钢筋混凝土轴心受拉构件--正截面承载能力计算课件

n n n 13308020753n 87602153(h)钢筋混凝土轴心受拉构件钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载能力计算正截面承载能力计算 n破坏过程：破坏过程：n1 1、混凝土开裂前、混凝土开裂前n2 2、混凝土开裂后、纵筋受拉屈服前、混凝土开裂后、纵筋受拉屈服前n3 3、纵筋受拉屈服后、纵筋受拉屈服后n破坏过程：破坏过程：n1 1、混凝土开裂前、混凝土开裂前n2 2、混凝土开裂后、纵筋受拉屈服前、混凝土开裂后、纵筋受拉屈服前n3 3、纵筋受拉屈服后、纵筋受拉屈服后计算公式与适用条件 N Nu=fyAs 受拉纵筋配筋率受拉纵筋配筋率构造要求1.1.纵向受力钢筋纵向受力钢筋 (1)(1)轴心受拉构件的受力钢筋不得采用绑扎的搭接接头；轴心受拉构件的受力钢筋不得采用绑扎的搭接接头；(2)(2)为避免纵筋过少引起的脆性破坏，轴心受拉构件一侧为避免纵筋过少引起的脆性破坏，轴心受拉构件一侧的受拉纵筋配筋率不小于的受拉纵筋配筋率不小于0.2%0.2%和和45f45ft t/f/fy y%中的较大值；中的较大值；(3)(3)受力钢筋沿截面周边均匀对称布里，并宜优先选择直受力钢筋沿截面周边均匀对称布里，并宜优先选择直径较小的钢筋。径较小的钢筋。2.2.箍筋箍筋(1)(1)直径不小于直径不小于6 mm6 mm，间距一般不宜大于，间距一般不宜大于200(200(屋架的腹杆屋架的腹杆不宜超过不宜超过150)150)。思考思考o钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载能力极限状态的标志是什么？能力极限状态的标志是什么？o轴心受拉构件在正截面承载能力极限轴心受拉构件在正截面承载能力极限状态下时，是否任一截面上纵筋都会状态下时，是否任一截面上纵筋都会受拉屈服？受拉屈服？o为什么叫正截面强度？为什么叫正截面强度？o限制最小配筋率的意义？限制最小配筋率的意义？【例题4.1】某钢筋混凝土屋架下弦杆，截面尺寸为某钢筋混凝土屋架下弦杆，截面尺寸为200mm160mm200mm160mm，配置，配置416 HRB335416 HRB335级钢筋，混凝土强级钢筋，混凝土强度等级为度等级为C40 C40。承受。承受轴心轴心拉力设计值为拉力设计值为N=240kNN=240kN。结。结构重要性系数为构重要性系数为1.01.0。问。问此构件正截面承载力是否合格此构件正截面承载力是否合格？解：（1）查表得查表得fy=300N/mm2、As=804mm2、ft=1.71MPa （2 2）最小配筋率验算）最小配筋率验算 45ft/fy%=451.71/300%=0.26%0.2%As/bh=402/(200160)=1.26%0.26%（钢筋面积为一侧的）满足最小配筋率要求。满足最小配筋率要求。（3 3）正截面承载力验算）正截面承载力验算 Nu=fy As=300804103 =241.2kN 0 N=240kN 合格。合格。钢筋混凝土轴心受压构件正截面承载能力计算 n稳定性问题稳定性问题n长柱、短柱长柱、短柱n纵筋的作用纵筋的作用n箍筋形式箍筋形式受压纵筋的作用不配置受压纵筋行不行？不配置受压纵筋行不行？最小配筋率限制最小配筋率限制配置过多行不行？配置过多行不行？上限限制上限限制受压纵筋配筋率受压纵筋配筋率计算公式计算公式计算公式计算公式：构造要求构造要求1.混凝土宜（较）高强、纵筋不宜高强2.截面尺寸、长细比限制3.纵筋直径、间距、配筋率限制 4.箍筋形式、直径、间距限制【例例4 4.2 2】某多层房屋的钢筋混凝土框架底层中间柱，某多层房屋的钢筋混凝土框架底层中间柱，按轴心受压构件设计。该柱以承受恒载为主，安全等级按轴心受压构件设计。