混凝土结构设计原理ch6.1轴心受力讲解.ppt

* 混凝土结构设计原理 第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013 昆明理工大学建工学院 * 本章要点 第6章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算 （Strength of Reinforced Concrete Axially Loaded Members) 了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程； ? 掌握轴心受拉和轴心受压构件正截面承载力的计算方法； ? 熟悉轴心受力构件的构造要求。 ? 了解建筑工程轴心受力构件与公路桥涵轴心受力构件计算方法的相同与不同之处。 6.1 概 述 ◆轴心受拉构件——纵向拉力作用线与构件截面形心线重合的构件; ◆轴心受压构件——纵向压力作用线与构件截面形心线重合的构件 轴心受拉 在实际结构中，理想的轴心受拉构件是不存在的。 由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混凝土不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距 轴心受压 在实际结构中，理想的轴心受压构件是不存在的。 由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混凝土不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距 以恒载为主的等跨多层房屋内柱、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 框架结构中的柱 (Columns of Frame Structure) 工程实例 c A A s 6.2.1 受力过程及破坏特征 6.1钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载力计算（ Strength of Reinforced Concrete Axial Tensile Member） N N 1、第一阶段：加载开始到混凝土开裂 2、第二阶段：混凝土开裂到钢筋屈服 3、第三阶段：钢筋屈服到构件破坏 6.2.2建筑工程中钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载力计算 1. 计算公式 …3-1 N —— 拉力的组合设计值； fy —— 钢筋抗拉强度设计值； As —— 全部纵向钢筋面积。 2. 构造要求（Detailing Requirements) 箍筋直径 d≥6mm, 间距s ≤200mm 。 纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先 采用直径较小的钢筋。 钢筋连接有绑扎连接、焊接连接、螺栓连 接、套筒挤压连接等多种方式。轴拉构件不得采用绑扎的搭接接头。 纵筋一侧配筋率 ，且 。 （ 为混凝土轴心抗拉强度设计值） 6.3 钢筋混凝土轴心受压构件正截面承载力计算 （ Strength of Reinforced Concrete Axial Compressive Members） 6.3.1 概述 实际工程结构中，一般把承受轴向压力的钢筋混凝土柱按照箍筋的作用及配置方式分为两种： 普通箍筋柱（Tied Columns）有纵向钢筋和普通箍筋的柱 螺旋箍筋柱（Spiral Columns)有纵向钢筋和螺旋箍筋的柱 普通钢箍柱 Tied Columns 螺旋钢箍柱 Spiral Columns 纵筋的作用： ①提高承载力，减小截面尺寸 ②提高混凝土的变形能力 ③抵抗构件的偶然偏心 ④ 减小混凝土的收缩与徐变 横向箍筋的作用： ①防止纵向钢筋受力后压屈 ②改善构件破坏脆性 ③当采用密排箍筋时还能约束核芯内混凝土，提高其极限应变值 ④固定纵向钢筋位置, 与纵筋形成骨架，保证骨架刚度。 6.3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件 1. 受力分析及破坏特征 短柱与长柱 短柱（Short Columns）是如何形成 的？ 我们通常将柱的截面尺寸与柱长之比较小的柱，称为短柱。在实际结构中，带窗间墙的柱、高层建筑地下车库的柱子，以及楼梯间处的柱都容易形成短柱。 l0 /i≤28 (l0 为柱计算长度， i为回转半径。) 矩形截面柱， l0 /b≤8 受压短柱的破坏过程 在开始加载时，混凝土和钢筋都处于弹性工作阶段，钢筋和混凝土的应力基本上按弹性模量的比值来分配。 随着荷载的增加，混凝土出现塑形变形，钢筋的应力比混凝土应力增加更快，产生内力重分布 。随着荷载的继续增加，柱中开始出现微小的纵向裂缝。 应力 轴力 混凝土的 应力增长 钢筋应力增长 在临近破坏荷载时，柱身出现很多明显的纵向裂缝，混凝土保护层剥落，箍筋间的纵筋被压屈向外鼓出，混凝土压碎。 柱子发生破坏时，混凝土的应变达到其抗压极限应变（0.0021），钢筋的应力最大可达到420MP，普通钢筋可屈服。 什么是长柱（Slender Columns） 我们通常将截面尺寸与柱长之比较大的柱定义为长柱。在实际结构中，