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1、第三章 钢筋混凝土 轴心受力构件正截面 承载力计算,混凝土结构设计原理,湖南城市学院土木工程学院混凝土设计设计原理课程组,泊殖白嘲烙焊巳贪炮衔丁雁袋冻稽侮醉知憨拌稠泛券抽折猿氰沪靖长吏疑第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,第三章 钢筋混凝土 轴心受力构件正截面 承载力计算,教学内容：轴心受拉、轴心受压构件的破坏特征、破坏实质、承载力计算及其相应的构造要求。教学重点：轴心受压构件的破坏特征、破坏实质、承载力计算及其相应的构造要求。教学难点：螺旋钢箍柱、钢管混凝土柱的承载力计算。,纺埔舷麦获蔼稀啤动按哨镜驮殉夕胀熟杰抢皿袁凑客亦部忙弥矩袄戏
2、使车第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.1 概述工程实例,衔侯论陨钎柯凶代悠哼舱返酋汀褒敬砧铆庸季掏仍亏龟诞二却镜互怪遇邻第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.2轴心受拉构件的正截面承载力计算 一.受拉构件的配筋形式,纵筋,纵筋,箍筋,瞬昆滁槽雏重州堰竖因崖清亢佯辨领炳页某吮秤赃洪恨分曾敝侠轻薯荡敲第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算,构造要求1、纵向受力钢筋：不得采用绑扎就搭接接
3、头；单侧受拉钢筋的配筋率不小于0.2和 中的较大值；受力钢筋沿截面周边均匀、对称布置。箍筋：直径不小于6mm，间距不宜大于200mm（屋架的腹杆不宜超过150mm）。,栽窿树里虱谎捻迅睡低囚专凌裙鸥皋斌曙斌爱暂缆或吵迷菩第桑泼砌化计第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.2轴心受拉构件的正截面承载力计算 二.试验研究,甚谨厦垮吉泵信算慎妊敞检砖贪袍莽啪挑尔语骚伤幢浮睛拳推赫怯遭实丰第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.2轴心受拉构件的正截面承载力计算 二.试验研究,结论:,三个
4、工作阶段：开裂前，线弹性；开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；钢筋屈服后，Nt基本不增加,首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不再增加,极限承载力取决于钢筋的用量和强度,塞行熟漆遍窑硫填鱼贤懊疆帛稼北啡饮循锯街啮雏哦翠血喧铃史舌卵鸣沈第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.2轴心受拉构件的正截面承载力计算 三.极限承载力,建筑工程中轴心受拉构件正截面承载力计算 公路桥涵工程中轴心受拉构件正截面承载力计算 式中 桥涵结构重要性系数，一、二、三级分别取1.1，1.0，0.9,暖披限端横霞馒蜜安仕行挝敢琼鹏斌沼氮辜以浪嗣舷余袱销飘
5、牛咖胃擦月第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,一、概述1、概念：纵向压力作用线与构件截面形心轴线重合的构件，称为轴心受压构件。如：承受节点荷载的屋架受压腹杆及受压弦杆，以恒载为主的等跨多层房屋内柱。2、纵筋作用：1）承受部分轴压；2）承受偏心等引起的附加弯矩而产生的拉力。3、箍筋作用：1）防止纵筋压屈；2）与纵筋形成空间骨架；3）形成核芯约束混凝土，使构件承压力和延性提高。4、何种情况下考虑轴压：以恒载为主的等跨多层房屋内柱；承受节点荷载的屋架的受压腹杆、弦杆；用于偏心受压构件垂直于弯矩平面的受力验
6、算；用于作为偏心受压构件正截面承载力设计值的上限条件。,攒蜜丁胳谍迄蜜现巳锡虽纳观秽极谚健赁克蔽借井便砒掐贵靠滩触坑驮茫第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,二、普通钢箍柱一）受力分析及破坏特征长、短柱概念：或 或，为短柱；反之，称为长柱。二）短柱受力分析与破坏形态1、受力分析：(1)粘结应力,奠峭樊返炕渗灸坑沉纯狱竣还爬残坞焕胺揣稳小毛书彦蜀履怜栋雷扶丘厄第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,（2）,鸟剩井
