《ch10 轴心受力构件承载力计算解读课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ch10 轴心受力构件承载力计算解读课件.ppt（31页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第10章 轴心受力构件承载力计算,10.1轴心受拉构件,10.2轴心受压构件,10.2.1 普通箍筋轴心受压构件的承载力计算,10.2.2 螺旋箍筋轴心受压构件的承载力计算,定义,作用在构件上的纵向拉力与构件截面形心线重合的构件,实例,只有少数构件设计成钢筋混凝土轴心受拉构件。混凝土的抗拉强度很低（约为混凝土立方体抗压强度的1/121/20），在较小的拉力作用下就会开裂，因此，采用钢筋混凝土轴心受拉构件是很不经济的常见：拱和桁架中的拉杆、桁架的受拉腹杆、圆形水池壁,10.1 钢筋混凝土轴心受拉构件,10.1 轴心受拉构件正截面承载力计算,轴心受拉破坏时混凝土裂缝贯通，纵向受拉钢筋达到其受拉屈服
2、强度，正截面承载力公式如下：,纵向钢筋抗拉强度设计值；N 轴心受拉承载力设计值。,轴心受拉构件从加载到破坏，其受力过程分为三个阶段：从加载到砼受拉开裂前，砼开裂后到钢筋即将屈服，受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服。,受力过程,10.2 钢筋混凝土轴心受拉构件,10.2 轴心受压构件承载力计算,受压构件的三种形态1）纵向钢筋与横向箍筋构件2）纵向钢筋与连续螺旋箍筋构件3）组合受压构件，纵向配置型钢、圆钢管，甚至附加纵筋,10.2.1 普通箍筋轴心受压构件的承载力计算, 在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。 通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的不确定性、混凝土质量的不均匀性等原因
3、，往往存在一定的初始偏心距。 但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。,普通钢箍柱： 纵筋的作用？ 箍筋的作用？,一、轴心受压短柱的受力分析及破坏,轴心受压短柱,轴心受压短柱的正截面承载力：,轴心受压短柱的破坏为材料破坏。,二、轴心受压长柱的受力及破坏,轴心受压长柱,稳定系数,稳定系数j 主要与柱的长细比l0/b有关,注意：如果柱在两个方向支承条件不同，应取两个方向l0和l0分别计算长细比，取较大值查表确定稳定系数j 。,可靠度调整系数 0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性。,轴心受压长柱的正
4、截面承载力：,用于截面设计与截面校核时，只需计算出长细比，查表确定j ，然后代入基本数据计算即可。,二、轴心受压长柱的受力及破坏,三、受压构件一般构造要求,1.材料强度：混凝土：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C25C40，在高层建筑中，C50C60级混凝土也经常使用。钢筋：通常采用HRB335级和HRB400级钢筋，不宜过高。,2.截面形状和尺寸： 采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。 圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。 柱的截面尺寸不宜小于250mm250mm，且一般应控制在l0/b30及
5、l0/h25范围内。 当柱截面的边长在800mm以下时，一般以50mm为模数，边长在800mm以上时，以100mm为模数。,3.纵向钢筋： 1)直径及根数 柱中纵向受力钢筋的的直径d不宜小于12mm，且选配钢筋时宜根数少而粗，对矩形截面根数不得少于4根，圆形截面根数不宜少于8根，不应少于6根，且应沿周边均匀布置。 2) 配筋率 规范规定，轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率不应小于0.6%；当混凝土强度等级大于C60时不应小于0.7%；当纵向钢筋等级为HRB400或RRB400时，不应小于0.5。一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%。 另一方面，考虑到施工布筋不致过多影响混凝土的浇筑
6、质量，全部纵筋配筋率不宜超过5%。 全部纵向钢筋的配筋率按r =(As+As)/A计算，一侧受压钢筋的配筋率按r =As/A计算，其中A为构件全截面面积。,3)纵筋间距 当柱为竖向浇筑混凝土时，纵筋的净距不小于50mm 。 对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小间距应按梁的规定取值(上层30mm&1.5d) 。截面各边纵筋的中距不宜大于300mm。,4.箍 筋： 受压构件中箍筋应采用封闭式，其直径不应小于d/4，且不小于6mm，此处d为纵筋的最大直径。 箍筋间距不应大于400mm及构件截面短边尺寸，且不应大于15d，此处d为纵筋的最小直径。 当柱中全部纵筋的配筋率超过3%，箍筋直径不应小于8mm
7、，箍筋间距不应大于10倍纵筋最小直径，也不应大于200mm；箍筋末端应做成135的弯钩，且弯钩末端平直段长度不应小于10倍箍筋直径，或焊成封闭式。, 当柱截面短边大于400mm，且各边纵筋配置根数超过3根时，或当柱截面短边不大于400mm，但各边纵筋配置根数超过4根时，应设置复合箍筋。 对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免箍筋受拉时产生向外的拉力，使折角处混凝土破损。,例题讲解:,例10-1：某多层现浇框架结构房屋，底层中间柱按轴心受压构件计算。该柱以承受恒荷载为主，安全等级二级。轴力设计值N2160kN，从基础顶面到一层楼盖顶面的高度H5.6m，混凝土强度等级C25，钢筋采用
8、HRB400。 求：该柱截面尺寸及纵筋面积,【解】基本设计参数：fc=11.9N/mm2，fy=360N/mm2,1）初定截面尺寸 轴心受压构件，采用正方形截面。轴力值较大，取bh400mm。,2）确定稳定系数取计算长度l0=1.0H=5600mm则,3）计算纵筋面积,10.2.2 螺旋箍筋轴心受压构件的承载力计算,混凝土圆柱体三向受压状态的纵向抗压强度,达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）,达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）,规范公式,采用螺旋箍筋可有效提高柱的轴心受压承载力。 如螺旋箍筋配置过多，极限承载力提高过大，则会在远未达到极限承载力之前保护层产生剥落，从而影响正常使用。 规范
9、规定： 按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋柱受压承载力的50%。 对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大，截面不是全部受压，螺旋箍筋的约束作用得不到有效发挥。规范规定： 对长细比l0/d大于12的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用。 螺旋箍筋的约束效果与其截面面积Ass1和间距s有关，为保证有一定约束效果，规范规定： 螺旋箍筋的换算面积Ass0不得小于全部纵筋As 面积的25% 螺旋箍筋的间距s不应大于dcor/5，且不大于80mm，同时为方便施工，s也不宜小于40mm。,【例10-2】某现浇框架结构体系宾馆，其门厅现浇的圆形钢筋混凝土柱直径450mm，承受轴向压力设计值N4680kN，从基础顶面
10、到一层楼盖顶面的距离H4.5m，混凝土强度等级C30，柱中纵向钢筋HRB400，箍筋HPB235。试进行该柱的配筋计算。,【解】基本参数：fc14.3N/mm2；HRB400级钢筋，fyfy360N/mm2；HPB235级钢筋，fyv210N/mm2。,1）按普通箍筋柱计算,取计算长度l0=1.0H=4500mm，则,dcor450230390mm,2）按螺旋式箍筋柱计算,3）承载力复核,一、轴心受压短柱的受力及破坏,轴心受压短柱,轴心受压短柱的正截面承载力：,轴心受压短柱的破坏为材料破坏。,本节内容,二、轴心受压长柱的受力及破坏,轴心受压长柱,稳定系数,稳定系数j 主要与柱的长细比l0/b有关,可靠度调整系数 0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性。,三、轴心受压螺旋箍筋柱的承载力,本节结束 谢谢,
