建筑結(jié)構(gòu)第五版(第4章

1、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)1第四章 軸心受力構(gòu)件的受力性能河北農(nóng)業(yè)大學(xué)2第一節(jié)第一節(jié) 軸心受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)軸心受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)一、混凝土開裂前一、混凝土開裂前 （一）彈性狀態(tài)（一）彈性狀態(tài)NAs sAc cAs sNcrAcftk（二）彈塑性狀態(tài)（二）彈塑性狀態(tài) N=( E As+Ac) c E = Es/Ec （三）即將開裂狀態(tài)（三）即將開裂狀態(tài) Ncr = (2 EAs+Ac) c N= cAc+ sAs c= s ； s=Es s ； c=Ec cN = ( EAs+Ac) c E= Es/Ec河北農(nóng)業(yè)大學(xué)3二、混凝土開裂后二、混凝土開裂后1、開裂處混凝土退出工作，未開裂處混凝土和鋼筋、開裂處混凝

2、土退出工作，未開裂處混凝土和鋼筋共同受力。共同受力。2、當(dāng)裂縫間混凝土的拉應(yīng)力未達(dá)到抗拉強(qiáng)度時(shí)，裂、當(dāng)裂縫間混凝土的拉應(yīng)力未達(dá)到抗拉強(qiáng)度時(shí)，裂縫間距基本穩(wěn)定，隨外力的增大，裂縫寬度加大?？p間距基本穩(wěn)定，隨外力的增大，裂縫寬度加大。三、破壞階段三、破壞階段v鋼筋承擔(dān)所有的拉力。鋼筋承擔(dān)所有的拉力。 Nu= fykAs河北農(nóng)業(yè)大學(xué)4第二節(jié)第二節(jié) 軸心受拉構(gòu)件的承載力計(jì)算軸心受拉構(gòu)件的承載力計(jì)算一、計(jì)算公式一、計(jì)算公式： N fy As 式中式中 N軸向拉力設(shè)計(jì)值；軸向拉力設(shè)計(jì)值； fy鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； As縱向受拉鋼筋截面面積?？v向受拉鋼筋截面面積。二、構(gòu)造要求二、構(gòu)造要求

3、 1. 縱向受力鋼筋的配置縱向受力鋼筋的配置 2. 箍筋箍筋河北農(nóng)業(yè)大學(xué)5第三節(jié)第三節(jié) 軸心受拉構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算軸心受拉構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算一、裂縫寬度計(jì)算公式一、裂縫寬度計(jì)算公式 二、裂縫寬度驗(yàn)算二、裂縫寬度驗(yàn)算 wmax wlim2 71 90 08max.eqskstedwcEsqtetkf1.165. 0河北農(nóng)業(yè)大學(xué)6受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件柱柱傳遞豎向荷載形成豎向空間受壓構(gòu)件（柱）受壓構(gòu)件（柱）往往在結(jié)往往在結(jié)構(gòu)中具有重要作用，一旦構(gòu)中具有重要作用，一旦產(chǎn)生破壞，往往導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)生破壞，往往導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的損壞，甚至倒塌。結(jié)構(gòu)的損壞，甚至倒塌。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)7(a)軸心受壓 (b)單向偏心受壓 (

4、c)雙向偏心受壓軸心受壓構(gòu)件概念軸心受壓構(gòu)件概念在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，理想的軸心受壓構(gòu)件幾乎是不存在的。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，理想的軸心受壓構(gòu)件幾乎是不存在的。通常由于施工制造的誤差、荷載作用位置的偏差、混凝土通常由于施工制造的誤差、荷載作用位置的偏差、混凝土的不均勻性等原因，往往存在一定的初始偏心距。的不均勻性等原因，往往存在一定的初始偏心距。但有些構(gòu)件，如以恒載為主的等跨多層房屋的內(nèi)柱、桁架但有些構(gòu)件，如以恒載為主的等跨多層房屋的內(nèi)柱、桁架中腹桿等，主要承受軸向壓力，可近似按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。中腹桿等，主要承受軸向壓力，可近似按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。exexey河北農(nóng)業(yè)大學(xué)8普通鋼箍柱螺旋鋼箍柱普通鋼箍柱普通

5、鋼箍柱：箍筋的作用？箍筋的作用？縱筋的作用？縱筋的作用？螺旋鋼箍柱：箍筋的形狀：箍筋的形狀為圓形，且間距較密，其為圓形，且間距較密，其作用？作用？軸心受壓構(gòu)件箍筋配置形式軸心受壓構(gòu)件箍筋配置形式SS河北農(nóng)業(yè)大學(xué)9v縱筋的作用：縱筋的作用： 提高受壓承載力，減小截面尺寸；防止因初始提高受壓承載力，減小截面尺寸；防止因初始偏心或者其它因素引起的附加彎矩在構(gòu)件中產(chǎn)偏心或者其它因素引起的附加彎矩在構(gòu)件中產(chǎn)生的拉力；減小砼的徐變；提高柱的延性。生的拉力；減小砼的徐變；提高柱的延性。v箍筋的作用：箍筋的作用： 與縱筋形成骨架，防止縱筋壓屈；箍筋對(duì)內(nèi)部與縱筋形成骨架，防止縱筋壓屈；箍筋對(duì)內(nèi)部混凝土的約束可以

