水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受壓構(gòu)件承載力

鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算

概述鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算受壓構(gòu)件分為軸心受壓和偏心受壓。實際工程中真正的軸心受壓構(gòu)件是沒有的。我國規(guī)范對偏心很小可略去不計，構(gòu)件按軸心受壓計算。

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算

概述水電站廠房柱

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算

概述工作橋的支承排架

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算

概述

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.1受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求一、截面形式和尺寸采用方形或矩形截面，截面長邊布在彎矩作用方向，長短邊比值1.5～2.5。也可采用T形、工字形截面。樁常用圓形截面。截面尺寸不宜過小，水工建筑現(xiàn)澆立柱邊長300mm。截面邊長

800mm，50mm為模數(shù)，邊長800mm，以100mm為模數(shù)。

二、砼受壓構(gòu)件承載力主要取決于砼強度，應(yīng)采用強度等級較高的砼，如C20、C25、C30或更高。第一節(jié)受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.1受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.1受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求三、縱向鋼筋作用：①協(xié)助砼受壓；②承擔(dān)彎矩。

常用II級、III級。不宜用高強鋼筋，不宜用冷拉鋼筋。直徑12mm，常用直徑12～32mm?，F(xiàn)澆時縱筋凈距50mm，最大間距350mm。長邊600mm，中間設(shè)10～16mm縱向構(gòu)造鋼筋，間距500mm。

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.1受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求受壓鋼筋數(shù)量不能過少。規(guī)范規(guī)定：I級鋼：偏壓構(gòu)件受壓或受拉筋配筋率0.25％(柱)或0.20％(墻)；II、III級、LL550級鋼：偏壓構(gòu)件受壓或受拉筋配筋率0.20％(柱)或0.15％(墻)；軸心受壓構(gòu)件：全部縱筋配筋率

0.4％?？v筋不宜過多，合適配筋率0.8％～2.0％。

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.1受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求

四、箍筋作用：①阻止縱筋受壓向外凸，防止砼保護(hù)層剝落；②約束砼；③抗剪。箍筋應(yīng)為封閉式?？v筋綁扎搭接長度內(nèi)箍筋要加密。箍筋直徑和間距

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.1受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求截面有內(nèi)折角時箍筋的布置基本箍筋和附加箍筋

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.2軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算

第二節(jié)軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算試件為配有縱筋和箍筋的短柱。柱全截面受壓，壓應(yīng)變均勻。鋼筋與砼共同變形，壓應(yīng)變保持一樣。一、試驗結(jié)果荷載較小，砼和鋼筋應(yīng)力比符合彈模比。荷載加大，應(yīng)力比不再符合彈模比。荷載長期持續(xù)作用，砼徐變發(fā)生，砼與鋼筋之間引起應(yīng)力重分配。破壞時，砼的應(yīng)力達(dá)到，鋼筋應(yīng)力達(dá)到。

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.2軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.2軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算不同箍筋短柱的荷載—應(yīng)變圖A——不配筋的素砼短柱；B——配置普通箍筋的鋼筋砼短柱；C——配置螺旋箍筋的鋼筋砼短柱。

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.2軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算長柱不僅發(fā)生壓縮變形，還發(fā)生縱向彎曲。長柱破壞荷載小于短柱，柱子越細(xì)長小得越多。用穩(wěn)定系數(shù)表示長柱承載力較短柱的降低。

普通箍筋短柱正截面極限承載力

Nu——破壞時的極限軸向力；

Ac——砼截面面積；

A's——全部縱向受壓鋼筋截面面積。

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.2軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算影響值的主要因素為長細(xì)比l0/b

。l0/b<8的稱為短柱。實際工程構(gòu)件計算長度l0取值可參考規(guī)范。長細(xì)比限制在l0/b

30，l0/h25。

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.2軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算二、普通箍筋柱的計算

