计算长度框架结构各层柱的计算长度l0 注：注：表中表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度；对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，下两层楼盖顶面之间的高度。其余各层柱为上，下两层楼盖顶面之间的高度。23钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 l0/b810121416182022242628l0/d78.510.5121415.517192122.524l0/i2835424855626976839097 1.00 0.98 0.95 0.92

16、 0.87 0.81 0.75 0.70 0.65 0.60 0.56l0/b3032343638404244464850l0/d262829.5313334.5 36.5384041.543l0/i104111118125132139146153160167174 0.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21 0.19注：注：表中表中l0为构件的计算长度；为构件的计算长度；b为矩形截面的短边尺寸；为矩形截面的短边尺寸；d为圆为圆形截面的直径；形截面的直径；i为截面的最小回转半径。为截面的最小回转半径。24(1)(1)材料材料A.A.混凝土

17、强度对受压构件的承载力影响较大，为减小混凝土强度对受压构件的承载力影响较大，为减小柱截面，节省钢材，宜采用等级柱截面，节省钢材，宜采用等级较高较高的混凝土，如的混凝土，如2020、2525、3030；B.B.钢筋与混凝土共同受压，如钢筋的强度过高（高于钢筋与混凝土共同受压，如钢筋的强度过高（高于0.002Es0.002Es），则不能充分发挥其作用，故），则不能充分发挥其作用，故不宜选用高不宜选用高强度钢筋强度钢筋作受压钢筋。作受压钢筋。4、构造要求：、构造要求：25（2）截面形式）截面形式A.A.轴心受压构件以方形为主（便于制作模板）；轴心受压构件以方形为主（便于制作模板）；B.B.对方形和矩

18、形截面，其最小边长对方形和矩形截面，其最小边长不宜小于不宜小于250mm250mm，为，为避免构件长细比过大，承载力降低过多，常取避免构件长细比过大，承载力降低过多，常取l0 /b为为1515左右。左右。252530000dlhlbl或C.C.为施工支模方便，柱截面尺寸宜用整数。为施工支模方便，柱截面尺寸宜用整数。在在800mm800mm以下，取以下，取50mm50mm倍数；倍数；在在800mm800mm以上，可取以上，可取100mm100mm的倍数。的倍数。26A.A.纵筋直径纵筋直径d d：12mm，且宜选用，且宜选用较粗较粗的钢筋，一般为的钢筋，一般为1228mm。B.B.纵筋根数：不得

19、少于纵筋根数：不得少于4 4根，且应取双数，轴压构件中纵筋要沿根，且应取双数，轴压构件中纵筋要沿截面四周截面四周均匀均匀布置。圆柱中不宜少于布置。圆柱中不宜少于8 8根，且不应少于根，且不应少于6 6根；根；C.C.纵筋配筋率纵筋配筋率:0.6%；不宜超过不宜超过5%；一侧钢筋配筋率不应小于一侧钢筋配筋率不应小于0.2%。D.D.纵筋间距：纵筋间距：净间距净间距50mm；中距亦中距亦350mm；混凝土保护层厚度：在室内混凝土保护层厚度：在室内c30mmc30mm，且，且纵筋直径。纵筋直径。（3）纵向受力钢筋）纵向受力钢筋27A.A.箍筋形式：箍筋形式：封闭式封闭式（以保证钢筋骨架的整体刚度，并

20、防止纵筋（以保证钢筋骨架的整体刚度，并防止纵筋侧向凸出）侧向凸出）B.B.间距间距s s：应：应400mm400mm，且，且构件截面的短边尺寸；构件截面的短边尺寸；同时在绑扎骨架中，应同时在绑扎骨架中，应15d15d；在焊接骨架中，应在焊接骨架中，应20d 20d（d d为纵向钢筋的最小直径）为纵向钢筋的最小直径）当柱中全部纵筋配筋率超过当柱中全部纵筋配筋率超过3%3%时，箍筋直径时，箍筋直径8mm8mm，且应焊接成封闭环式，其间距且应焊接成封闭环式，其间距10d10d（d d为纵向钢为纵向钢筋的最小直径），且筋的最小直径），且200mm200mm；（4）箍筋）箍筋28当采用热轧钢筋时，其直径

