鋼筋溷凝土軸心受力構(gòu)件正截面承載力計(jì)算ppt課件

1、3.1概述 縱向拉力作用線(xiàn)與構(gòu)件截面形心線(xiàn)重合的構(gòu)件稱(chēng)為軸心受拉構(gòu)件。 在實(shí)踐工程中，由于荷載不可防止的偏心和構(gòu)件制造過(guò)程中的不均勻性，軸心受拉構(gòu)件幾乎是不存在的。但是，軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，因此，拱和桁架構(gòu)造中的拉桿，以及圓形水池的池壁等構(gòu)造構(gòu)件，可近似的按軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算。 縱向壓力作用線(xiàn)與構(gòu)件截面形心軸重合的構(gòu)件，縱向壓力作用線(xiàn)與構(gòu)件截面形心軸重合的構(gòu)件，稱(chēng)為軸心受壓構(gòu)件。稱(chēng)為軸心受壓構(gòu)件。 實(shí)踐工程中理想的軸心受壓構(gòu)件也是不存在的。實(shí)踐工程中理想的軸心受壓構(gòu)件也是不存在的。但是，在設(shè)計(jì)以恒載為主的多層多跨房屋的內(nèi)柱和但是，在設(shè)計(jì)以恒載為主的多層多跨房屋的內(nèi)柱和屋架的受壓腹桿等構(gòu)件時(shí)

2、，可近似的簡(jiǎn)化軸心受壓屋架的受壓腹桿等構(gòu)件時(shí)，可近似的簡(jiǎn)化軸心受壓構(gòu)件的計(jì)算。構(gòu)件的計(jì)算。 軸心受壓構(gòu)件中配有縱向鋼筋和箍筋，縱向鋼軸心受壓構(gòu)件中配有縱向鋼筋和箍筋，縱向鋼筋的作用是接受壓力，箍筋的主要作用是固定縱向筋的作用是接受壓力，箍筋的主要作用是固定縱向鋼筋，使其在構(gòu)件制造過(guò)程中不發(fā)生變形和錯(cuò)位。鋼筋，使其在構(gòu)件制造過(guò)程中不發(fā)生變形和錯(cuò)位。3.2 鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 3.2.1 受力過(guò)程及破壞特征從開(kāi)場(chǎng)加載到破壞，可分為三個(gè)不同的階段：1.第I階段從開(kāi)場(chǎng)加載到混凝上開(kāi)裂前，屬于第I階段，此時(shí) 縱問(wèn)鋼筋和混凝土共同接受拉力，應(yīng)力與應(yīng)變大致成正比，拉力N與截面平均拉應(yīng)變之

3、間根本上是線(xiàn)性關(guān)系2.第II階段混凝土開(kāi)裂后至縱向鋼筋屈服前屬于第II階段，首先在截面最薄弱處產(chǎn)生第一條裂痕 隨著荷載的添加，先后在一些截面上出現(xiàn)裂痕，裂痕處的混凝土不再接受拉力，一切拉力均由縱向鋼筋來(lái)承當(dāng)。拉力添加時(shí)，縱向鋼筋的應(yīng)變顯著增大反映在圖中的AB段斜率比第II階段的OA段的斜率要小。3. 第III階段縱向鋼筋屈服后，拉力N堅(jiān)持不變的措況下，構(gòu)件的變形繼續(xù)增大，裂痕不斷加寬，直至構(gòu)件破壞。此為構(gòu)件受力的第III階段 如圖中的BC段。NfyAs (2-4)式中N軸向拉力組合設(shè)計(jì)值； fy鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按附表取用，不大于300N/mm2； As縱向鋼筋的全部截面面積。3.2.2 建

4、筑工程中軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算正截面是指與構(gòu)件軸線(xiàn)垂直的截面。對(duì)于軸心受拉構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算而言，以構(gòu)件第III階段的受力情況為根底，但是要思索可靠度的要求。此時(shí)，裂痕截面上混凝土因開(kāi)裂不能接受拉力，全部拉力由縱向鋼筋接受。由內(nèi)力與截面抗力的平衡條件可得3.2.4 構(gòu)造要求1.縱向受力鋼筋(1)軸心受拉構(gòu)件的受力鋼筋不得采用綁扎的搭接接頭；(2)為防止配筋過(guò)少引起的脆性破壞，軸心受拉構(gòu)件的受拉鋼筋不小于0.2%和45ft/fy %中的較大值；(3)受力鋼筋沿截面周邊均勻?qū)ΨQ(chēng)布置，并宜優(yōu)先選擇直徑較小的鋼筋。2.鋼筋箍筋直徑不小于6mm，間距普通不宜大于200mm屋架的腹桿不宜超越15

