轴心受压构件分析.pptx

《轴心受压构件分析.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轴心受压构件分析.pptx（36页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第六章 受压构件第1页/共36页第六章 受压构件第2页/共36页第六章 受压构件第3页/共36页轴心受压承载力是轴心受压承载力是正截面受压承载力 的上限上限。本节分本节分普通箍筋柱和螺旋箍筋柱两种情况。6.1 轴心受压构件正截面受压承载力(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压第六章 受压构件第4页/共36页纵筋的作用（1 1）直接受压，提高柱的承载力；直接受压，提高柱的承载力；（2 2）承担偶然偏心等产生的拉应力；承担偶然偏心等产生的拉应力；（3 3）改善破坏性能（脆性）；改善破坏性能（脆性）；（4 4）减小持续压应力下减小持续压应力下混凝土收缩和徐变混凝土收缩和徐变的影响。的

2、影响。箍筋的作用（1 1）固定纵筋，形成钢筋骨架；固定纵筋，形成钢筋骨架；（2 2）承担剪力；承担剪力；（3 3）约束混凝土，改善混凝土的性能；约束混凝土，改善混凝土的性能；（4 4）给纵筋提供侧向支承，防止纵筋压屈。给纵筋提供侧向支承，防止纵筋压屈。6.1.1 轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力第六章 受压构件第5页/共36页1、轴心受压短柱的受力性能第六章 受压构件（1 1）短柱短柱的概念：的概念：l0/b8、l0/i28（2 2）短柱短柱的受力性能的受力性能（c c）破坏时，砼压碎，纵筋外鼓呈灯笼状。（a a）受力时，全截面应变相等，即s=c=（b b）受力时，侧向弯曲可忽略不计。（d

3、 d）破坏时，混凝土应变取0;应力取fc。（e e）破坏时，钢筋应力:对于y 0的钢筋，取fy=fy 对于y 0的钢筋，取fy=ES 0 fy第6页/共36页第六章 受压构件第7页/共36页N2、轴心受压长柱的受力性能第六章 受压构件（1 1）受力时，N不可避免的初始偏心，引起的侧向弯曲、附加弯矩侧向弯曲、附加弯矩不可忽略。（2 2）破坏时，凸边出现横向裂缝横向裂缝，砼拉裂拉裂；凹边凹边出现纵向裂缝纵向裂缝，砼压碎压碎，构件破坏。（3 3）长柱的承载力小于小于相同条件短柱 的承载力。规范用稳定系数稳定系数 表示。的取值见建工建工教材教材P129 道桥道桥教材教材P496N长柱长柱=N短柱短柱相

4、同相同第8页/共36页第六章 受压构件 钢筋混凝土轴心受压构件计算中，考虑构件长细比增大的附加效应使构件承载力降低的计算系数称为轴心受压构件的稳定系数，用符号表示。稳定系数 稳定系数就是长柱失稳破坏时的临界承载力与短柱压坏时的轴心力的比值，表示长柱承载力降低的程度。第9页/共36页第六章 受压构件 考虑到长柱失稳时截面往往已经开裂，刚度大大降低，大约为弹性阶段的30%-50%，所以式（6-4）中的EI值要改用柱裂缝出现后的刚度，即第10页/共36页第六章 受压构件稳定系数的影响因素 稳定系数主要与构件的长细比、柱的初始挠度、竖向力的偏心有关，混凝土强度等级、钢筋强度等级及配筋率对其影响较小。第

5、11页/共36页3、配普通箍筋柱的承载力计算第六章 受压构件（2 2）计算公式）计算公式0.9是考虑与偏心受压构件具有相同的可靠度。当当AAs s0.030.03A A时时，公式中的，公式中的A A改用改用A A-AAs s。（1 1）计算简图）计算简图fcNf y AsAs建工建工道桥道桥第12页/共36页4、柱的计算长度-l0第六章 受压构件（1 1）理想支承时：）理想支承时：柱的计算长度-l0NNl0=H两端铰支两端铰支NNl0=0.7H一端铰支一端铰支一端固定一端固定NNl0=0.5H两端固定两端固定NNl0=2H一端固定一端固定一端自由一端自由H第13页/共36页第六章 受压构件（2