N——軸力設(shè)計值(包括和值在內(nèi))；A——構(gòu)件截面面積；

——全部縱筋的截面面積；

——軸壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。

基本公式：

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.3偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算(一)第一類破壞情況——受拉破壞偏心距較大，As配筋合適。破壞特征是受拉鋼筋應(yīng)力先達(dá)到屈服，然后壓區(qū)砼被壓碎，受壓筋應(yīng)力一般也達(dá)到屈服，與配筋量適中的雙筋受彎構(gòu)件的破壞相類似。破壞有預(yù)兆，屬延性破壞。也稱為大偏心受壓破壞。

第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心距e0和縱向鋼筋配筋率有關(guān)。

一、試驗結(jié)果

第五章鋼筋砼受壓構(gòu)件承載力計算5.3偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算

(二)第二類破壞情況——受壓破壞破壞特征是受壓砼先達(dá)到極限應(yīng)變而壓壞，As未達(dá)到屈服，破壞具有脆性性質(zhì)，也稱為“小偏心受壓破壞”。

e0很小，全部受壓

e0稍大，小部分受拉e0較大，拉筋過多個別情況，e0極小，As配置過少，破壞可能在距軸向力較遠(yuǎn)一側(cè)發(fā)生。第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算二、三矩形三截面三偏心三受壓三構(gòu)件三的計三算基本三假定三同受三彎構(gòu)三件。承載三力計三算的三基本三公式三：N—三—軸向三力設(shè)三計值(包括三和三值在三內(nèi))；——受拉三邊或三受壓三較小三邊鋼三筋的三應(yīng)力三；e0——軸向三力對三截面三重心三的偏三心距三，e0＝M／N。第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算‘受拉三側(cè)’三鋼筋三應(yīng)力ss根據(jù)三平截三面假三定第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算中和三軸正三好通三過As位置三，,即三時三，取三；<，即三時，三取=。為避三免采三用上三式出三現(xiàn)x的三次三方程考慮三：當(dāng)x=xb，ss=fy；當(dāng)x=0三.8，ss=0。第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算三、三相對三界限三受壓三區(qū)計三算高三度根據(jù)三平截三面假三定，受拉三筋屈三服與受壓三區(qū)砼三邊緣ecu同時三達(dá)到三時，三相對三界限三受壓三區(qū)計三算高三度：大偏三心受三壓破三壞小偏三心受三壓破三壞兩種三偏心三受壓三破壞三的界三限第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算四、三偏心三受壓三構(gòu)件三縱向三彎曲三的考三慮長細(xì)三比大三的偏三壓構(gòu)三件，三承載三力比三短柱三低?？v向三彎曲三產(chǎn)生三附加三偏心三距f，實三際偏三心距三增大三為e0+f。撓度三曲線撓度三和曲三率的三關(guān)系——偏心三距增三大系三數(shù)。第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算作用三：偏三心距三增大三系數(shù)三，考三慮長三柱偏三心受三壓時三的縱三向彎三曲使偏三心距三加大三的影三響。各符三號的三含義三：：考三慮小三偏壓三破壞三的影三響，三大偏三壓時三：：考三慮長三細(xì)比三的影三響：公式三適用三范圍三：長柱短柱細(xì)長三柱，三公式三不再三適用三。公式三原理三：以三破壞三截面三曲率三為主三要參三數(shù)。考慮三因素三：e0，l0/h，破三壞形三態(tài)，三長細(xì)三比，三砼徐三變。五.矩形三截面三偏心三受壓三構(gòu)件三的截面三設(shè)計三及承三載力三復(fù)核大小三偏心三受壓三的實三用判三別準(zhǔn)三則若he0＞0.三3h0，按三大偏三心受三壓情三況計三算若he0≤0.三3h0，按三小偏三心受三壓情三況計三算（一三）大三偏心三受壓三（受三拉破三壞）第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算（1）As和A's均未三知時兩個三基本三方程三，三三個未三知數(shù)三，As、A's和x，無唯三一解。與雙三筋梁三類似三，為三使總?cè)浣钊娣e三（As+A's）最三小?可取x=xbh0得★若A's<rmi三n'bh0?