该柱以承受恒载为主，安全等级为二级，轴向力设计值为二级，轴向力设计值 N=2N=24 400kN00kN。柱高。柱高H=6.5mH=6.5m，该柱，该柱一端固定，一端为不动铰接。混凝土等级为一端固定，一端为不动铰接。混凝土等级为C30C30，纵筋，纵筋用用HRB335HRB335级钢筋，求方柱截面尺寸及纵向钢筋。级钢筋，求方柱截面尺寸及纵向钢筋。解：（解：（1 1）初步估算截面尺寸）初步估算截面尺寸安全等级为二级安全等级为二级0 01.01.0。设。设 0.010.01，=1.0=1.0，则则 正方形载面的边长正方形载面的边长取取（2 2）计算配筋）计算配筋查表查表4-14-1得得 =0.95=0.959 9故故纵筋选用纵筋选用8 8B B1818（A A s=2036mms=2036mm2 2）；箍筋采用）；箍筋采用A A62506250。验算验算（应按实际配筋）（应按实际配筋）（3 3）配筋率验算）配筋率验算单侧配筋单侧配筋总配筋总配筋（钢筋面积应查表）（钢筋面积应查表）配有螺旋箍筋的轴心受压构件混凝土圆柱体混凝土圆柱体三向受压三向受压状态的纵向抗压强度状态的纵向抗压强度套箍作用套箍作用：螺旋筋或焊接环筋，使核心混凝土三向受压而提高：螺旋筋或焊接环筋，使核心混凝土三向受压而提高其强度，从而间接地提高了柱子的承载能力，这种配筋方式称其强度，从而间接地提高了柱子的承载能力，这种配筋方式称为为“间接配筋间接配筋”。普通箍筋与螺旋箍筋对比普通箍筋柱的破坏属于普通箍筋柱的破坏属于脆性脆性破坏，与普破坏，与普通箍筋柱相比，螺旋钢箍柱最大的优点通箍筋柱相比，螺旋钢箍柱最大的优点在于提高了破坏时的延性，属于塑性破在于提高了破坏时的延性，属于塑性破坏（坏（延性延性破坏）。破坏）。一般一般也能提高承载能力。也能提高承载能力。延性的作用和意义延性的作用和意义结构破坏有显著预兆，不至于突然破坏；结构破坏有显著预兆，不至于突然破坏；对超静定结构，延性可使结构内力重分布，对超静定结构，延性可使结构内力重分布，提高结构的柔性和充分利用材料的强度，提高结构的柔性和充分利用材料的强度，增加结构的可靠性；增加结构的可靠性；以塑性变形能，吸收地震等输入能量减小以塑性变形能，吸收地震等输入能量减小地震等偶然作用下的动力作用效应；地震等偶然作用下的动力作用效应；能更好地应对偶然作用、不均匀沉降等状能更好地应对偶然作用、不均匀沉降等状况。况。达到承载能力极限状态时（保护层已剥落，不考虑）达到承载能力极限状态时（保护层已剥落，不考虑）令令由由有有间接钢筋对混凝土约束的折减系数间接钢筋对混凝土约束的折减系数C50C50时，时，1.01.0；C80C80时，时，0.850.85；其间线形插入其间线形插入螺旋箍筋轴压构件构造措施螺旋箍筋轴压构件构造措施按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按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普通箍筋柱受压承载力的50%50%。如螺旋箍筋配置过多，极限承载力提高过大，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。落，从而影响正常使用。螺旋箍筋轴压构件构造措施螺旋箍筋轴压构件构造措施对长细比对长细比 l l0 0/d/d 1212 的柱不考虑螺旋的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用。箍筋的约束作用。对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大，截对长细比过大柱，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面不是全部受压，螺旋箍筋的约束作用得不到有效发挥。