6、 2）实际柱实际柱的计算长度的计算长度l l0 0不讲不讲（了解）（了解）（见（见GB50010第第7.3.11条。条。具体有以下三条规定）具体有以下三条规定）（a a）刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱）刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱柱的类别柱的类别l0排架方向排架方向垂直排架方向垂直排架方向有柱间有柱间支撑支撑无柱间无柱间支撑支撑无吊车无吊车房屋柱房屋柱单跨单跨1.5H1.0H1.2H两跨及多跨两跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊车有吊车房屋柱房屋柱上柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱下柱1.0HL0.8HL1.0HL露天吊车柱和栈桥柱露天吊车柱和栈桥柱2.

7、0HL1.0HL-HuHLH第14页/共36页第六章 受压构件（b b）一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构柱）一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构柱楼盖类别楼盖类别柱的类别柱的类别l0现浇楼盖现浇楼盖底层柱底层柱1.0H其余各层柱其余各层柱1.25H装配式楼盖装配式楼盖底层柱底层柱1.25H其余各层柱其余各层柱1.5HHH楼盖顶面楼盖顶面楼盖顶面楼盖顶面基础顶面基础顶面（c c）水平荷载产生的）水平荷载产生的弯矩设计值弯矩设计值占占总弯矩设计值总弯矩设计值的的75%75%以上以上时，时，框架柱的框架柱的计算长度计算长度取下列两公式中的较小值：取下列两公式中的较小值：本页不讲本页不讲（了解）（了解

8、）第15页/共36页6.1.2 6.1.2 配螺旋箍筋配螺旋箍筋或焊接环式箍筋或焊接环式箍筋柱的受压承载力计算柱的受压承载力计算第六章 受压构件1 1、配螺旋箍筋柱的受力性能、配螺旋箍筋柱的受力性能图图6-11 6-11 轴心受压柱的轴力轴心受压柱的轴力应变曲线应变曲线第16页/共36页第17页/共36页2、配螺旋箍筋柱的轴心受压承载力计算公式推导第18页/共36页dcor代代 入入 式式(1-2)P9(1-2)P9推推 得得代入代入推得推得ff y As由由 可得：可得：得得 到到第19页/共36页螺旋箍筋换算成相当的纵筋面积推推 得得代代 入入推推 得得第20页/共36页建工建工公式公式道

9、桥道桥公式公式a-a-间接钢筋对砼约束的间接钢筋对砼约束的折减系数折减系数 当混凝土当混凝土C50时，取时，取a a =1.0；当混凝土为当混凝土为C80时，取时，取a a=0.85，其间线性插值。，其间线性插值。k-间接钢筋间接钢筋影响系数影响系数；k 2 2 a a第21页/共36页建工建工道桥道桥区别区别建工建工公式公式道桥道桥公式公式建工与道桥公式的区别第六章 受压构件第22页/共36页第六章 受压构件3、公式说明（道桥的规定与建工相同）遇下列情况之一，按遇下列情况之一，按普通箍筋柱普通箍筋柱计算计算（c c）Ass012（等价于道桥的l0/r 48）；第23页/共36页 螺旋箍筋的换

10、算截面面积换算截面面积A Ass0ss0 0.25 As（As全部纵筋面积）螺旋箍筋的间距间距 80mm；dcor/5；40mm。螺旋箍筋的直径直径 6mm（建工）；8mm（道桥）d/4；第六章 受压构件4、螺旋箍筋的构造规定第24页/共36页6.2 受压构件的构造要求自学（掌握）第六章 受压构件1 1、形状、形状（1 1）一般 采用方形方形、矩形矩形截面；截面；（2 2）单层工业厂房的预制柱常采用I I字形字形截面；截面；（3 3）圆形截面圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。2 2、截面尺寸、截面尺寸6.2.1 6.2.1 截面形状和尺寸截面形状和尺寸（1 1）最小截面尺寸：）最小截面

