混凝土结构构件计算

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1、混凝土结构原理及应用土木工程学院主讲：冯云平1钢筋混凝土基本构件的承载力和变形主要内容：轴心受力构件,受弯构件,偏心受压构件,偏心受拉构件,受扭构件,混凝土结构裂缝与变形控制2第3章.轴心受力构件轴心受力构件包括轴心受拉构件和轴心受压构件,在荷载作用下其截面上一般作用有轴力（N）、弯矩(M）和剪力(V）。3第一节轴心受拉构件一、概述:承受纵向拉力的构件，称为受拉构件。当纵向拉力作用线与构件截面形心轴线重合时为轴心受拉构件；当纵向拉力作用线偏离构件截面形心轴线时，或构件上既作用有拉力又作用有弯矩时，则称为偏心受拉构件。4第一节轴心受拉构件钢筋混凝土桁架中的拉杆、有内压力的圆管管壁、圆

2、形水池的环形池壁等，可以按轴心受拉构件计算。联肢剪力墙的某些墙肢、双肢柱的某些肢杆、悬伸式桁架承受节间竖向荷载的受拉上弦杆，以及一般屋架承担节间荷载的下弦杆等都属于偏心受拉构件；此外，经常遇到的矩形筒仓、斗仓及水池，其仓壁或池壁也同时受到轴向拉力及弯矩的作用，故也属于偏心受拉构件。5第一节轴心受拉构件钢筋混凝土轴心受拉构件一般采用正方形、矩形或其他对称截面，纵向钢筋在截面中对称布置或沿周边均匀布置，偏心受拉构件的截面多为矩形。由于偏心受拉构件的截面作用有弯矩，所以矩形截面的长边宜和弯矩作用平面平行，纵向钢筋布置在短边上。轴心受拉构件的截面配筋单向偏心受拉6第一节轴心受拉构件轴心受拉和

3、偏心受拉构件中的纵向钢筋配筋都应满足最小配筋率的要求。从受力的角度看，轴心受拉构件中并不需要箍筋，但为了形成钢筋骨架，仍必须设置箍筋，如屋架下弦箍筋间距一般不宜大于200mm，箍筋直径4～6mm。偏心受拉构件要进行斜截面抗剪计算，配置箍筋时应考虑抗剪要求。基本概念:配筋率:p352-附录97第一节轴心受拉构件二、轴心受拉构件正截面承载力计算钢筋混凝土轴心受拉构件，开裂以前混凝土与钢筋共同承担拉力；开裂以后，开裂截面混凝土退出工作，全部拉力由钢筋承担；破坏时整个截面全部裂通。所以，轴心受拉构件的正截面承载力按下列公式计算：式中N——轴向拉力设计值：fy——钢筋抗拉强度设计值，为了控制受

4、拉构件在使用荷载下的变形和裂缝开展，规定轴心受拉和小偏心受拉构件的fy大于300N／mm2时，仍应按300N／mm2取用。应该注意，轴心受拉构件的钢筋用量并不总是由强度要求决定的，在许多情况下，裂缝宽度验算对纵筋用量起决定作用。8第一节轴心受拉构件计算要点:(1).构件截面的确定:从计算公式来看,混凝土构件截面与强度计算无关,但是从最小配筋率来看,截面大小对配筋量有限制作用.(2).一侧最小配筋率:9第二节轴心受压构件一.几个基本概念:1.螺旋箍筋(或焊接环箍):10第二节轴心受压构件二、受压构件的一般构造1.材料强度等级2.截面形式和尺寸3.纵向钢筋4.箍筋11第二节.轴心受压构件

5、三、配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算1.轴心受压短柱的应力分析及破坏形态短柱：l0/b≤8或l0/i≤28（1）初始偏心的影响很小，可不考虑；（2）钢筋和混凝土的压应变相等（3）达到极限荷载时，短柱的极限压应变为0.0025～0.0035短柱的极限承载力12第二节.轴心受压构件短柱的破坏形态13第二节.轴心受压构件2.轴心受压长柱的应力分析及破坏形态长柱：l0/b>8或l0/i>28（1）需考虑初始偏心e0的影响，e0产生附加弯矩，附加弯矩引起水平挠度af，水平挠度又加大初始偏心；（2）长柱最终是在弯矩和轴力共同作用下破坏，破坏特征类似偏心受压柱。*长柱的极限承载力Nl

6、s(当其他条件相同时）*考虑长短柱的计算公式的统一，引入系数：14第二节.轴心受压构件3、配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算(1).钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数15第二节.轴心受压构件(2).理想支承柱的计算长度16第二节.轴心受压构件长柱的破坏形态17第二节.轴心受压构件(3).正截面承载力计算主要计算要求:（1）截面设计（2）截面校核N—轴向压力设计值；A—构件的截面面积,当纵向钢筋配筋率大于0.03时,A改用Ac,Ac=A-As’；As—全部纵向钢筋的截面面积。18第二节.轴心受压构件*计算要点:(1)配筋率限制:规范规定,受压构件全部纵向钢筋的最小配筋率为0.6%

7、,当采用HRB400级钢筋时,可减少0.1%,即0.5%.*一般可取适宜配筋率1%(2)19第二节.轴心受压构件【例1】某多层现浇框架结构房屋。底层中间柱按轴心受压构件计算。该柱以承受恒荷载为主，安全等级为二级。轴向力设计值N=2160KN,计算长度l0=5.6m，混凝土强度等级为C25(fc=11.9N/mm2)。钢筋采用HRB400(fy’=360N/mm2)。求该柱的截面尺寸及纵筋面积。20第二节.轴心受压构件四、配有螺旋式（或焊接环式)箍筋的轴心受