混凝土結構 上冊6PPT課件

1、學習目標熟練掌握對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正 截面受壓承載力的計算方法；掌握N-M相關曲線的概念；熟悉偏心受壓構件斜截面受剪承載力的計算；熟悉受壓構件的配筋構造。 第1頁/共104頁 教學提示本章應重點介紹軸心受壓構件及偏心受壓構 件的破壞機理及正截面承載力計算方法。偏心受壓構件的計算類型較多，應講清其分 析問題的思路： 一是計算主線有計算簡圖、基本公式、 適用條件以及補充條件； 二是注意驗算適用條件； 三是熟悉不符合適用條件時的處理方法。 第2頁/共104頁第六章 受壓構件(a) 軸心受壓 (b) 單向偏心受壓 (c) 雙向偏心受壓柱、墻、橋墩等第3頁/共104頁第六章 受壓構件第4頁/共

2、104頁第六章 受壓構件第5頁/共104頁第六章 受壓構件第6頁/共104頁第六章 受壓構件一般 采用、單層工業(yè)廠房的預制柱常采用主要用于橋墩、樁和公共建筑中的柱。250250mml0/b30、l0/h25及l(fā)0/d25。邊長800mm時，以50mm為模數(shù)， 邊長 800mm時，以100mm為模數(shù)。第7頁/共104頁第六章 受壓構件應采用強度等級較高的混凝土；常用；常用。常用和。第8頁/共104頁 防止混凝土受壓脆性破壞；承擔偶然的附加彎矩、混凝土的收縮和溫度變化產(chǎn)生的拉應力?？v向鋼筋的配筋率：建工 。 道橋 C50） C45）縱向鋼筋的配筋率 。 縱筋配筋率第9頁/共104頁第六章 受壓構件

3、不宜小于12mm； 宜根數(shù)少而直徑粗。不得少于4根； 不宜少于8根，不應少于6根。 h600mm時，應設直徑1016mm的縱向構造鋼筋。第10頁/共104頁第六章 受壓構件 50mm 。：建工 300mm 。 道橋 350mm 。一般為30mm。第11頁/共104頁采用封閉式。 400mm； 截面的短邊尺寸； 15d。 d/4 建工 6mm。 道橋 8mm。3%，第六章 受壓構件 8mm； 10倍縱筋最小直徑，且 200mm。 應作成135的彎鉤， 10箍筋直徑第12頁/共104頁第六章 受壓構件下列兩種情況下應設置復合箍筋： 一是柱截面短邊 400mm，且各邊縱筋3根時； 二是柱截面短邊 4

4、00mm，但各邊縱筋4根時。不得采用具有內(nèi)折角的箍筋，以避免箍筋受拉時使折角處混凝土破損。150mm15倍箍筋直徑max第13頁/共104頁第六章 受壓構件（每邊多于4根） （每邊多于3根） （每邊4根） （每邊3根）第14頁/共104頁復雜截面的箍筋形式第六章 受壓構件第15頁/共104頁正截面受壓承載力 的。普通箍筋柱和螺旋箍筋柱兩種情況。(a)軸心受壓 (b)單向偏心受壓 (c)雙向偏心受壓第六章 受壓構件第16頁/共104頁第六章 受壓構件第17頁/共104頁（1）直接受壓，提高柱的承載力；（2）承擔偶然偏心等產(chǎn)生的拉應力；（3）改善破壞性能（脆性）；（4）減小持續(xù)壓應力下混凝土收縮和

5、徐變的影響。（1）固定縱筋，形成鋼筋骨架；（2）承擔剪力；（3）約束混凝土，改善混凝土的性能；（4）給縱筋提供側(cè)向支承，防止縱筋壓屈。第六章 受壓構件第18頁/共104頁第六章 受壓構件l0/b8、l0/i28破壞時，砼壓碎，縱筋外鼓呈燈籠狀。受力時，全截面應變相等，即es =ec =e受力時，側(cè)向彎曲可忽略不計。破壞時，混凝土應變?nèi)0;應力取fc。破壞時，鋼筋應力:對于ey e0的鋼筋，取fy= fy對于ey e0的鋼筋，取fy= ES e0 fy第19頁/共104頁第六章 受壓構件第20頁/共104頁N第六章 受壓構件受力時，N不可避免的初始偏心， 引起的不可忽略。破壞時，凸邊出現(xiàn)，砼出

