1、 李 力n n n 87602153(h) 鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件正截面承載能力計算正截面承載能力計算 n破壞過程：破壞過程：n1 1、混凝土開裂前、混凝土開裂前n2 2、混凝土開裂后、縱筋受拉屈服前、混凝土開裂后、縱筋受拉屈服前n3 3、縱筋受拉屈服后、縱筋受拉屈服后n破壞過程：破壞過程：n1 1、混凝土開裂前、混凝土開裂前n2 2、混凝土開裂后、縱筋受拉屈服前、混凝土開裂后、縱筋受拉屈服前n3 3、縱筋受拉屈服后、縱筋受拉屈服后計算公式與適用條件R R. N Nu = fyAs bhAs受拉縱筋配筋率受拉縱筋配筋率構(gòu)造要求1.1.縱向受力鋼筋

2、縱向受力鋼筋 (1)(1)軸心受拉構(gòu)件的受力鋼筋不得采用綁扎的搭接接頭；軸心受拉構(gòu)件的受力鋼筋不得采用綁扎的搭接接頭；(2)(2)為避免縱筋過少引起的脆性破壞，軸心受拉構(gòu)件一側(cè)為避免縱筋過少引起的脆性破壞，軸心受拉構(gòu)件一側(cè)的受拉縱筋配筋率不小于的受拉縱筋配筋率不小于0.2%0.2%和和45f45ft t/f/fy y% %中的較大值；中的較大值；(3)(3)受力鋼筋沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布里，并宜優(yōu)先選擇直受力鋼筋沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布里，并宜優(yōu)先選擇直徑較小的鋼筋。徑較小的鋼筋。2.2.箍筋箍筋(1)(1)直徑不小于直徑不小于6 mm6 mm，間距一般不宜大于，間距一般不宜大于200 (200 (

3、屋架的腹屋架的腹桿不宜超過桿不宜超過150)150)。R R.思考思考o(jì)鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件正截面承載鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件正截面承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志是什么？能力極限狀態(tài)的標(biāo)志是什么？o軸心受拉構(gòu)件在正截面承載能力極限軸心受拉構(gòu)件在正截面承載能力極限狀態(tài)下時，是否任一截面上縱筋都會狀態(tài)下時，是否任一截面上縱筋都會受拉屈服？受拉屈服？o為什么叫正截面強(qiáng)度？為什么叫正截面強(qiáng)度？o限制最小配筋率的意義？限制最小配筋率的意義？【例題4.1】某鋼筋混凝土屋架下弦桿，截面尺寸為某鋼筋混凝土屋架下弦桿，截面尺寸為200mm200mm160mm160mm，配置，配置416 HRB335416 HRB335

4、級鋼筋，混凝土強(qiáng)級鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級為度等級為C40 C40 。承受。承受軸心軸心拉力設(shè)計值為拉力設(shè)計值為N= 240kNN= 240kN。結(jié)。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為構(gòu)重要性系數(shù)為1.01.0。問。問此構(gòu)件正截面承載力是否合格？此構(gòu)件正截面承載力是否合格？解：（1）查表得查表得fy=300N/mm2 、As=804mm2 、 ft = 1.71MPa （2 2）最小配筋率驗算）最小配筋率驗算 45ft/fy%=451.71/300%=0.26%0.2% As/bh=402/(200160)=1.26%0.26% （鋼筋面積為一側(cè)的） 滿足最小配筋率要求。滿足最小配筋率要求。 （3 3）正截面承載力

5、驗算）正截面承載力驗算 Nu = fy As = 300804103 =241.2kN 0 N = 240kN 合格。合格。鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件正截面承載能力計算 n穩(wěn)定性問題穩(wěn)定性問題n長柱、短柱長柱、短柱n縱筋的作用縱筋的作用n箍筋形式箍筋形式受壓縱筋的作用 不配置受壓縱筋行不行？不配置受壓縱筋行不行？ 最小配筋率限制最小配筋率限制 配置過多行不行？配置過多行不行？ 上限限制上限限制R R.bhAs受壓縱筋配筋率受壓縱筋配筋率9 . 0sycAfAfN計算公式計算公式計算公式計算公式：9 . 0sycAfAfN構(gòu)造要求構(gòu)造要求1.混凝土宜（較）高強(qiáng)、縱筋不宜高強(qiáng)2.截面尺寸、長細(xì)比限制3