21、当采用热轧钢筋时，其直径d/4d/4 ，且应，且应6mm6mm；当采用冷拔低碳钢丝时，当采用冷拔低碳钢丝时，d/5d/5 ，且应，且应5mm5mm（d d为纵向钢为纵向钢筋的最大直径）；筋的最大直径）；D.D.当柱每边的纵筋不多于当柱每边的纵筋不多于3 3根（或当柱短边根（或当柱短边b b400mm400mm而而纵筋不多于纵筋不多于4 4根）时，采用单个箍筋；根）时，采用单个箍筋；当柱短边尺寸当柱短边尺寸b b大于大于400mm400mm而纵筋多于而纵筋多于3 3根时，应采用复根时，应采用复合箍筋；合箍筋；C.箍筋直径：箍筋直径：29箍筋的直径：不宜小于搭接钢筋直径的箍筋的直径：不宜小于搭接钢

22、筋直径的0.25倍；倍；箍筋间距：箍筋间距：当搭接钢筋为受拉时，不应大于当搭接钢筋为受拉时，不应大于5d，且不应大于且不应大于100mm；当搭接钢筋为受压时，不应大于当搭接钢筋为受压时，不应大于10d，且不应大于且不应大于 200mm；（d为受力钢筋中的最小直径）为受力钢筋中的最小直径）当搭接的受压钢筋直径大于当搭接的受压钢筋直径大于25mm 时，应在搭接接头两个端面外时，应在搭接接头两个端面外50mm 范围内各设置两根箍筋范围内各设置两根箍筋。E.在纵筋搭接长度范围内：在纵筋搭接长度范围内：30F.箍筋形式：箍筋形式：31对于截面形状复杂的柱，箍筋形式不可采用具有内折角的箍筋；对于截面形状复

23、杂的柱，箍筋形式不可采用具有内折角的箍筋；被同一箍筋所箍的纵向钢筋根数，在构件的角边上应不多于被同一箍筋所箍的纵向钢筋根数，在构件的角边上应不多于3 3根。根。若多于若多于3 3根，则应设置附加箍筋。根，则应设置附加箍筋。325、轴压承载力计算公式的应用、轴压承载力计算公式的应用1）截面设计：）截面设计：例例4-1 无侧移多层现浇框架结构的第二层中柱，承受无侧移多层现浇框架结构的第二层中柱，承受轴心压力设计值轴心压力设计值N=1840KN，楼层高，楼层高H=5.4m，（计算高度（计算高度l0=0.7H）砼为）砼为C30，HRB400钢筋，钢筋，试设计该柱截面。试设计该柱截面。AfAfNycs9

24、.033例例4-2 某建筑安全等级为二级的无某建筑安全等级为二级的无侧移现浇多层框架的中间柱，采侧移现浇多层框架的中间柱，采用用C25级混凝土，级混凝土，HRB335级纵筋，级纵筋，每层楼盖传至柱上的荷载设计值每层楼盖传至柱上的荷载设计值为为430.6kN，试设计第一层柱。，试设计第一层柱。AfAfNycs9.034计算结果352）截面复核例题）截面复核例题例例4-3：某无侧移现浇框架结构底层中柱高：某无侧移现浇框架结构底层中柱高H=3.5m(l0=1.0H),截面尺寸截面尺寸bh=250250mm，柱内配，柱内配有有4 16纵筋（纵筋（As=804mm2），砼强度等级为），砼强度等级为C30

25、，柱承受轴心压力设计值柱承受轴心压力设计值N=810kN，试核算该柱是否，试核算该柱是否安全？安全？AfAfNycs9.036习习 题题某现浇多层钢筋混凝土框架结构，底层中柱按轴心受某现浇多层钢筋混凝土框架结构，底层中柱按轴心受压构件计算，柱高压构件计算，柱高H=6.4m，承受轴向压力设计值，承受轴向压力设计值N=2450kN，采用，采用C30砼，砼，HRB335钢筋，截面尺寸为钢筋，截面尺寸为400400mm。配置纵筋和箍筋。配置纵筋和箍筋。3738轴心受拉构件从开始加载到破坏，其受力过程可以分轴心受拉构件从开始加载到破坏，其受力过程可以分为三个不同的阶段：为三个不同的阶段：1.1.受力过程

26、及破坏特征受力过程及破坏特征第一阶段：第一阶段：从开始加载到从开始加载到混凝土开裂前，应力与应变成正比，拉混凝土开裂前，应力与应变成正比，拉力力N与应变之间基本成线性关系，此阶段末砼拉与应变之间基本成线性关系，此阶段末砼拉应变达到极限拉应变，裂缝即将产生。为构件抗应变达到极限拉应变，裂缝即将产生。为构件抗裂验算的依据。裂验算的依据。第二节第二节 轴心受拉构件正截面承载力计算轴心受拉构件正截面承载力计算39从从混凝土开裂到纵向钢筋即将屈服，在裂缝截面处混混凝土开裂到纵向钢筋即将屈服，在裂缝截面处混凝土退出工作，拉力全部由钢筋承担，钢筋应力凝土退出工作，拉力全部由钢筋承担，钢筋应力急剧增加。此时构