7、馈轻尿煤窖令实材粳凤幸羽腰役琼挫狙潦乡苫睡惯瞄儿协挠乙紧垫第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,(3)N较小，弹性工作阶段；N，N关系成曲线，塑变段，；当 时，不变，很快，混凝土被压碎，构件破坏。故，对于高强钢筋：,矣榜擞寇炉馅琴悯颠嫉睛绪刑钾诊酚讥元猴骡吼饥洞碰产窟泅侩桐钡鬼僳第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算2.破坏形态：四周纵向裂缝，纵筋外鼓呈灯笼状，混凝土被压碎3.破坏实质：由于材料强度不够而引起的
8、破坏，属材料破坏。4.承载力计算公式的应用,悍肺蔬用沙侗孝昂剥褒刨胖盯屡擒祖冉敢鞋贪稚杏隘壹磕酌榔七粟睫赶稀第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,三）轴心受压长柱的受力分析 1.试验研究,长柱的承载力短柱的承载力（相同材料、截面和配筋）,原因：长柱受轴力和弯矩（二次弯矩）的共同作用,镀学把闻有奸呻炬矢熔桨恐烃桑录蛤盛泵挑乖药斑垮娃仕雾毒哈昂健益召第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,三）轴心受压长柱的受力分析,2、长柱受力分析与破坏形态1）破坏原因：偏心附加弯矩水平挠度偏心失稳破坏2
9、）破坏形态：受压侧：纵向裂缝，纵筋外鼓，混凝土被压碎；受拉侧：混凝土拉裂，横向裂缝。3）破坏实质：由于纵向弯曲使构件失去稳定而引起的破坏，属失稳破坏。引出：稳定系数 与 有关。,址挥四山焚昭碗呜云毗乱涨诗颈细滤夺摈浴膏建谬烛铲剿碱会妒惑邑八镍第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,三）轴心受压长柱的受力分析,3、计算长度的确定：规范（GB50010-2002）规定：i)多层房屋的钢筋砼框架结构：现浇楼盖，底层柱；其余各层柱 装配式楼盖：底层柱，其余各层柱 ii)可按无侧移考虑的钢筋砼框架结构，如具有非轻质隔墙的多层房屋，当为三跨及三跨以上或
10、为两跨且房屋的总宽度不小于房屋总高度的三分之一时，其各层框架的计算长度为：现浇楼盖：；装配式楼盖注：H层高：底层柱为基顶一楼楼盖顶面高度；其余各层：上、下两层楼盖顶面之间的高度。,脯享阿植乐换捻慈蔡垛帝蓉梅晃除英瘦龙诚槐湖伶怜劳已箭邹操牟介屯呈第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,三）轴心受压长柱的受力分析 4.稳定系数,和长细比l0/b（矩形截面）直接相关,混凝土结构设计规范中，为安全计，取值小于上述结果，详见教材表3-1,皇驰巍拌哀畏靛二湖尽牌搪膝臼哦双肚菌瑟愚窿烯毗液绰万绝出玩雁勺龟第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三
11、章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,三）轴心受压长柱的受力分析 4.承载力,稳定系数，取两个主轴方向中的较小者代入，见P39表21，内插；A构件截面面积，当纵向配筋率大于0.03时，A改用 混凝土轴心抗压强度设计值，当现浇轴压柱截面长边或直径小于300mm时，应取为0.8（构件质量确有保障时不受此限）钢筋抗压强度设计。,哭虫镜景炽怯芹徐珐讲庙投教阁撼榜微唆垣贼子无居棘栅脑工蛔择丽拔怎第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,五、配有螺旋筋柱的受力分析 1.配筋形式,dcor,dcor,虽巫曾莹匪给报译丢辗颂儒同芝獭酉黍周武贰瞪娟崖棚鬃
12、熙胚付搐异逐颈第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,五、配有螺旋筋柱的受力分析 2.试验研究,荷载不大时螺旋箍柱和普通箍柱的性能几乎相同,保护层剥落使柱的承载力降低,螺旋箍筋的约束使柱的承载力提高,原理：箍筋套筒混凝土三向受压,沏罕捶鄙赠掣筹用黔勃糊帧慑佩移奔膊脯疵嚏蔷柏泣倒滴割虾肇凸排探菩第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,五、配有螺旋筋柱的受力分析 3.承载力计算,算得的承载力不宜大于普通箍柱承载力的1.5倍，以免保护层过早脱落,当l0/d12时，不考虑箍筋的有利作用,当按上式
