轴心受力构件的性能与计算课件.ppt

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时间:2020-07-26

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1、第四章轴心受力构件 的性能与计算第四章轴心受力构件的性能与计算4-1工程实例及构件的配筋形式4-2轴心受拉构件的受力分析4-3轴心受拉构件承载力计算公式的应用4-4轴心受压短柱的受力分析4-5轴心受压长柱的受力分析4-6轴心受压构件承载力计算公式的应用4-7配有纵筋和螺旋筋的轴心受压柱的受力分析4-1工程实例及构件的配筋形式压压压拉拉1.工程实例4-1工程实例及构件的配筋形式2.配筋形式纵筋纵筋箍筋bh4-2轴心受拉构件的受力分析4-2-1轴心受拉构件试验研究00.0010.0020.0030.00420010050150N

2、(kN)平均应变混凝土:fc=30.8MPa;ft=1.97MPa;Ec=25.1103MPa.钢筋:fy=376MPa;fsu=681MPa;Es=205103MPa;As=284mm2.152NN915152钢筋屈服混凝土开裂4-2轴心受拉构件的受力分析4-2-1轴心受拉构件试验研究NtNtNtcrNtcrNtNt4-2轴心受拉构件的受力分析4-2-1轴心受拉构件试验研究结论1.三个工作阶段: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2.首根裂缝出现后还会继续出现裂缝,但裂缝增至一定

3、数量后便不在增加3.极限承载力取决于钢筋的用量和强度NtNt4-2轴心受拉构件的受力分析4-2-2轴向拉力与变形的关系1.混凝土和钢筋的应力-应变关系sss=Essys,hfyttot0ftt=Ect混凝土钢筋4-2轴心受拉构件的受力分析4-2-2轴向拉力与变形的关系2.混凝土开裂前拉力与变形的关系bhAsAAs/A3%时,A=bhllNtNtNttAss4-2轴心受拉构件的受力分析4-2-2轴向拉力与变形的关系3.混凝土开裂荷载Ntt=ftAssttot0ftt=Ect4-2轴

4、心受拉构件的受力分析4-2-2轴向拉力与变形的关系4.极限承载力sss=Essys,hfyttot0ftt=EctAss(Asfy)Nt混凝土退出工作应用:设计、截面复核4-3轴心受拉构件承载力计算公式的应用4-3-1既有构件轴心抗拉承载力计算解题:N=max{Ntcr,Ntu}4-3-2基于承载力的构件截面设计解题:N=Ntu=fyAs以及配筋率要大于最小配筋率。4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-1短柱的试验研究bhAsANcNc混凝土压碎钢筋凸出oNcl混凝土压碎钢筋屈服第一阶段:加载至钢筋屈

5、服第二阶段:钢筋屈服至混凝土压碎4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-2短柱压力与变形的关系1.钢筋与砼的应力-应变关系NccAs’s’平衡方程变形协调方程物理方程(以fcu50Mpa为例)4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-2短柱压力与变形的关系sss=Essys,hfy0=0.002ocfcc钢筋与混凝土受压时的应力-应变关系4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-2短柱压力与变形的关系2.轴向压力与变形的关系NccAs’s’第一阶段非线性关系4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-2短柱压力与变形的关

6、系NccAs’fy’第二阶段当0=0.002时,混凝土压碎,柱达到最大承载力若s=0=0.002,则轴心受压短柱中,当钢筋的强度超过400N/mm2时,其强度得不到充分发挥4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-2短柱压力与变形的关系3.承载力计算公式的应用NcfcAs’fy’应用:设计、截面复核截面复核:400Mpa4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-3荷载长期作用下短柱的受力性能Nc施加后的瞬时NcAs’lNcAs’s1’c1li4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-3荷载长期作用下短柱的受力性能NcAs’lN

7、cAs’s1’c1lic2As‘s2’Ncl(i+cr)经历徐变后4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-3荷载长期作用下短柱的受力性能4-4轴心受压短柱的受力分析4-4-3荷载长期作用下短柱的受力性能Nc撤去后NcAs’lNcAs’s1’c1lic2As‘s2’Ncl(i+cr)NcAs’s3’c3lcr’4-5轴心受压长柱的受力分析4-5-1长柱的试验研究长柱的承载力<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4-5轴心受压长柱的受力分析4-5-2稳定系

8、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4-14-5轴心受压长柱的受力分析4-5-3轴心受压柱的承载力计算公式稳定系数应用:设计、截面复核4-6轴心受压构件承载力计算公式的应用4-6-1既有构件轴心抗压承载力计算解题:(1)不知

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