27、件受到的荷载大约为急剧增加。此时构件受到的荷载大约为5070%Pu。为构件正常使用并进行裂缝宽度和。为构件正常使用并进行裂缝宽度和变形验算的依据。变形验算的依据。第二阶段：第二阶段：40受拉钢筋屈服后，拉力受拉钢筋屈服后，拉力N保持不变的情况下，结构的保持不变的情况下，结构的变形继续增大，裂逢不但加宽，直到结构破坏。变形继续增大，裂逢不但加宽，直到结构破坏。作为构件正截面承载力计算的依据。作为构件正截面承载力计算的依据。第三阶段：第三阶段：411 1）轴心受拉构件正截面承载力计算轴心受拉构件正截面承载力计算以第三阶段受力为基础，拉力全部有钢筋承受，混以第三阶段受力为基础，拉力全部有钢筋承受，混

28、凝土不承受拉力。凝土不承受拉力。则由内力与截面抗力的平衡条件可得：则由内力与截面抗力的平衡条件可得：N Nu=As fy N 轴向拉力的设计值；N u 轴向受拉构件的极限承载力；As 纵向受拉钢筋截面面积；fy钢筋抗拉强度设计值，不大于300N/mm22.轴心受拉构件正截面承载力计算轴心受拉构件正截面承载力计算42注意注意:对于轴心受拉和小偏心受拉构件而言，当对于轴心受拉和小偏心受拉构件而言，当 fy300N/mm2时，仍按时，仍按300N/mm2取用；取用；目的：目的：为了控制受拉构件在使用荷载下的变形为了控制受拉构件在使用荷载下的变形和裂缝开展；和裂缝开展；可见，轴心受拉构件的钢筋用量并不

29、是由强度要求可见，轴心受拉构件的钢筋用量并不是由强度要求确定的，裂缝宽度验算对纵筋用量起决定作用。确定的，裂缝宽度验算对纵筋用量起决定作用。43三、构造要求三、构造要求1.纵向钢筋：纵向钢筋：1)受力钢筋应沿截面周边均匀地对称布置，并宜优先选受力钢筋应沿截面周边均匀地对称布置，并宜优先选择直径较小的钢筋；择直径较小的钢筋；2)为避免配筋过少引起脆性破坏，按构件截面面积计算为避免配筋过少引起脆性破坏，按构件截面面积计算的的全部全部受力钢筋的最小配筋率不应小于受力钢筋的最小配筋率不应小于90ft/fy,同时不同时不应小于应小于0.4。3)轴心受拉构件的受力钢筋在接头时，不得采用非焊接轴心受拉构件的

30、受力钢筋在接头时，不得采用非焊接的搭接接头。搭接而不加焊的受拉钢筋接头仅允许用的搭接接头。搭接而不加焊的受拉钢筋接头仅允许用在圆形池壁或管中，且接头位置应错开，钢筋搭拉长在圆形池壁或管中，且接头位置应错开，钢筋搭拉长度应不小于度应不小于1.2la和和300mm。2.箍筋构造：箍筋构造：在轴心受拉构件中，与纵向受力钢筋垂直放置的箍筋在轴心受拉构件中，与纵向受力钢筋垂直放置的箍筋主要是固定纵向受力钢筋的位置，并与纵向钢筋组成主要是固定纵向受力钢筋的位置，并与纵向钢筋组成钢筋骨架。钢筋骨架。44轴拉构件例题轴拉构件例题1某钢筋混凝土托架下弦截面尺寸某钢筋混凝土托架下弦截面尺寸bh=200mm250m

31、m，其端节间承受恒载标准值产生的轴心拉力其端节间承受恒载标准值产生的轴心拉力Ngk=185kN，活载标准值产生的轴心拉力，活载标准值产生的轴心拉力Nqk=70kN,结构重要性系数结构重要性系数0=1.1，混凝土强度等，混凝土强度等级为级为C30，纵向钢筋采用，纵向钢筋采用HRB335，试按承载力计，试按承载力计算所需纵向受拉钢筋截面面积，并选择钢筋。算所需纵向受拉钢筋截面面积，并选择钢筋。N Nu=As fy 45 例例4-44-4 某钢筋混凝土屋架下弦的拉力值某钢筋混凝土屋架下弦的拉力值N=700KNN=700KN，采用采用HPB335HPB335级钢筋配筋，试求所需要的纵向钢筋面级钢筋配筋