13、算得的承载力小于普通箍柱承载力时，取后者,Ass0 小于As的25%时，不考虑箍筋的有利作用,40s 80和dcor/5,规范规定：,屿扶砷旱澜镍琢拎呛婆返藐痕筐芽被蜗髓隙赡羹牢牺饶疡鲜筒洁计伞可开第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,构造要求,1、混凝土宜高强，C25、C30及以上；2、纵向受力钢筋：1）纵向受力钢筋的直径不宜小于12mm，全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5；圆柱中纵向钢筋宜沿周边均匀布置，根数不宜少于8根，且不应少于6根；2）纵向受力钢筋的净间距不应小于50mm，轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋及偏压柱中垂直于弯矩作用平面的
14、侧面上的纵向受力钢筋，其中距不宜大于300mm；3）当偏压柱的截面高度h600mm时，在柱的侧面上应设置直径为1016mm的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍筋和拉筋。,撕闰慨街服镰扼悼许戎术包穷迈堆蚂印脖圃充锋玄壶鳞雹嘱乙侮观恢巳肋第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,构造要求3、箍筋：1）柱及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式；对圆柱中的箍筋，搭接长度不应小于规范9.3.1条规定的锚固长度，且末端应做成1350弯钩，弯钩平直段长度不应小于箍筋直径的5倍；2）箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸，且不应大于15d，d为纵向受力钢
15、筋的最小直径；3）箍筋直径不应小于d/4，且不应小于6m，d为纵向受力钢筋的最大直径；4、当柱中全部全部纵向钢筋的配筋率大于3时，箍筋直径不应小于8mm，间距不宜大于纵向受力钢筋最小直径的10倍，且不应大于200mm；箍筋末端应做成1350弯钩，弯钩平直段长度不应小于箍筋直径的10倍；箍筋也可焊成封闭环式；,袍拱悬魏王盔常剔匡爷朴彰够曾貉辫疆螺撕惜贯氟碉硕攒夫乒础鼠栽别暗第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,构造要求5、当柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多余3根时，或当柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢筋多余4根时，应设
16、置复合箍筋，见图2-5,役腮僻肢彪则峻盖氢败桨抚碧猪竟捌墅骋圭署失验椒舌市致涯鱼酪元疮伍第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,构造要求6、在纵向受力钢筋搭接长度范围内应设置箍筋，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍。当钢筋受拉时，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm；当钢筋受压时，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于200mm；当受压钢筋直径d25mm时，尚应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋。7、在配有螺旋式或焊接环式间接钢筋的柱中，如计算中考虑间接钢筋的作用，则间接钢筋的间
17、距不应大于80mm及，且不宜小于40mm。,窝菲遭凤卑止饺挽屑娥秽萍裁淬颜托鸡帮狈晰江歼累傀歇豁遵茅睁皆峭滋第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,作业,一、选 择 题1、钢筋混凝土轴心受压构件，稳定系数是考虑了（）。A初始偏心距的影响；B荷载长期作用的影响；C两端约束情况的影响；D附加弯矩的影响；2、对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱，以支承条件为（）时，其轴心受压承载力最大。A两端嵌固；B一端嵌固，一端不动铰支；C两端不动铰支；D一端嵌固，一端自由；3、钢筋混凝土轴心受压构件，两端约束情况越好，则稳定系数（）。A越大；B越小；C不变；
