混凝土结构原理4.1螺旋箍筋约束混凝土

《混凝土结构原理4.1螺旋箍筋约束混凝土》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4章约束混凝土4.1螺旋箍筋约束混凝土1．约束机理（1）工作机理z混凝土纵向应变小于素混凝土受压峰值应变前，箍筋应力很小，约束效果不明显，应力－应变曲线和普通配筋钢筋混凝土柱区别不大；z当纵向应变接近素混凝土受压峰值应变时，保护层混凝土开始压裂、剥落，受压应力－应变曲线出现第一次峰值；z随着外围混凝土的退出工作，截面受力出现少许下降；z进一步增加压力，核心区混凝土应力增加，泊松比急剧加大、膨胀明显，箍筋拉应力增加，对核心区混凝土产生约束；z由于外围箍筋的约束，核心混凝土的峰值应变同时增加，构件出现明显的屈服平台；z随着约束效应的提高，核心区混凝土的抗压强度得

2、到提高，截面的抗压承载力开始增加；z随着纵向应变的增加，箍筋开始屈服，核心混凝土应力尚未达到其三轴抗压强度，混凝土纵向应力可以继续增加；z随着箍筋屈服甚至拉断，混凝土达到（常规）三轴抗压强度，受压应力－应变曲线出现第二次峰值；－3z破坏时，纵向应变可达10×10，外围混凝土基本剥落、核心混凝土出现挤压流动破坏，柱子出现局部鼓凸，箍筋对截面承载力的贡献大致相当于折算纵筋的1.7~2.9倍。（2）约束参数约束混凝土的性能主要取决于横向钢筋的特征：体积配箍率：VπdAπdA4Astcorstcorststρ====t2VsAπdsdccorcorcors4体积强度比

3、、约束指标、配箍特征值、套箍指标：fV4fAfytstytstytλ===ρttfVfsdfccccorc2．约束效应分析（1）径向应力分析z基本假定由于混凝土的受压膨胀，螺旋箍筋受拉屈服σ=fstytz混凝土径向压力箍筋间距s范围内的箍筋总拉力（周向或切向拉力）为2fA，核心区混凝ytst土的围压（径压）为σ。r平衡方程：πσsrdθsinθ=2fA∫rytst0径向应力：2fA2fAytstytstσ==rπsr∫sinθdθ2sr02fytAst1σ==λfrtcsd2cor（2）混凝土纵向抗压强度混凝土的轴向抗压强度采用Richart强度近似公式：8f

4、Aytst()f=f+4σ=f+=f+2λf=1+2λfc,ccrcctctcsdcor3．截面轴心受压承载力（1）混凝土纵向应变达到素混凝土峰值压应变N1z基本假定和条件混凝土应力达到单轴抗压强度σ=fcc纵筋屈服σ=fsy箍筋应力很小，约束效应忽略不计σ=0rz受压承载力N=fA+fA1ccys（2）混凝土纵向应变达到约束混凝土极限应变N2z基本假定和条件纵筋屈服σ=fsy1箍筋屈服，σ=f，约束应力最大σ=λfstytrtc2混凝土应力达到三轴抗压强度f=(1+2λ)fc,ctcz受压承载力N=fA+fA2c,ccorys=()1+2λfA+fAtcco

5、rys=fA+2λfA+fAccortccorys=fA+2fρA+fAccorytstcorysz关于钢筋对截面承载力贡献的讨论近似理论值（假定f=f+4σ）：c,ccrN=fAsysN=2fρAstytstcorNst2fytρstAcor=NfAsys24Aπdstcor2fytsd4cor=fyAsfytπdcorAst=2××fsAysfytVst=2⋅fVys相同用量钢筋，箍筋对轴向承载力的贡献是纵筋的2倍。试验值：1.7~2.94．界限配筋率（1）最小配筋率z目的与意义当截面尺寸较小（保护层一定，比如30mm，核心区混凝土面积相对较小）、且螺旋箍

6、筋配置较少时，可能出现按约束混凝土（只考虑核心区面积）强度计算的截面承载力小于按单轴混凝土（考虑全截面面积）强度计算的截面承载力。z确定条件N≥N21z最小配筋N=fA+2fρA+fA≥N=fA+fA2ccorytstcorys1ccys有：fA+2fρA+fA≥fA+fAccorytstcorysccys即：ρ≥ρstst,min1()Ac−Acorfc=××2Afcoryt1⎛A⎞fcc=⎜−1⎟⎜⎟2Af⎝cor⎠yt或：λ≥λtt,min1⎛A⎞c=⎜−1⎟⎜⎟2A⎝cor⎠（2）最大配筋率z目的和意义当螺旋箍筋配置较大时，可能出现截面承载力过高，在使

7、用荷载下，纵向应变过大，外围混凝土出现很多纵向裂缝、甚至剥落，影响正常使用功能。z确定条件（中国混凝土02规范）N≤5.1N21z最大配筋率N2=fcAcor+2fytρstAcor+fyAs≤5.1N1=5.1(fcAc+fyAs)有：fA+2fρA+fA≤5.1(fA+fA)ccorytstcorysccys即：ρ≤ρstst,maxf()3A−2A+fAcccorys=4fAytcor1fc⎛Ac⎞1fyAs=⎜3−2⎟+⎜⎟4fA4fAyt⎝cor⎠ytcor或：λ≤λtt,maxf()3A−2A+fAcccorys=4fAccor1⎛Ac⎞1fyAs

8、=⎜3−2⎟+⎜⎟4A4fA⎝cor⎠