6、.縱筋直徑、間距、配筋率限制 4.箍筋形式、直徑、間距限制 復(fù)雜截面的箍筋形式【例例4 4. .2 2】某多層房屋的鋼筋混凝土框架底層中間柱，某多層房屋的鋼筋混凝土框架底層中間柱，按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計。該柱以承受恒載為主，安全等按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計。該柱以承受恒載為主，安全等級為二級，軸向力設(shè)計值級為二級，軸向力設(shè)計值 N=2N=24 400kN00kN。柱高。柱高H=6.5mH=6.5m，該，該柱一端固定，一端為不動鉸接。混凝土等級為柱一端固定，一端為不動鉸接。混凝土等級為C30C30，縱，縱筋用筋用HRB335HRB335級鋼筋，求方柱截面尺寸及縱向鋼筋。級鋼筋，求方柱截面尺寸及縱向鋼筋。 解

7、：（解：（1 1）初步估算截面尺寸）初步估算截面尺寸安全等級為二級安全等級為二級0 01.01.0。設(shè)。設(shè) 0.010.01， =1.0=1.0，則則 230mm5 .154142)01. 03003 .14(19 . 01024000 . 1)(9 . 0ycffNAmm3925 .154142bmm400b正方形載面的邊長正方形載面的邊長取?。? 2）計算配筋）計算配筋375.114004550 m,55. 45 . 67 . 07 . 000blHl查表查表4-14-1得得 =0.95=0.959 9故故230mm2 .16423004004003 .14959. 09 . 010240

8、00 . 19 . 0ycsfAfNA縱筋選用縱筋選用8 8B B1818（A A s=2036mms=2036mm2 2）；箍筋采用）；箍筋采用A A62506250。驗算驗算（應(yīng)按實際配筋）（應(yīng)按實際配筋）%3%27. 140020362AAs（3 3）配筋率驗算）配筋率驗算%27. 140020362AAs%6 . 0min max5%2 . 0%48. 04007632AAs單側(cè)配筋單側(cè)配筋總配筋總配筋（鋼筋面積應(yīng)查表）（鋼筋面積應(yīng)查表）配有螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件混凝土圓柱體混凝土圓柱體三向受壓三向受壓狀態(tài)的縱向抗壓強(qiáng)度狀態(tài)的縱向抗壓強(qiáng)度套箍作用套箍作用：螺旋筋或焊接環(huán)筋，使核心混凝土

9、三向受壓而提：螺旋筋或焊接環(huán)筋，使核心混凝土三向受壓而提高其強(qiáng)度，從而間接地提高了柱子的承載能力，這種配筋方高其強(qiáng)度，從而間接地提高了柱子的承載能力，這種配筋方式稱為式稱為“間接配筋間接配筋” ” 。 普通箍筋與螺旋箍筋對比 普通箍筋柱的破壞屬于普通箍筋柱的破壞屬于脆性脆性破壞，與普破壞，與普通箍筋柱相比，螺旋鋼箍柱最大的優(yōu)點通箍筋柱相比，螺旋鋼箍柱最大的優(yōu)點在于提高了破壞時的延性，屬于塑性破在于提高了破壞時的延性，屬于塑性破壞（壞（延性延性破壞）。破壞）。 一般一般也能提高承載能力。也能提高承載能力。R R.延性的作用和意義延性的作用和意義 結(jié)構(gòu)破壞有顯著預(yù)兆，不至于突然破壞；結(jié)構(gòu)破壞有顯著

10、預(yù)兆，不至于突然破壞； 對超靜定結(jié)構(gòu)，延性可使結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，對超靜定結(jié)構(gòu)，延性可使結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，提高結(jié)構(gòu)的柔性和充分利用材料的強(qiáng)度，提高結(jié)構(gòu)的柔性和充分利用材料的強(qiáng)度，增加結(jié)構(gòu)的可靠性；增加結(jié)構(gòu)的可靠性； 以塑性變形能，吸收地震等輸入能量減小以塑性變形能，吸收地震等輸入能量減小地震等偶然作用下的動力作用效應(yīng)；地震等偶然作用下的動力作用效應(yīng)； 能更好地應(yīng)對偶然作用、不均勻沉降等狀能更好地應(yīng)對偶然作用、不均勻沉降等狀況。況。R R.2 fyAss1 fyAss12sdcors(a)(b)(c)122ssycorAfsdcorssydsAf122corssycdsAff118達(dá)到承載能力極限狀態(tài)

11、時（保護(hù)層已剝落，不考達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時（保護(hù)層已剝落，不考慮）慮）sycoruAfAN1corcorssysycorcAdsAfAfAf18214cf2 fyAss1 fyAss12sdcors(a)(b)(c)sAdAsscorss1000.9(2)uccoryssysNNf Af Af A sycoruAfAN1corcorssysycorcAdsAfAfAf18令令由由有有)2(9 . 000syssycorcAfAfAfN間接鋼筋對混凝土約束的折減系數(shù)間接鋼筋對混凝土約束的折減系數(shù)C50C50時，時，1.01.0；C80C80時，時，0.850.85； 其間線形插入其間線形插入s