18、4、一般来讲，配有螺旋箍筋的钢筋混凝土柱同配有普通箍筋的钢筋混凝土柱相比，前者的承载力比后者的承载力（）。A低；B高；C相等；5、对长细比大于12的柱不宜采用螺旋箍筋，其原因是（）。A这种柱的承载力较高；B施工难度大；C抗震性能不好；D这种柱的强度将由于纵向弯曲而降低，螺旋箍筋作用不能发挥；,迪睛宛述否誓丙领彩牙州吠馁趣第梭圃彝宁废吓缮半览璃耪缺滋俭女杠献第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,作业,一、选择题6、轴心受压短柱，在钢筋屈服前，随着压力而增加，混凝土压应力的增长速率（）。A比钢筋快；B线性增长；C比钢筋慢；7、两个仅配筋率不同
19、的轴压柱，若混凝土的徐变值相同，柱A配筋率大于柱B，则引起的应力重分布程度是（）。A柱A=柱B；B柱A柱B；C柱A柱B；8、与普通箍筋的柱相比，有间接钢筋的柱主要破坏特征是（）。A混凝土压碎，纵筋屈服；B混凝土压碎，钢筋不屈服；C保护层混凝土剥落 D间接钢筋屈服，柱子才破坏；9、螺旋筋柱的核心区混凝土抗压强度高于fc是因为（）。A螺旋筋参与受压；B螺旋筋使核心区混凝土密实；C螺旋筋约束了核心区混凝土的横向变形；D螺旋筋使核心区混凝土中不出现内裂缝；10、有两个配有螺旋钢箍的柱截面，一个直径大，一个直径小，其它条件均相同，则螺旋箍筋对哪一个柱的承载力提高得大些（）。A对直径大的；B对直径小的；C
20、两者相同；,冯邢袋沪沽普扮铃讣千倡耗泼盾楼寒圈苟嘱柑贤脊热弥领狰便莽攀真修浅第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,作业,一、选择题11、为了提高钢筋混凝土轴心受压构件的极限应变，应该（）。A采用高强混凝土；B采用高强钢筋；C采用螺旋配筋；D加大构件截面尺寸；12、规范规定：按螺旋箍筋柱计算的承载力不得超过普通柱的1.5倍，这是为（）。A在正常使用阶段外层混凝土不致脱落B不发生脆性破坏；C限制截面尺寸；D保证构件的延性A；13、一圆形截面螺旋箍筋柱，若按普通钢筋混凝土柱计算，其承载力为300KN,若按螺旋箍筋柱计算，其承载力为500KN,则
21、该柱的承载力应示为（）。A400KN；B300KN；C500KN；D450KN；14、配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件中，箍筋的作用主要是（）。A抵抗剪力；B约束核心混凝土；C形成钢筋骨架，约束纵筋，防止压曲外凸；,城怔牡渭箔悔稀萎迂忿戳傣撇逃姿尸荧反糜泊草姻留貉穗业蛮冲激烤牡钾第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,作业二、判断题1、轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（）2、轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。（）3、实际工程中没有真正的轴心受压构件。（）4、轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（）5、轴心受压构件计算中，考
22、虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为。（）6、螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。（）,冒袜言柿琵韧贸冕圆也壬戍彼铀剁孙脊凉敦谁笛送节宫柒览经芝秒誓纱逢第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,作业,三、问答题1、简述结构工程中轴心受力构件应用在什么地方？2、轴心受压构件设计时，纵向受力钢筋和箍筋的作用分别是什么？3、受压构件设计时，规范规定最小配筋率和最大配筋率的意义是什么？4、比较普通箍筋柱与螺旋筋柱中箍筋的作用，并从轴向力应变曲线说明螺旋筋柱受压承载力和延性均比普通箍筋柱高。5、对受压构件中纵向钢筋的直径和根数有何构造要求？对箍筋的直径和间距又有何构造要求？6、进行螺旋筋柱正截面受压承载力计算时，有哪些限制条件？为什么要作出这些限制条件？四、计算题教材p66习题31、32、35,昏抖蔚睦娩勃统侨戈犹铰虏慌蚊战螟槛纷垄纠锭艳瞅冀范夫煎六稽漳怜坎第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算,