5、0mm。3.3 鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 軸心受壓構(gòu)件內(nèi)配有縱向鋼筋和箍筋。方式：配置普通鋼筋配置間距較密的的螺旋箍筋(或環(huán)式焊接鋼筋)縱向鋼筋作用：與混凝土共同承當(dāng)軸向作用；承當(dāng)由于初始偏心或其他偶爾要素引起的附加彎矩在構(gòu)件中產(chǎn)生的拉力.箍筋的作用：固定縱向受力鋼筋的位置，防止縱向鋼筋在混凝土破碎之前壓屈；保證縱筋與混凝土共同受壓直到構(gòu)件破壞；螺旋形箍筋對(duì)混凝上有較強(qiáng)的環(huán)向約束用而可以提高構(gòu)件的承載力和延性。3.3.1配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件1.受力分析及破壞特征根據(jù)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比不同，軸心受壓構(gòu)件可分為短柱(對(duì)普通截面l0/i28；對(duì)矩形截面l0/i8，b為截面寬度)和長(zhǎng)柱。

6、 鋼筋混凝土軸心受壓短柱破壞過(guò)程：在整個(gè)加載過(guò)程中能夠的初始偏心對(duì)構(gòu)件承載力無(wú)明顯影響；由于鋼筋和混凝土之間存在著粘結(jié)力、兩者的壓應(yīng)變相等。當(dāng)?shù)竭_(dá)極限荷載時(shí)，鋼筋混凝上短柱的極限壓應(yīng)變大致與混凝土棱柱體受壓破壞時(shí)的壓應(yīng)變一樣，混凝土的應(yīng)力到達(dá)棱柱體抗壓強(qiáng)度f(wàn)ck。假設(shè)鋼筋的屈服壓應(yīng)變小于混凝土破壞時(shí)的壓應(yīng)變那么鋼筋將首先到達(dá)抗壓屈服強(qiáng)度f(wàn)yk，鋼筋承當(dāng)?shù)膲毫S持不變，而繼續(xù)添加的荷載全部由混凝土承當(dāng)，直至混凝土被壓碎，在這類(lèi)構(gòu)件中鋼筋和混凝土的抗壓強(qiáng)度都得到充分利用。 對(duì)于高強(qiáng)度鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)能夠達(dá)不到屈服，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等 級(jí) 不 大 于 C 5 0 ， 鋼 筋 應(yīng) 力 為s=0.002E

7、s=0.0022105N/mm2=400N/mm2，鋼材的強(qiáng)度不能被充分利用。總之，在軸心受壓短柱中，不論受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)能否屈服，構(gòu)件的最終承載力都是由混凝土壓碎來(lái)控制。在臨近破壞時(shí)，短柱周?chē)霈F(xiàn)明顯的縱向裂痕，箍筋間的縱向鋼筋發(fā)生壓曲外鼓，呈燈籠狀，以混凝土壓碎而告破壞。鋼筋混凝土軸心受壓長(zhǎng)柱: 加荷時(shí)初始偏心距對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，它將使構(gòu)件產(chǎn)生附加彎矩和添加變形.對(duì)長(zhǎng)細(xì)比很大的構(gòu)件來(lái)說(shuō)，有能夠在資料強(qiáng)度尚未到達(dá)以前，即由于構(gòu)件喪失穩(wěn)定而引起破壞。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果闡明長(zhǎng)往的承載力低于一樣條件短柱的承載力，目前采用引入穩(wěn)定系數(shù)的方法來(lái)思索長(zhǎng)柱縱向撓曲的不利影響，值小于1.0，且隨著長(zhǎng)細(xì)比的增大

8、. 2. 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算方法式中: 鋼筋混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)按表2-1取用； N軸向力設(shè)計(jì)值； fy鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見(jiàn)附表2-3； fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見(jiàn)附表1-2；As全部縱向受壓鋼筋截面面積；A構(gòu)件截面面積,當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于0.03時(shí)， A改用Ac=A-As；0.9為了堅(jiān)持與偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算具有相近的可靠度而引人的系數(shù)。 當(dāng)構(gòu)件截面長(zhǎng)邊或直徑小于300時(shí)，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8,構(gòu)件質(zhì)量確有保證時(shí)不受此限)。0.9 ()ycNf Af A3. 構(gòu)造要求(1)資料宜采用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土，如C25，C30，C40等。在高層