6、現(xiàn)，砼， 構件破壞。長柱的承載力相同條件短柱 的承載力。 規(guī)范用表示。 的取值見P129 P496N長柱= N短柱第21頁/共104頁)(9 . 0sAyfAcfN第六章 受壓構件0.9是考慮與偏心受壓構件具有相同的可靠度。fcNf y AsAs)(9 . 00sAsdfAcdfdN第22頁/共104頁第六章 受壓構件柱的計算長度-l0NNl0=H兩端鉸支NNl0=0.7H一端鉸支一端固定NNl0=0.5H兩端固定NNl0=2H一端固定一端自由H第23頁/共104頁第六章 受壓構件（見GB50010第條。具體有以下三條規(guī)定）柱的類別柱的類別l0排架方向排架方向垂直排架方向垂直排架方向有柱間有柱

7、間支撐支撐無柱間無柱間支撐支撐無吊車無吊車房屋柱房屋柱單跨單跨1.5H1.0H1.2H兩跨及多跨兩跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊車有吊車房屋柱房屋柱上柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱下柱1.0HL0.8HL1.0HL露天吊車柱和棧橋柱露天吊車柱和棧橋柱2.0HL1.0HL-HuHLH第24頁/共104頁第六章 受壓構件樓蓋類別樓蓋類別柱的類別柱的類別l0現(xiàn)澆樓蓋現(xiàn)澆樓蓋底層柱底層柱1.0H其余各層柱其余各層柱1.25H裝配式樓蓋裝配式樓蓋底層柱底層柱1.25H其余各層柱其余各層柱1. 5HHH樓蓋頂面樓蓋頂面基礎頂面HlHllu)2 . 02()(15. 01min00第25

8、頁/共104頁第六章 受壓構件eN第26頁/共104頁第27頁/共104頁第28頁/共104頁2 fyAss1 fyAss12sdcors(a)(b)(c)12ssAyfcorsdrcordsssAyfr12dcorrrsAyfsssAcordyfcorAcfuN12sAyfcorAfuNff y As 0YcordsssAyfcff12rcff第29頁/共104頁螺旋箍筋換算成相當?shù)目v筋面積01sssscorAsAdsAdAsscorss10sAyfssAyfcorAcfuN02sAyfsssAcordyfcorAcfuN12第30頁/共104頁22029 .0ssAyfsAyfcorAcf

9、NsAyfssAyfcorAcfuN02k2soAsdkfsAsdfcorAcdfdN9 . 00 -間接鋼筋對砼約束的折減系數(shù) 當混凝土C50時，取 = 1.0； 當混凝土為C80時，取 =0.85，其間線性插值。k -間接鋼筋影響系數(shù)； k 2 第31頁/共104頁cfcdfsdfyfdN0N029 .0ssAyfsAyfcorAcfNsoAsdkfsAsdfcorAcdfdN9 . 00sdfyf2kssoAsoA1ssA1soA第六章 受壓構件第32頁/共104頁第六章 受壓構件)2(9 . 00ssysycorcAfAfAf)(9 . 05 . 1sycAfAf應Ass012（等價于

10、道橋的l0 /i 48 ）；第33頁/共104頁螺旋箍筋的 0.25 As （ As全部縱筋面積）螺旋箍筋的 80mm ； dcor/5 ； 40mm。螺旋箍筋的 6mm（建工）； 8mm（道橋） d/4；第六章 受壓構件第34頁/共104頁試驗表明：偏心受壓柱有和兩種形態(tài)；影響的主要因素是和第六章 受壓構件 fyAs fyAsN偏心距e0較大As配筋合適e0第35頁/共104頁 破壞特征與相似第六章 受壓構件偏心距e0較大， 的數(shù)量合適。fyAsNe0fyAs第36頁/共104頁相對偏心距e0/h0較??；相對偏心距e0/h0較大，但的數(shù)量過多。第六章 受壓構件 Ne0sAsfyAsNAs太多

11、e0fyAssAs第37頁/共104頁 離縱向力的混凝土，鋼筋； 離縱向力的鋼筋。 破壞特征與相似。第六章 受壓構件第38頁/共104頁 受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)邊緣混凝土達到ecu 同時發(fā)生。與適筋梁和超筋梁的界限類似。第六章 受壓構件第39頁/共104頁第六章 受壓構件較大時，縱向彎曲不能忽略。圖中， N ei 稱一階彎矩， 稱二階彎矩。0sinlxfy 曲線方程 xeiNNleyfl0ei第40頁/共104頁側(cè)向撓度 很小， M隨N線性增長。最后為第六章 受壓構件MNN0短柱ABDN0ei第41頁/共104頁側(cè)向撓度 不能M隨N非線性增長。最后為軸向承載力低于相同 情況的短柱的承載力。第六章