取A's=rmi三n'bh0，按A's為已三知情三況計三算。第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算（2）A's為已三知時當(dāng)A's已知三時，三兩個三基本三方程三有二三個未三知數(shù)As和x，有唯三一解。若2a'xxbh0，可得取x=2a'，對As'中心三取矩若x<2a'？第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算As和As'均需三滿足三最小三配筋三率要三求。fyAss'sA'sNhe0e’第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算（二三）小三偏心三受壓三（受三壓破三壞）三個三基本三方程三，四三個未三知數(shù)三，As、A's、ss和x，無三唯一三解。小偏三心受三壓，三即x>xb，ss<fy，As未達(dá)三到受三拉屈三服。為使三用鋼三量最三小，三可取As=rmi三nbh0。確定As后，三可求三得x:⑴若x>h，取x=h；（2）如xxbh0，按三大偏三壓重三算；（3）若x<1.三6-xb，直三接解三算；（4）若x>1.三6-xb，取ss=三-fy'及x=1.三6-xb，再三解算三。第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算當(dāng)As一側(cè)三砼可三能先三達(dá)到三受壓三破壞三。對A's取矩三，可三得：e'=三0.三5h-a'-e0,h'0=h-a'小偏三壓還三需驗三算垂三直彎三矩作三用平三面的三軸心三受壓三承載三力。（三三）矩三形截三面偏三心受三壓構(gòu)三件承載三力復(fù)三核第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算（1）求x（先三按大三偏心三受壓三計算三）(2三)當(dāng)x≤xbh0時，三大偏三心受三壓x>2三a'x<2三a'第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三3偏心三受壓三構(gòu)件三正截三面承三載力三計算(3三)當(dāng)x>xbh0時，三小偏三心受三壓。按小三偏心三受壓三承載三力計三算方三法重三新計三算。若x>1.三6-xb，取ss=三-fy'重新三計算x若x<1.三6-xb第四三節(jié)三配三置對三稱鋼三筋的三偏心三受壓三構(gòu)件實際三工程三中，三受壓三構(gòu)件三常承三受變?nèi)枏澣刈魅?，三?dāng)彎三矩數(shù)三值相三差不三大，三可采三用對三稱配三筋。對稱三配筋三構(gòu)造三簡單三，施三工方三便，三不會三在施三工中三產(chǎn)生三差錯三。對稱三配筋三截面三，即As=As'，fy=fy'，a=a‘。若he0＞0.三3h0，按三大偏三心受三壓情三況計三算；若he0≤0.三3h0，按三小偏三心受三壓情三況計三算。第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三4配置三對稱三鋼筋三的偏三心受三壓構(gòu)三件x2a三'x2a三'(一)大偏三心受三壓第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三4配置三對稱三鋼筋三的偏三心受三壓構(gòu)三件(二)小偏三心受三壓這是x的三三次方三程，三為簡三化計三算，三近似三取x(1三-0三.5x)為0.三45。第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三5偏心三受壓三構(gòu)件三截面三承載三力N與M的關(guān)三系第五三節(jié)三偏三心受三壓構(gòu)三件截三面承三載力N與M的關(guān)三系同樣三截面三尺寸三、材三料強三度和三配筋三的偏三壓構(gòu)三件，三會在三不同三組合三的Nu-Mu下破三壞。以對三稱配三筋大三偏壓三為例Nu-Mu相關(guān)三曲線第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三5偏心三受壓三構(gòu)件三截面三承載三力N與M的關(guān)三系C點為三軸壓三承載三力N0；A點為三純彎三承載三力M0；B點為三大、三小偏三心分三界。設(shè)計三內(nèi)力三組合(與)位于三曲線三外側(cè)三就表三示構(gòu)三件承三載力三已不三足。tgθ=I區(qū)：三小偏三壓；II區(qū)：三大偏三壓。大偏三壓，M相同三，N越小三越危三險；N相同三，M越大三越危三險。小偏三壓，M相同三，N越大三越危三險；N相同三，M越大三越危三險。第六三節(jié)三偏心三受壓三構(gòu)件三斜截三面受三剪承三載力三計算壓力三的存三在延緩三了斜三裂縫三的出三現(xiàn)和三開展砼剪三壓區(qū)三高度三增大③①②但當(dāng)三壓力三超過三一定三數(shù)值?第五三章三鋼三筋砼三受壓三構(gòu)件三承載三力計三算5.三6