9、建筑和重要構(gòu)造中，尚應(yīng)選擇強(qiáng)度等級(jí)更高的混凝土。 不宜用高強(qiáng)度鋼筋作為受壓鋼筋。同時(shí)，也不得用冷拉鋼筋作為受壓鋼筋。(2)截面方式軸心受壓構(gòu)件以方形為主，根據(jù)需求也可采用矩形截面、圓形截面或正多邊形截面；截面最小邊長(zhǎng)不宜小于250mm，構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比l0/b普通為15左右，不宜大于30。(3)縱向鋼筋縱向受力鋼筋直徑d不宜小于12mm，為便于施工宜選用較大直徑鋼筋，以減少縱向彎曲，并防止在臨近破壞時(shí)鋼筋過(guò)早壓曲。圓柱中縱向鋼筋的根數(shù)不宜少于8根，且不應(yīng)少于6根。全部縱向鋼筋的配筋率不宜超越5%?？v向鋼筋應(yīng)沿截面周邊均勻布置，鋼筋凈距不應(yīng)小于50mm，鋼筋中距亦不應(yīng)大于350mm，混凝土維護(hù)層最小厚

10、度普通為25mm。當(dāng)鋼筋直徑d32mm時(shí)，可采用綁扎搭接接頭，但接頭位置應(yīng)設(shè)在受力較小處。 (4)箍筋該當(dāng)采用封鎖式箍筋，以保證鋼筋骨架的整體剛度并保證構(gòu)作在破壞階段箍筋對(duì)混凝土和縱向鋼筋的側(cè)向約束作用。箍筋的間距s不應(yīng)大于橫截面短邊尺寸，且不大于400mm。同時(shí)不應(yīng)大于15d(d為縱向鋼筋的最小直徑)。箍筋采用熱軋鋼筋時(shí)，其直徑不應(yīng)小于6mm，且不應(yīng)小于d/4；采用冷拔低碳鋼里時(shí)應(yīng)小于5mm和d/5(為縱向鋼筋的最大直徑)。當(dāng)柱每邊的縱向受力鋼筋不多于3根(或當(dāng)柱短邊尺寸b400mm而縱筋不多于4根)時(shí)。可采用單個(gè)箍筋,否那么應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋(圖2-9)。 當(dāng)柱中全部縱向受力鋼筋配筋率超越3時(shí)

11、，箍筋直徑不宜小于8mm，且應(yīng)焊成封鎖環(huán)式，其間距不應(yīng)大于10d(為縱向鋼筋的最小直徑)。且不應(yīng)大于200mm。在受壓縱向鋼筋搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)的箍筋直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋較大直徑的0.25倍，間距不應(yīng)小于10d，且不應(yīng)大于200mm(為受力鋼筋最小直徑)。3.3.2配有螺旋箍螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件1.受力分析及破壞特征實(shí)驗(yàn)闡明，當(dāng)混凝土的軸向壓力較大時(shí)(0.7fc左右)?；炷量v向微裂痕開(kāi)場(chǎng)迅速開(kāi)展，導(dǎo)致混凝土側(cè)向變形明顯增大。而配置足量的螺旋箍筋或焊接圓環(huán)箍筋能約束其側(cè)向變形，對(duì)混凝土產(chǎn)生間接的被動(dòng)側(cè)向壓力，箍筋那么產(chǎn)生環(huán)向拉力。當(dāng)荷載逐漸加大到混凝上壓應(yīng)變超越無(wú)約束時(shí)的極限壓應(yīng)變后，箍筋外部的

12、混凝土將被壓壞開(kāi)場(chǎng)剝落，而箍筋以?xún)?nèi)即中心部分的混凝土那么能繼續(xù)承載，只需當(dāng)箍筋到達(dá)抗拉屈服強(qiáng)度而失去約束混凝土側(cè)向變形的才干時(shí)，中心混凝土才會(huì)被壓碎而導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)件破壞，其破壞形狀如下圖。2.配有螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋軸心受壓構(gòu)件正截面抗壓承載力計(jì)算方法 配置了間距較密的螺旋箍筋或焊接圓環(huán)箍的軸心受壓柱，其中心混凝土的抗壓強(qiáng)度可按三向受壓時(shí)的強(qiáng)度思索可取 fc1=fc+42 式中，2是指間接鋼筋對(duì)中心混凝土產(chǎn)生的徑向壓應(yīng)力。 假設(shè)箍筋拉應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度那么從圖中的平衡條件可得 222022cos2corysslcordf Adsds 222244ysslysslcorcorcorf Af Adddss22yssocorfAA式中 fy箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Acor中心混凝土面積Acord2cor/4；Asso箍筋的換算面積Asso(dcor/s) Assl；Assl螺旋箍筋的截面面積；dcor中心混凝土直徑； s螺旋箍筋的間距。構(gòu)件的承載力應(yīng)按以下公式計(jì)算 12(4)ccorysccorysNf Af AfAf A(4)2ycssocoryscorfNfAAf AA2ccoryssoysNf Af Af A0.9(2)ccorysyssoNf Af Af A1corssssodAAs間接鋼筋對(duì)混凝土約束的折減系數(shù)；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超越C50時(shí)，取0.85；當(dāng)混凝土