32、，试求所需要的纵向钢筋面积，并为其选用钢筋。积，并为其选用钢筋。解：由表查得解：由表查得fy=300N/mm2fy=300N/mm2可得纵向钢筋面积为可得纵向钢筋面积为 As=N/fyAs=N/fy222333/300/1000700mmmmNN选用选用4 42828（As=2463mmAs=2463mm2 2）轴心受拉例题轴心受拉例题N Nu=As fy 461.普通箍筋轴心受压短柱的受力特点和破坏特征如何?2.普通箍筋轴心受压长柱的破坏特征如何?它与普通箍筋轴心受压短柱的主要不同是什么?3.普通箍筋轴心受压柱的承载力计算公式是如何得出的?系数的物理意义是什么?在计算时,对于A和fc的取值应

33、注意些什么?本章：思考题本章：思考题47谢谢 谢！谢！本章完本章完481 1）受力分析及破坏特征）受力分析及破坏特征 原理：纵向压缩提高柱的承载力横向变形纵向裂纹(横向拉坏)若约束横向变形，使砼处于三向受压状态2.2.配螺旋箍筋的轴心受压构件配螺旋箍筋的轴心受压构件49破坏特征：破坏特征：1.1.当混凝土的轴向压力较大时，混凝土当混凝土的轴向压力较大时，混凝土纵向微裂缝开始迅速发展，导致混凝纵向微裂缝开始迅速发展，导致混凝土纵向变形，对混凝土产生间接的被土纵向变形，对混凝土产生间接的被动侧向压力，箍筋产生环向拉力。动侧向压力，箍筋产生环向拉力。2.2.当荷载逐步加大到混凝土应变超过无当荷载逐步

34、加大到混凝土应变超过无约束时的极限压应变后，箍筋外部的约束时的极限压应变后，箍筋外部的混凝土开始剥落，而箍筋以内即核心混凝土开始剥落，而箍筋以内即核心部分的混凝土则继续承载。部分的混凝土则继续承载。3.3.当荷载继续加大直到箍筋达到抗拉屈当荷载继续加大直到箍筋达到抗拉屈服强度而失去约束混凝土侧向变形能服强度而失去约束混凝土侧向变形能力时，核心混凝土才会被压碎而导致力时，核心混凝土才会被压碎而导致结构破坏如右图（结构破坏如右图（2-102-10所示。所示。502 2）建筑工程中配螺旋箍筋的轴心受压构件正截）建筑工程中配螺旋箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算面承载力计算fc1=fc+42配置了间距

35、较密的螺旋箍筋或焊接圆环箍的配置了间距较密的螺旋箍筋或焊接圆环箍的轴心受压柱，其核心混凝土的抗压强度可按轴心受压柱，其核心混凝土的抗压强度可按三向受压时的强度考虑，可取：三向受压时的强度考虑，可取：式中：式中：2 2-螺旋箍筋或焊接圆环箍对混凝土螺旋箍筋或焊接圆环箍对混凝土产生的被动侧向压压力。产生的被动侧向压压力。51cor21ssy2dSAfcorssydSAf022假设箍筋拉应力达到屈服强度，则从图假设箍筋拉应力达到屈服强度，则从图2-112-11的的平衡条件：平衡条件：SAdA1sscorss0sdsddAfcorcorssy220212cos22可得：可得：52螺旋箍筋间距。核心混凝

36、土直径；螺旋箍筋的截面面积；）（箍筋换算面积；核心混凝土面积箍筋抗拉强度设计值；sdAAsdAAdAAfcorsssscorssossodorcorcory112/4/式中：式中：53构件的承载力应按下列公式计算：构件的承载力应按下列公式计算：由于箍筋屈服时，外围砼已严重剥落，所以承受压力的砼载面由于箍筋屈服时，外围砼已严重剥落，所以承受压力的砼载面面积应取核心砼的截面面积面积应取核心砼的截面面积AcorAcor。由平衡条件得：。由平衡条件得：21)4(SycorcSycorcAfAfAfAfN设计时，为了保持与偏心受压构件正截面具有相近的可靠度，设计时，为了保持与偏心受压构件正截面具有相近的

