《受压构件设计方法》PPT课件

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1、混凝土及砌体结构设计DesignforConcreteandMasonryStructure主讲：姜洪斌副教授哈尔滨工业大学土木工程学院SchoolofCivilEngineering,HarbinInstituteofTechnology姜洪斌博士、副教授、硕士研究生导师。主要从事混凝土与砌体结构、结构检测鉴定加固、预制混凝土结构等方向的教学和科研工作。任中国标准化协会砌体结构技术委员会委员、全国建筑物鉴定与加固改造技术委员会黑龙江分会委员、全国建设工程无损检测技术委员会委员。发表学术论文20余篇，获得国家专利40余项。电子信箱：3260

2、787@hit.edu.cn电话：13603609846QQ群：123446976（混凝土及砌体结构设计）1.受压构件概述受压构件在结构中具有重要作用，一旦破坏将导致整个结构的损坏甚至倒塌。轴心受压承载力是正截面受压承载力的上限。先讨论轴心受压构件的承载力计算，然后重点讨论单向偏心受压的正截面承载力计算。N2.轴心受压构件正截面承载力由于施工制造误差、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在实际结构中，理想的轴心受压构件是不存

3、在的2.1轴压构件性能BehaviorofAxialCompressiveMember变形条件：物理关系：平衡条件：00.0010.00210020030040050020406080100scssescfy=540MPafy=230MPa2.2受压构件中钢筋的作用纵筋的作用（1）协助混凝土受压，减小截面面积；（2）当柱偏心受压时，承担弯矩产生的拉力；（3）减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。实验表明，收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向钢筋转移，从而使钢筋压应力不断增长。压应力的增长幅度随配筋率的减小而增大，如果不给配筋率规定一个下

4、限，钢筋中的压应力就可能在持续使用荷载下增长到屈服应力水准。箍筋的作用（1）与纵筋形成骨架，便于施工；（2）防止纵筋的压屈；（3）对核心混凝土形成约束，提高混凝土的抗压强度，增加构件的延性。稳定系数稳定系数j主要与柱的长细比l0/b有关折减系数0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴压受压柱的可靠性。2.3普通箍筋轴压柱正截面承载力轴心受压短柱轴心受压长柱当纵筋配筋率大于3％时，A中应扣除纵筋截面的面积。L0为柱的计算高度；b为矩形截面短边尺寸；[例6-1]已知某多层现浇框架结构标准层中柱，轴向压力设计值N=2000kN，楼层高

5、H=5.60m，混凝土用C30（fc=14.3N/mm2），钢筋用HRB335级（fy’=300N/mm2）。求：该柱截面尺寸及纵筋面积。[解]初步确定柱截面b=h=400mm，取l0=1.25H，则得查表6-1，，故得按构造要求，全部受压钢筋配筋百分率不宜小于0.6％，则得mm2＜1352mm2故满足最小配筋率的要求。mm2选用422:mm22.4螺旋箍筋轴压柱正截面承载力混凝土圆柱体三向受压状态的纵向抗压强度螺旋箍筋柱与普通箍筋柱力－位移曲线的比较达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）螺旋箍筋对承载力的影响系数a，当fcu,k≤50N

6、/mm2时，取a=2.0；当fcu,k=80N/mm2时，取a=1.7，其间直线插值。螺旋箍筋换算成相当的纵筋面积采用螺旋箍筋可有效提高柱的轴心受压承载力。但配置过多，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剥落，从而影响正常使用。《规范》规定：（1）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50%；（2）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有效发挥。因此，对长细比l0/d大于12的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用；（3）螺旋箍筋的约束效果与其截面面积Ass1和间距S有关，为保

7、证约束效果，螺旋箍筋的换算面积Ass0不得小于全部纵筋A's面积的25%；（4）螺旋箍筋的间距S不应大于dcor/5，且不大于80mm，同时为方便施工，S也不应小于40mm。螺旋箍筋柱限制条件[例6-2]已知某公共建筑门厅内底层现浇钢筋混凝土框架柱，承受轴向压力N=2850kN，从基础顶面到二层楼面的高度为4.0m。混凝土选用C35（fc=16.7N/mm2），纵筋用HRB400（N/mm2），箍筋用HRB335（fy=300N/mm2）。按建筑设计要求柱截面采用圆形，其直径不大于350mm。试进行该柱配筋计算。[解]（1）先按配有纵筋和箍

8、筋柱计算柱子计算长度按《规范》规定取1.0H，则计算稳定系数查表6-1得圆形柱混凝土截面面积为mm2由公式：mm2配筋率配筋率太高因若混凝土强度等级不再提高，则可采用螺旋箍筋，以