12、 受壓構件MNN0N1N1f1短柱長柱ABDN0eiN1ei第42頁/共104頁側(cè)向撓度 最后為細長柱采用。第六章 受壓構件MNN0N1N1f1N2短柱長柱細長柱ABCDDN2f2N0eiN1eiN2ei第43頁/共104頁第六章 受壓構件-p-p第44頁/共104頁iiiefefe10sinlxfy 曲線方程 xeiNNleyfl0 022b2/lxdxyd-202lf2010lf=b1020lfei第45頁/共104頁第六章 受壓構件yecuebblf1020iiiefefe1取h=1.1h000017. 025. 10033. 0h0hycubee017 .1711h第46頁/共104頁

13、200141911hlhei 再考慮修正系數(shù) 影響系數(shù)，后得21200140011hlhei第六章 受壓構件第47頁/共104頁第六章 受壓構件21200140011hlhei0 . 15 . 01NAfc其中0 . 101. 015. 102-hl21200140011hlhoe0 . 17 . 22 . 01ohoe其中0 . 101. 015. 102-hl第48頁/共104頁受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)邊緣混凝土達到ecu 同時發(fā)生。第六章 受壓構件eyecuASAScusEyfbe11有屈服點鋼筋 b 為大偏心受壓 b 為小偏心受壓第49頁/共104頁。第六章 受壓構件 1sAyfsAyfb

14、xcfuN-0201sahsAyfxhbxcfeuN第50頁/共104頁sahiee-2e0=M/Naieee0ea20mmh/30=max第六章 受壓構件x bh0 x2asea第51頁/共104頁 1sAssAyfbxcfuN-0201sahsAyfxhbxcfeuN第六章 受壓構件第52頁/共104頁ecuh0第六章 受壓構件ecueyxcbh0小偏壓時， s與x 基本成線性關系。 = 1 cb，s=fy = 1 0，s=0yfbs11-第53頁/共104頁 可能發(fā)生As一側(cè)混凝土首先壓壞。此時應按下式驗算： fyAsNe0 - eae fyAs)0()5 . 00(sahsAyfhhb

15、hcfeN-e=0.5h-as-(e0-ea) h0=h-as第六章 受壓構件-)0()5 . 00(002. 0sahyfhhbhcfeNbhsA 取max第54頁/共104頁第六章 受壓構件近似判據(jù)真實判據(jù)ei 0.3h0，大偏心ei 0.3h0，小偏心 b ，大偏心 b ，小偏心第55頁/共104頁第六章 受壓構件由上表可知：（ei/h0）b=0.2840.322 故取ei/h0 =0.3將 =b代入大偏壓計算公式可推得，0)01()0(201max,0hsAyfsAyfhbbcfsahsAyfbhcfsbhie-相對界限偏心距bohie 混凝土混凝土鋼筋鋼筋C20C30C40C50C6

16、0C70C80級級0.3030.2940.2880.2840.2910.2980.306級級0.3210.3120.3060.3020.3080.3150.322第56頁/共104頁第六章 受壓構件 )syc(9 . 0AfAfN第57頁/共104頁第六章 受壓構件偏壓構件的計算類型計算類型不對稱配筋對稱配筋大偏心受壓小偏心受壓截面設計截面復核求As、AsAs已知求As求As、AsAs已知求Ase0已知求NuN已知求e0e0已知求NuN已知求e0對稱配筋無As已知求As，其余相同截面設計截面復核第58頁/共104頁第六章 受壓構件，結合受力特性或經(jīng)濟性補充條件后求解。類型很多，不管是哪一類型，

17、始終是利用基本公式和公式條件求解。第59頁/共104頁第六章 受壓構件 fyAs fyAsNeei)0()20(11sahsAyfxhbxcfNesAyfsAyfbxcfN-sahiee-5 .0式中第60頁/共104頁第六章 受壓構件x bh0 x2asAs 0.002bh； As 0.002bhAs + As 0.006bhAs + As 0.05bh第61頁/共104頁第六章 受壓構件As、AsAsAs：bh；fc、fy，fy； l0/h；N、M， As、As三個未知數(shù)，As、 As和 x 怎么辦？令x=bh0第62頁/共104頁)0()5 . 01 (201sahyfbbbhcfNes

18、A-ysybcsfNAfbhfA-01利用兩個基本公式可得若As0.002bh? 則取As =0.002bh，然后按As已知計算轉(zhuǎn)類型二若As bh0？若As rminbh？ 則取As=rminbh按As、As轉(zhuǎn)類型一第六章 受壓構件取x= 2as ，計算As ，則：若x 2as ？-0sahyfNesA第65頁/共104頁 sAs fyAsNeie第六章 受壓構件)0()20(11sahsAyfxhbxcfNesAssAyfbxcfN-第66頁/共104頁bh0 0.3h0- ei0.3h0 -計算時，先假定11.0第72頁/共104頁第六章 受壓構件N, N Nb- N Nb -已知e0,