37、可靠度，并且考虑间接钢筋对不同强度等级混凝土约束效应影响差异，并且考虑间接钢筋对不同强度等级混凝土约束效应影响差异，按下列公式计算：按下列公式计算：)2(9.0ssoySycorcAfAfAfNSAdA1sscorss0（2-132-13）54。；，C；，CsdAAAfcorssssocory其间按线性内插法取用取时当砼为取时当砼不大于的折减系数。间接钢筋对混凝土约束向的间距；间接钢筋沿构件轴线方间的距离；间接钢筋内表面之构件的核心截面直径：间接钢筋的截面面积；螺旋式或焊接环式单根钢筋的换算截面积；螺旋式或焊接环式间接的混凝土面积；间接钢筋内表面范围构件核心混凝土面积：采用；计值，按附表间接钢

38、筋的抗拉强度设85.0800.15032155为避免螺旋箍筋外面的砼保护层不至于过早剥落，按螺旋为避免螺旋箍筋外面的砼保护层不至于过早剥落，按螺旋式算得的构件承载力设计值不应大于按普通箍筋算得式算得的构件承载力设计值不应大于按普通箍筋算得的构件承载力设计值的的构件承载力设计值的1.51.5倍，此外，当遇到下列任倍，此外，当遇到下列任何一种情况时，不应计入间接钢筋的影响，应按（何一种情况时，不应计入间接钢筋的影响，应按（2-2-6 6）式计算：）式计算：（1 1）当）当l/d1212时；时；（对长细比大于（对长细比大于1212时，由于纵向弯时，由于纵向弯曲的影响，其承载力较低，破坏时砼压应力低于

39、曲的影响，其承载力较低，破坏时砼压应力低于其轴心抗压强度，横向变形不显著，间接钢筋不其轴心抗压强度，横向变形不显著，间接钢筋不能发挥作用，故不考虑间接筋的影响）能发挥作用，故不考虑间接筋的影响）（2 2）当按螺旋式计算的受压承载力小于按普通）当按螺旋式计算的受压承载力小于按普通箍筋算得的受压承载力时；箍筋算得的受压承载力时；（3 3）当间接钢筋的换算面积）当间接钢筋的换算面积Asso小于纵向钢筋全小于纵向钢筋全部面积的部面积的25%时。时。563 3）公路桥涵工程中配螺旋箍筋轴心受压构件正截）公路桥涵工程中配螺旋箍筋轴心受压构件正截面承载力计算面承载力计算)(95.0;0sosdssdcorc

40、ddAkfAfAfN钢筋混凝土轴心受压构件，当配置钢筋混凝土轴心受压构件，当配置螺旋箍筋或焊螺旋箍筋或焊接环式间接钢筋且间接钢筋的换算面积接环式间接钢筋且间接钢筋的换算面积AsoAso不不小于纵筋截面积的小于纵筋截面积的25%25%；间距不大于；间距不大于80mm80mm及及dcor/5dcor/5。构件长细比。构件长细比l/d12l/d12时，其正截面抗时，其正截面抗压承载力应按下列公式计算：压承载力应按下列公式计算：57间接钢筋影响系数。筋的螺距或间距；沿构件轴线方向间接钢构件的核心截面直径；积；单根间接钢筋的截面面钢筋的换算截面积；螺旋式或焊接环式间接积；纵向受压钢筋的全部面值；间接钢筋

41、抗拉强度设计度设计值；纵向受压钢筋的抗压强构件核心截面面积；轴向力组合设计值；混凝土抗压强度设计值重要性系数；ksdAAAffANfcorsosossdsdcordcd1058另外，当间接钢筋的换算截面面积、间距及构件的另外，当间接钢筋的换算截面面积、间距及构件的长细比不符合前述要求，或按式（长细比不符合前述要求，或按式（2-152-15）计算）计算的抗压承载力设计值小于按（的抗压承载力设计值小于按（2-72-7）式的抗压）式的抗压承载力设计值时，不应考虑间接钢筋的套箍作承载力设计值时，不应考虑间接钢筋的套箍作用，正截面抗压承载力按（用，正截面抗压承载力按（2-72-7）式进行计算。）式进行计算。59小结：轴心受力构件正截面承载力计算（如图）：小结：轴心受力构件正截面承载力计算（如图）：60例题：例题：某大楼底层门厅内现浇钢筋砼柱，承受轴心压力设计值N=2749KN，计算长度l0=4.06m，根据建筑设计要求，柱的截面为圆形，直径dc=400mm。砼为（fc=14.3N/mm2)，纵筋采用HRB400级钢筋，箍筋采用，试确定柱的配筋。见例题本