第三章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算

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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。§3.1概述工程实例压压压拉拉§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bh§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头；单侧受拉钢筋的配筋率不小于0.2％和中的较大值；

2、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）。§3.2轴心受拉构件的正截面承载力计算二.试验研究NtNtNtcrNtcrNtNt§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§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、

3、二、三级分别取1.1，1.0，0.9§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。§3.3轴心受压

4、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§3.3轴心受压构件正截面承载力计算（2）§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—ε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：§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破坏，属材料破坏。4.承载力计算公式的应用NccAs’fy’三）轴心受压长柱的受力分析1.试验研究长柱的承

5、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）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。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

6、多层房屋，当为三跨及三跨以上或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。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2－1，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（

7、构件质量确有保障时不受此限）——钢筋抗压强度设计。五、配有螺旋筋柱的受力分析1.配筋形式ssdcordcor五、配有螺旋筋柱的受力分析2.试验研究Nc素混凝土柱普通钢筋混凝土柱螺旋箍筋钢筋混凝土柱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标距NcNc原理：箍筋→套筒→混凝土三向受压→五、配有螺旋筋柱的受力分析3.承载力计算dcorrfyA