混凝土結構基本原理 軸心受力構件的受力性能PPT學習教案

1、會計學1混凝土結構基本原理混凝土結構基本原理 軸心受力構件的受軸心受力構件的受力性能力性能壓壓壓拉拉柱 下 基礎樓板柱梁梁墻樓梯墻 下 基礎地下室底板第1頁/共29頁縱筋縱筋箍筋bh第2頁/共29頁00.001 0.002 0.003 0.00420010050150N (kN)平均應變 混凝土：fc=30.8MPa; ft=1.97MPa; Ec=25.1103MPa.鋼筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205103MPa; As=284mm2.152NtNt915152鋼筋屈服混凝土開裂第3頁/共29頁NtNtNtcrNtcrNtNt第4頁/共29頁NtNt結論結論

2、三個工作階段：開裂前，線彈性三個工作階段：開裂前，線彈性；開裂至鋼筋屈服，裂縫不斷發(fā)展；開裂至鋼筋屈服，裂縫不斷發(fā)展；鋼筋屈服后，；鋼筋屈服后，Nt基本不增加基本不增加首條裂縫出現后還會繼續(xù)出現裂縫，但裂縫增至一定數量后便不在增首條裂縫出現后還會繼續(xù)出現裂縫，但裂縫增至一定數量后便不在增加加極限承載力取決于鋼筋的用量和強度極限承載力取決于鋼筋的用量和強度第5頁/共29頁sss=Essys,hfytto t0ftt=Ect混凝土混凝土鋼筋鋼筋第6頁/共29頁bhAsAAs/A3%時，A=bhllNtNtNttAs sll st0cscscscscsscsstt)1 ()()(AEAAEEAEAE

3、EAEAEAEAAN 第7頁/共29頁Ntt=ftAs ssstcrct0ccEt0(1)(1)E ANE AEAE A tto t0ftt=Ectt0 第8頁/共29頁sss=Essys,hfytto t0ftt=EctAss（As fy）Nt混凝土退出工作混凝土退出工作ssstAEN sytuAfN 第9頁/共29頁sss=Essys,hfytto t0ftt=EctAss（As fy）Nt驗算驗算Ntu Ntcr，若成立，可以；否則取，若成立，可以；否則取Ntu=NtcrsytuAfN t0Ect0scsccrt)1 ()1 ( AEAAEEAEN第10頁/共29頁Ass（As fy）N

4、t設計原則是：設計原則是：Nt NtusytutAfNN 為了保證設計截面的極限承載力大于截面的開裂荷為了保證設計截面的極限承載力大于截面的開裂荷載，避免脆性破壞載，避免脆性破壞mins bhA第11頁/共29頁Ass（As fy）Nt最小配筋率的確定原則是：最小配筋率的確定原則是：Ntu= NtcrysmincEmint0t(1)f AE AAf ，不同規(guī)范可能還會對上述值進行調整，作為實例見不同規(guī)范可能還會對上述值進行調整，作為實例見附表附表4-1ytminsminffAA ，第12頁/共29頁bhAsANcNc混凝土壓碎鋼筋凸出oNcl混凝土壓碎鋼筋屈服第一階段：加載至鋼筋屈服第一階段：

5、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第13頁/共29頁NccAs ssss=Essys,hfyccc20ccc)2501(100011ff 0=0.002ocfcc平衡方程平衡方程ssccAAN 變形協(xié)調方變形協(xié)調方程程sc 物理方程物理方程(以以fcu50Mpa為例為例)第14頁/共29頁NccAs s第一階段第一階段)2501 (1000sscssccAEAfAAN 非線性關系ccEE引入割線模量) 1 (Ecsscc AEAEAEN)1 () 1 (sEcsEccANAN 第15頁/共29頁NccAs fy第二階段第二階段)2501 (1000syc

6、cAfAfN 當當 0=時，混凝土壓碎，柱達到最大承載力時，混凝土壓碎，柱達到最大承載力yccusAfAfN 若若 s=0=，則則2ssN/mm400200000002. 0002. 0 E軸心受壓短柱中，軸心受壓短柱中，當鋼筋的強度超過當鋼筋的強度超過400N/mm2時，其強時，其強度得不到充分發(fā)揮度得不到充分發(fā)揮第16頁/共29頁Nc施加后的瞬時施加后的瞬時)1 () 1 (sEcs1Ecc1ANAN NcAslNcAs s1c1l i第17頁/共29頁NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）經歷徐變后經歷徐變后)1 () 1 (sEcs1Ecc1ANAN i

7、Ctcr iiC)1 (tcr ss2c2cAAN s2stts1ctsE(1)(1)(1)(1)iECCNCA c1tEcEstEc2)1 () 1 ()1 (1CANAAC 第18頁/共29頁Nc撤去后撤去后NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）NcAs s3c3l cr（壓）crss3E （拉）crss3s3c3EAAs 第19頁/共29頁長柱的承載力長柱的承載力3%，則，則A=b h- As 第23頁/共29頁) (ssyccucAAfAfNN 由由l0/b查表查表4-1求求 驗算驗算fy 400N/mm2 若若As /b h3%，則，則A=b h；若；

8、若As /b h3%，則，則A=b h- As ，重新計算重新計算驗算最小配筋率驗算最小配筋率第24頁/共29頁ssdcordcor第25頁/共29頁Nc素混凝土柱普通鋼筋混凝土柱螺旋箍筋鋼筋混凝土柱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標距NcNc第26頁/共29頁dcorrfyAss1fyAss1約束混凝土的抗壓強度約束混凝土的抗壓強度rccc4 ff當箍筋屈服時當箍筋屈服時 r達最大值達最大值corss0y2corcorss1ycorss1yr24422AAfsddAfsdAf 核心區(qū)混凝土的截面積間接鋼筋的換算面積第27頁/共29頁dcorrfyAss1fyAss1ss0ysycorcsycorrcsycorcccu2)4(AfAfAfAfAfAfAfN 算得的承載力不宜大于普通箍柱承載力的倍，以免保護層算得的承載力不宜大于普通箍柱承載力的倍，以免保護層過早脫落過早脫落當當l0/dc12時，不考慮箍筋的有利作用時，