11、尺寸：250250mm（2 2）长细比要求：）长细比要求：l0/b30、l0/h25及l0/d25。（3 3）模数尺寸：）模数尺寸：边长800mm时，以50mm为模数，边长 800mm时，以100mm为模数。第25页/共36页第六章 受压构件1 1、混凝土：、混凝土：应采用强度等级较高的混凝土；一般结构一般结构常用C25C40C25C40；高层建筑高层建筑常用C50C60C50C60。2 2、钢筋：、钢筋：常用HRB335HRB335和HRB400HRB400。6.2.2 6.2.2 材料强度材料强度第26页/共36页1 1、最小配筋率、最小配筋率（1 1）规定最小配筋率的理由）规定最小配筋率

12、的理由 一是一是防止混凝土受压脆性破坏；二是二是承担偶然的附加弯矩、混凝土的收缩和温度变化产生的拉应力。（2 2）最小配筋率的取值）最小配筋率的取值6.2.3 纵向钢筋 全部全部纵向钢筋的配筋率：建工 0.6%0.6%。道桥 0.6%0.6%（C50）0.5%0.5%（C45）一侧一侧纵向钢筋的配筋率 0.2%0.2%。2 2、最大配筋率、最大配筋率 全部全部纵筋配筋率不宜大于不宜大于5%5%。第27页/共36页第六章 受压构件4 4、纵向受力钢筋的、纵向受力钢筋的直径直径：不宜小于12mm；宜根数少而直径粗。3 3、纵向受力钢筋的、纵向受力钢筋的根数根数：矩形截面矩形截面不得少于4根；圆形截

13、面圆形截面不宜少于8根，不应少于6根。5 5、柱侧面的、柱侧面的纵向构造钢筋纵向构造钢筋：h600mm时，应设直径1016mm的纵向构造钢筋。第28页/共36页第六章 受压构件7 7、纵向受力钢筋的、纵向受力钢筋的净间距净间距：50mm。8 8、纵向受力钢筋的、纵向受力钢筋的中距中距：建工 300mm。道桥 350mm。6 6、纵向钢筋的、纵向钢筋的保护层厚度保护层厚度：一般为30mm。第29页/共36页1 1、箍筋形式：箍筋形式：采用封闭式。2 2、箍筋间距：箍筋间距：400mm；截面的短边尺寸；15d。3 3、箍筋直径：箍筋直径：d/4 建工 6mm。道桥 8mm。4 4、当柱中全部纵筋的

14、配筋率当柱中全部纵筋的配筋率3%时时，第六章 受压构件6.2.4 箍筋 箍筋直径箍筋直径 8mm；箍筋间距箍筋间距 10倍纵筋最小直径，且 200mm。箍筋末端箍筋末端应作成135的弯钩，弯钩末端平直段长度弯钩末端平直段长度 10箍筋直径第30页/共36页第六章 受压构件5 5、复合箍筋：复合箍筋：建规规定：建规规定：下列两种情况下应设置复合箍筋：一是柱截面短边 400mm，且各边纵筋3根时；二是柱截面短边 400mm，但各边纵筋4根时。桥规规定：纵筋离角筋的距离桥规规定：纵筋离角筋的距离6 6、不得采用具有内折角的箍筋，以避免箍筋受拉时使折角处混凝土破损。150mm15倍箍筋直径max第31

15、页/共36页第六章 受压构件（每边多于（每边多于4 4根）根）（每边多于（每边多于3 3根）根）（每边（每边4 4根）根）（每边（每边3 3根）根）b400b400第32页/共36页复杂截面的箍筋形式第六章 受压构件第33页/共36页第六章 受压构件第34页/共36页第六章 受压构件本章小结本章小结一、本章中受压构件的受力形态有一、本章中受压构件的受力形态有轴心受压轴心受压二、受力性能、设计计算和构造措施二、受力性能、设计计算和构造措施受力性能受力性能:轴心受压轴心受压：普通箍筋柱：普通箍筋柱 ；螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱 设计计算：类型多，始终应掌握一条主线计算简图、计算公式、公式条件及补充条件；构造措施：材料强度，截面形状、尺寸、长细比，纵 筋及箍筋的构造要求。链接下一章第35页/共36页感谢您的观看！第36页/共36页