19、 求Nu ；已知N, 求Mubh；fc、fy，fy； l0/h； As 、 As，e0 關鍵先取1 =1，待求得Nu后再復核1。 若不相符，以新求得的1再次循環(huán)。 不需要如此第73頁/共104頁暫取1 =1求eiei0.3h0No轉(zhuǎn)小偏心-即類型七由基本公式消去N求出x若2as x bh0若x 2as 否則以新的1再次循環(huán)由x bh0小偏心轉(zhuǎn)類型七第74頁/共104頁bh；fc、fy，fy； l0/h； As 、As，N, 第六章 受壓構件Mu=Nue0，故關鍵是求e0第75頁/共104頁 =1fcbbh0+f yAs-fyAsNo轉(zhuǎn)小偏心（即類型八） （由基本公式1）（由基本公式2）yes若

20、x 2as若2as x bh0（由x 2as時的公式）=Ne0（由 ei+h/2-as 或 ei-h/2+ as 和ei= e0+ ea（為含有ei的表達式）第76頁/共104頁第六章 受壓構件已知e0, 求Nu ；已知N, 求Mubh；fc、fy，fy； l0/h； As 、 As，e0 關鍵先取 1 =1，待求得Nu后再復核1。 若不相符，以新求得的 1再次循環(huán)。 不需要如此第77頁/共104頁暫取 1 =1求eiei0.3h0No轉(zhuǎn)大偏心-即類型五由基本公式消去N求出xyes重算 1 =0.5fcA/Nu，若與暫取 1相符輸出Nu否則以新的 1再次循環(huán)yes若bh0 x cyh若x h若

21、x bh0轉(zhuǎn)類型五若cyh0 x Nb時，為小偏心受壓第82頁/共104頁第六章 受壓構件第83頁/共104頁第六章 受壓構件bbhcfsahbbhcfNebhcfbN-01)0)(1(20143. 001)0(201)5 . 01 (sahyfbhcfNesAsA-第84頁/共104頁 的 由兩個基本方程求解對稱配筋小偏心受壓構件時， 出現(xiàn)如下 的三次方程)()5 . 01 (00112011ahhbfNbhfNecbbcbb-上式的計算很麻煩。為簡化計算，取(1-0.5)=0.43，即得的計算公式bcbccbbhfahbhfNebhfN-010120101)(43. 0第85頁/共104頁

22、6.5 矩形截面正截面承載力計算第六章 受壓構件第86頁/共104頁建工與道橋的區(qū)別-針對單向偏壓構件的計算e0 須先取 1 =1，待求得Nu后再復核 1。 若不相符，以新求得的 1再次循環(huán)。不需要如此第六章 受壓構件第87頁/共104頁cf1cdfsdfyfdN0N1yfsdf0,eie0eae0NAcf5 . 01007 . 22 . 01heMdM0第六章 受壓構件第88頁/共104頁第六章 受壓構件時當fhx 按寬度為bf的矩形截面計算。時的計算公式當fhx NoImage-0001122ahAfhhhbbxhbxfNeAAfhbbbxfNsyfffcsssyffcxfhxfh第89頁

23、/共104頁第六章 受壓構件時當)(fhhx-計算時應計入受壓較小邊緣受壓部分的作用。NoImage即離N較遠側(cè)先發(fā)生受壓破壞ahAfahhbbhhhbbhhbhfNesyffffffc-000222xfh第90頁/共104頁MuNuN0A(N0，0)B(Nb，Mb)C(0，M0)表示截面處于極限狀態(tài)。第六章 受壓構件表示截面未達到極限狀態(tài)。表示截面承載力不足。， 最大，軸心受壓。最大，界限破壞。 ，純彎。第91頁/共104頁CB段 ：Mu隨N的增加而增加；AB段 ：Mu隨N的增加而減小。：為受拉破壞；：為受壓破壞。第六章 受壓構件MuNuN0A(N0，0)B(Nb，Mb)C(0，M0)第92頁/共104頁MuNuN0A(N0，0)B(Nb，Mb)C(0，M0)Nb第六章 受壓構件 隨配筋率的增加， 曲線向外側(cè)增大。第93頁/共104頁第六章 受壓構件第94頁/共104頁2、破壞準則nxcuuRsiysixusiRcjycjxucjeee-)cossin()cossin(第六章 受壓構件X中和軸*YxnnRMxecuecjesiMy1、劃分為鋼筋單元 和混凝土單元01. 0scuceee3、計算e 幾何條件 平截面假定4、計算物理條件 e曲線第95頁/共104頁-nisiy