6、改善構(gòu)件的延性性能?；炷恋募s束可以改善構(gòu)件的延性性能。v螺旋形箍筋螺旋形箍筋可以提高構(gòu)件的承載力和延性?？梢蕴岣邩?gòu)件的承載力和延性。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)10河北農(nóng)業(yè)大學(xué)11軸心受壓構(gòu)件分類軸心受壓構(gòu)件分類初始偏心產(chǎn)生附加彎矩在截面尺寸、配筋、強(qiáng)度相同的條件下，長(zhǎng) 柱的承載力低于短柱，(采用降低系數(shù)來考慮)受壓構(gòu)件lo/i 28 lo/b 8lo/i 28短柱 長(zhǎng)柱 加大初始偏心，最終構(gòu)件是在M，N共同作用下破壞。(圖示圖示）附加彎矩引起撓度軸心受壓長(zhǎng)柱的破壞形式 軸心受壓短柱的破壞形式：在N作用下壓壞 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)12配有普通箍筋軸心受壓短柱 試驗(yàn)研究bhAsANcNc混凝土壓碎鋼筋凸出oNcl混凝

7、土壓碎鋼筋屈服第一階段：加載至鋼筋屈服第一階段：加載至鋼筋屈服第二階段：鋼筋屈服至混凝第二階段：鋼筋屈服至混凝土壓碎土壓碎河北農(nóng)業(yè)大學(xué)13受力特點(diǎn)v 整個(gè)截面的應(yīng)變是均勻的。整個(gè)截面的應(yīng)變是均勻的。v 荷載較小時(shí)，壓應(yīng)變和壓應(yīng)力與荷載基荷載較小時(shí)，壓應(yīng)變和壓應(yīng)力與荷載基本呈線性關(guān)系。荷載較大時(shí)，壓應(yīng)變?cè)黾铀俣缺境示€性關(guān)系。荷載較大時(shí)，壓應(yīng)變?cè)黾铀俣燃涌?。隨荷載增大，縱筋應(yīng)力增長(zhǎng)加快，砼應(yīng)加快。隨荷載增大，縱筋應(yīng)力增長(zhǎng)加快，砼應(yīng)力增長(zhǎng)緩慢（產(chǎn)生應(yīng)力重分布）。力增長(zhǎng)緩慢（產(chǎn)生應(yīng)力重分布）。v 當(dāng)荷載長(zhǎng)期作用時(shí)，由于砼產(chǎn)生徐變，當(dāng)荷載長(zhǎng)期作用時(shí)，由于砼產(chǎn)生徐變，縱筋應(yīng)力進(jìn)一步增大，砼應(yīng)力進(jìn)一步減小。

8、縱筋應(yīng)力進(jìn)一步增大，砼應(yīng)力進(jìn)一步減小。v 縱筋達(dá)到屈服，而后砼壓壞?？v筋達(dá)到屈服，而后砼壓壞。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)14軸心受壓短柱的受力分析 截面分析的基本方程N(yùn)ccAs ssss=Essys,hfy0=0.002ocfcc平衡方程ssccAAN變形協(xié)調(diào)方程scNccAs s0=0.002ocfccsss=Essys,hfyNccAs s0=0.002ocfcc河北農(nóng)業(yè)大學(xué)15軸心受壓短柱的受力分析 荷載-變形關(guān)系NccAs fy當(dāng)0=0.002時(shí)，混凝土壓碎，柱達(dá)到最大承載力syccuAfAfN若若 s=0=0.002，則則2/400200000002. 0002. 0mmNEss軸心受壓短柱中，當(dāng)鋼軸心受壓短柱中，當(dāng)鋼筋的強(qiáng)度超過筋的強(qiáng)度超過400N/mm2時(shí)，其強(qiáng)度時(shí)，其強(qiáng)度得不到充分發(fā)揮得不到充分發(fā)揮河北農(nóng)業(yè)大學(xué)16三、軸心受壓短柱的受力分析 長(zhǎng)期荷載下徐變的影響NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）經(jīng)歷徐變后產(chǎn)生了鋼筋與砼之間的應(yīng)產(chǎn)生了鋼筋與砼之間的應(yīng)力重分布力重分布,最小配筋率要求最小配筋率要求河北農(nóng)業(yè)大學(xué)17軸心受壓