有效发挥。螺旋箍筋轴压构件构造措施螺旋箍筋轴压构件构造措施螺旋箍筋的换算面积螺旋箍筋的换算面积A Ass0ss0不得小于全不得小于全部纵筋部纵筋AAs s 面积的面积的25%25%。螺旋箍筋的间距螺旋箍筋的间距S S不应大于不应大于d dcorcor/5/5，且，且不大于不大于8080mmmm、也不应小于、也不应小于4040mmmm。螺旋箍筋的约束效果与其截面面积螺旋箍筋的约束效果与其截面面积A Ass1ss1和间距和间距s s等有关，为保证有一定约束效果，必须有限制。等有关，为保证有一定约束效果，必须有限制。螺旋箍筋轴压构件构造措施螺旋箍筋轴压构件构造措施按螺旋箍筋柱计算的承载力按螺旋箍筋柱计算的承载力小于小于按普按普通箍筋柱的则承载力取后者。通箍筋柱的则承载力取后者。如果截面较小、螺旋箍筋较少可能就会出现这如果截面较小、螺旋箍筋较少可能就会出现这种情况。此时虽然承载力按普通的计算，但构种情况。此时虽然承载力按普通的计算，但构件的变形能力还是较强。件的变形能力还是较强。计算公式及适用条件下列情况按普通箍筋柱计算：【例题例题4.34.3】已知圆形截面轴心受压柱，直径已知圆形截面轴心受压柱，直径d=d=4 400mm00mm，柱高柱高3m3m，两端固结。采用，两端固结。采用C25C25混凝土，沿周围均匀布置混凝土，沿周围均匀布置6 6根直径根直径16mm16mm的的HRBHRB335335纵向钢筋，箍筋采用纵向钢筋，箍筋采用HRB335HRB335，直径，直径为为10mm10mm，其形状为螺旋形，间距为，其形状为螺旋形，间距为s=200mms=200mm。纵筋至截面。纵筋至截面边缘的混凝土保护层厚度为边缘的混凝土保护层厚度为c=30mmc=30mm。求：柱能承受的最。求：柱能承受的最大轴力设计值。大轴力设计值。解：构件截面面积解：构件截面面积构件计算长度构件计算长度取取 =1因因 s=200 mm 80 mm不能考虑螺旋箍筋的作用，按普通箍筋柱计算。不能考虑螺旋箍筋的作用，按普通箍筋柱计算。续解：续解：用A还是Ac？【例题例题4.44.4】已知圆形截面轴心受压柱，直径已知圆形截面轴心受压柱，直径 d=d=4 400mm00mm，柱高，柱高3m3m，两端固结。采用，两端固结。采用C25C25混凝土，沿周围均匀布置混凝土，沿周围均匀布置6 6根直径根直径16mm16mm的的HRBHRB335335纵向钢筋，箍筋采用纵向钢筋，箍筋采用HRB335HRB335，直径，直径为为10mm10mm，其形状为螺旋形，间距为，其形状为螺旋形，间距为 s=50mms=50mm。纵筋纵筋至截面至截面边缘的混凝土保护层厚度为边缘的混凝土保护层厚度为 c=30mmc=30mm。求：柱能承受的最。求：柱能承受的最大轴力设计值。大轴力设计值。解：据上题，解：据上题，A A=1251256 60 00 mm0 mm2 2 ，=1=1混凝土保护层厚度混凝土保护层厚度c=c=30mm30mm，则则 d dcor=cor=d d2 2c c=300=300230=230=3 340 mm40 mm所有钢筋面积应查表确定！验算验算结论：上述结果正确结论：上述结果正确考虑螺旋箍筋的作用，可按螺旋箍筋柱计算考虑螺旋箍筋的作用，可按螺旋箍筋柱计算 s=50 mm 80 mms=50 mm 80 mm且且 s=50 mm s=50 mm dcor/5=6dcor/5=68 mm8 mmp经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe学习总结结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日