轴心受力构件的截面承载力计算.pptxVIP

轴心受力构件的截面承载力计算第1页/共48页 3.1 轴心受拉构件的承载力计算 一、受力过程和破坏特征 轴心受拉构件从加载开始到破坏为止，其受力过程可分为三个不同阶段。 0→Ncr0→NcrnAAsNNcrNNcrNyNy第2页/共48页 3个阶段从加载到混凝土开裂前，属于第I阶段。此时，钢筋和混凝土共同承受拉力。应力与应变大致成正比。拉力荷载值和截面平均拉应变之间基本上呈线性关系。混凝土开裂后至钢筋屈服前，属于第Ⅱ阶段。首先在截面最薄弱处产生第一条裂缝，随着荷载的增加，先后在一些截面上出现裂缝。此时，在裂缝处的混凝土不再承受拉力，所有拉力均由钢筋来承担。在相同的拉力增量作用下，平均拉应变增量加大。第Ⅲ阶段：纵向受拉钢筋屈服后，在N保持不变的情况下，构件的变形继续增大，裂缝迅速扩展。直至构件破坏。第3页/共48页 二、承载力计算公式轴心受拉构件破坏时，混凝土早已被拉裂，全部外力由钢筋来承受。轴心受拉构件的承载力计算公式如下：第4页/共48页 3.2 轴心受压构件的承载力计算第5页/共48页 第6页/共48页 第7页/共48页 第8页/共48页 第9页/共48页 当纵向压力N作用线与构件截面形心重合时，称为轴心受压构件；当纵向压力N作用线偏离构件轴线或同时作用轴力及弯矩时，称为偏心受压构件。受压构件往往在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，将导致整个结构的损坏，甚至倒塌。第10页/共48页 第11页/共48页 第12页/共48页 第13页/共48页 一、截面形状和尺寸◆ 常采用矩形截面，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。◆ 柱的截面尺寸不宜过小，不宜小于250*250。一般应控制在l0/b≤30及l0/h≤25。◆ 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。◆I形截面，翼缘厚度大于120，腹板厚度大于100。3.2.1 受压构件构造要求第14页/共48页 二、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C30~C40，在高层建筑中，C50~C60级混凝土也经常使用。钢筋：纵筋通常采用HRB400级、和HRB500级钢筋，不宜过高。？第15页/共48页 钢筋配置构造要求第16页/共48页 第17页/共48页 第18页/共48页 ◆ 纵向钢筋配筋率过小时，纵筋对柱的承载力影响很小，接近于素混凝土柱，纵筋不能起到防止混凝土受压脆性破坏的缓冲作用。同时考虑到实际结构中存在偶然附加弯矩的作用（垂直于弯矩作用平面），以及收缩和温度变化产生的拉应力，对受压构件的最小配筋率应有所限制。◆ 《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%；一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%。◆从经济、施工及受力性能方面考虑（施工布筋过多会影响混凝土的浇筑质量；配筋率过大易产生粘结裂缝，突然卸荷时混凝土易拉裂），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。三、纵向钢筋第19页/共48页 第20页/共48页 ◆ 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，但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，不得少于6根，且应沿周边均匀布置。◆ 纵向钢筋的保护层厚度要求见附录7。◆ 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，其纵向钢筋的最小净距应按梁的规定取值。截面各边纵筋的中距不宜大于300mm。◆ 偏心受压构件的纵向受力钢筋应放置在偏心方向截面的两边，当h≥600mm时，在柱侧面应设置直径10~16mm的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍筋或拉筋。第21页/共48页 第22页/共48页 四、箍 筋◆ 受压构件中箍筋应采用封闭式，其直径不应小于d/4，且不应小于6mm，此处d为纵筋的最大直径。◆ 箍筋间距不应大于400mm，也不应大于截面短边尺寸；对绑扎钢筋骨架，箍筋间距不应大于15d；对焊接钢筋骨架不应大于20d，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%，箍筋直径不宜小于8mm，且箍筋末端应应作成135°的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于10箍筋直径，或焊成封闭式；此时，箍筋间距不应大于10倍纵筋最小直径，也不应大于200mm。◆ 当柱截面短边大于400mm、且各边纵筋配置根数超过多于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多于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 ?第23页/共48页 内折角不