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时间:2019-07-08
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1、项目二钢筋混凝土柱设计任务一:轴心受压柱的设计柱是以承受轴向压力为主的受压构件。在建筑结构中,柱支承水平结构构成空间,并逐层传递上部结构荷载至基础。柱在水工混凝土结构中应用非常广泛,如水闸工作桥立柱、渡槽的支承刚架立柱、水电站厂房立柱等。另外,闸墩、桥墩等也都属于柱。根据轴向压力作用位置不同,受压柱可以分为轴心受压柱和偏心受压柱两种类型。(1)当轴向压力通过柱截面重心时,称为轴心受压柱;当轴向压力与柱截面重心有一个偏心矩e0时,称为偏心受压柱。(2)当柱截面上同时作用有通过截面重心的轴向压力N和弯矩M时,因为轴向压力N和弯矩M可以换算成具有偏心矩e0=M/N的
2、偏心轴向压力,所以也称为偏心受压柱。如图3-3所示。实际工程中,真正的轴心受压柱是不存在的。因为实际的荷载合力对构件截面重心来说总是或多或少存在着偏心.例如:混凝土浇注不均匀,构件尺寸的施工误差,钢筋的不对称布置,装配式构件安装定位的不准确,都会导致轴向力产生偏心。当偏心矩小到在设计中可忽略不计时,如等跨柱网的内柱、只承受节点荷载的桁架压杆、码头中的桩等结构,则可近似按轴心受压柱计算。钢筋混凝土柱的构造一、截面形式和尺寸三、纵向钢筋二、混凝土四、箍筋一、截面形式和尺寸1.截面形式(1)轴心受压构件一般采用方形或圆形截面。(2)偏心受压构件常采用矩形截面,截面长
3、边布置在弯矩作用方向,长边与短边的比值一般为1.5~2.5。偏心受压构件可采用工字形、T形等形状的截面。柱截面尺寸与长度相比不宜太小.水工建筑中,现浇立柱的边长不宜小于300mm,否则施工缺陷所引起的影响就较为严重。水平浇筑的装配式柱则不受此限制。为了施工支模方便,截面尺寸一般采用整数。柱截面边长在800mm及以下时,以50mm为模数递增,800mm以上时,以100mm为模数递增。二、混凝土柱的受压承载力主要取决于混凝土的强度,采用强度等级较高的混凝土,可减小构件截面尺寸并节省钢材,比较经济。柱常用的混凝土强度等级是C25或更高强度等级的混凝土;若截面尺寸不是
4、由强度条件确定时(如闸墩),也可采用C15混凝土。三、纵向钢筋(1)强度(2)配筋率(3)根数与直径(4)布置与间距柱内纵向受力钢筋与混凝土共同承担轴向压力和弯矩。柱内配置的纵向受力钢筋常用HRB335级、HRB400级或RRB400级。对受压钢筋来说,不宜采用高强度钢筋。(1)强度受压构件的纵向钢筋,其数量不能过少。否则构件破坏时呈脆性,这对抗震不利。(2)配筋率钢筋混凝土柱基本最小配筋率ρmin项次分类钢筋等级HPB235HRB335HRB400、RRB4001受弯构件、偏心受拉构件的受拉钢筋梁板0.250.200.200.150.200.152轴心受压柱
5、的全部纵向钢筋0.600.550.503偏心受压构件的受拉或受压钢筋柱、肋拱墩墙、板、板拱0.250.200.200.150.200.15纵向钢筋也不宜过多,配筋过多既不经济,也不便于施工。柱中全部纵向受力钢筋的经济配筋率在0.8%~2%范围内。若荷载较大及截面尺寸受限制时,配筋率可适当提高,但全部纵向钢筋配筋率不宜超过5%。纵向钢筋(3)根数与直径方形和矩形柱中纵向钢筋的根数不得少于4根,每边不得少于2根;圆形柱中纵向钢筋宜沿周边均匀布置,根数不宜少于8根,且不应少于6根。纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm,过小则钢筋骨架柔性大,施工不便。工程中通常在12~
6、32mm范围内选择。(4)布置与间距轴心受压柱的纵向受力钢筋应沿周边均匀布置.;偏心受压柱的纵向受力钢筋则沿垂直于弯矩作用平面的两个边布置。当偏心受压柱的截面长边h≥600mm时,沿平行于弯矩作用平面的两个侧面应设置直径为10~16mm的纵向构造钢筋,其间距不应大于400mm,并相应设置复合箍筋或连系拉筋。轴心受压柱和偏心受压柱中的纵向受力钢筋,其间距(中矩)不应大于300mm。纵向钢筋的净距不应小于50mm,如图3-4所示。水平浇筑的预制柱,纵筋最小静距要求与梁相同。纵向钢筋的混凝土保护层厚度的要求与梁相同。四箍筋(1)作用、级别与形状(2)直径(3)间距(
7、4)复合箍筋柱中的箍筋:(1)保证纵向钢筋的位置正确.(2)防止纵向钢筋受压时向外弯凸和混凝土保护层横向胀裂剥落.(3)可以抵抗剪力,从而提高柱的承载能力和延性。(1)作用、级别与形状柱的箍筋一般采用HPB235级钢筋、HRB335级钢筋,也可采用HRB400级钢筋,且应做成封闭式,并与纵筋绑扎或焊接形成整体骨架。对于热轧钢筋,箍筋直径不应小于0.25倍纵向钢筋的最大直径,且不应小于6mm。(2)直径箍筋的间距(中距)不应大于构件截面的短边尺寸,且不应大于400mm,同时在绑扎骨架中不宜大于15d;在焊接骨架中不宜大于20d。其中,d为纵向钢筋的最小直径,如图
8、3-4所示。(3)间距(1)当柱内纵向
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