12、AdAsscorss10螺旋箍筋軸壓構(gòu)件構(gòu)造措施螺旋箍筋軸壓構(gòu)件構(gòu)造措施 按螺旋箍筋計算的承載力不應(yīng)大于按按螺旋箍筋計算的承載力不應(yīng)大于按普通箍筋柱受壓承載力的普通箍筋柱受壓承載力的50%50%。 如螺旋箍筋配置過多，極限承載力提高過大，如螺旋箍筋配置過多，極限承載力提高過大，則會在遠(yuǎn)未達(dá)到極限承載力之前保護(hù)層產(chǎn)生剝則會在遠(yuǎn)未達(dá)到極限承載力之前保護(hù)層產(chǎn)生剝落，從而影響正常使用。落，從而影響正常使用。R R.螺旋箍筋軸壓構(gòu)件構(gòu)造措施螺旋箍筋軸壓構(gòu)件構(gòu)造措施 對長細(xì)比對長細(xì)比 l l0 0/d/d 1212 的柱不考慮螺的柱不考慮螺旋箍筋的約束作用。旋箍筋的約束作用。 對長細(xì)比過大柱，由于縱向彎曲

13、變形較大，截對長細(xì)比過大柱，由于縱向彎曲變形較大，截面不是全部受壓，螺旋箍筋的約束作用得不到面不是全部受壓，螺旋箍筋的約束作用得不到有效發(fā)揮。有效發(fā)揮。R R.螺旋箍筋軸壓構(gòu)件構(gòu)造措施螺旋箍筋軸壓構(gòu)件構(gòu)造措施 螺旋箍筋的換算面積螺旋箍筋的換算面積A Ass0ss0不得小于全不得小于全部縱筋部縱筋A(yù)As s 面積的面積的25%25% 。 螺旋箍筋的間距螺旋箍筋的間距S S不應(yīng)大于不應(yīng)大于d dcorcor/5/5，且，且不大于不大于8080mmmm、也不應(yīng)小于、也不應(yīng)小于4040mmmm。 螺旋箍筋的約束效果與其截面面積螺旋箍筋的約束效果與其截面面積A Ass1ss1和間距和間距s s等有關(guān)，為

14、保證有一定約束效果，必須有限制。等有關(guān)，為保證有一定約束效果，必須有限制。R R.螺旋箍筋軸壓構(gòu)件構(gòu)造措施螺旋箍筋軸壓構(gòu)件構(gòu)造措施 按螺旋箍筋柱計算的承載力按螺旋箍筋柱計算的承載力小于小于按普按普通箍筋柱的則承載力取后者。通箍筋柱的則承載力取后者。 如果截面較小、螺旋箍筋較少可能就會出現(xiàn)這如果截面較小、螺旋箍筋較少可能就會出現(xiàn)這種情況。此時雖然承載力按普通的計算，但構(gòu)種情況。此時雖然承載力按普通的計算，但構(gòu)件的變形能力還是較強(qiáng)。件的變形能力還是較強(qiáng)。R R.計算公式及適用條件09 . 05 . 129 . 0sycssysycorcAfAfAfAfAfN09 . 05 . 129 . 0syc

15、ssysycorcAfAfAfAfAfN09 . 05 . 129 . 0sycssysycorcAfAfAfAfAfN下列情況按普通箍筋柱計算：【例題例題4.34.3】已知圓形截面軸心受壓柱，直徑已知圓形截面軸心受壓柱，直徑d=d=4 400mm00mm，柱高柱高3m3m，兩端固結(jié)。采用，兩端固結(jié)。采用C25C25混凝土，沿周圍均勻布置混凝土，沿周圍均勻布置6 6根直徑根直徑16mm16mm的的HRBHRB335335縱向鋼筋，箍筋采用縱向鋼筋，箍筋采用HRB335HRB335，直徑，直徑為為10mm10mm，其形狀為螺旋形，間距為，其形狀為螺旋形，間距為s=200mms=200mm。縱筋至

16、截。縱筋至截面邊緣的混凝土保護(hù)層厚度為面邊緣的混凝土保護(hù)層厚度為c=30mmc=30mm。求：柱能承受的。求：柱能承受的最大軸力設(shè)計值。最大軸力設(shè)計值。解：構(gòu)件截面面積解：構(gòu)件截面面積223.14 400125600mm4A構(gòu)件計算長度構(gòu)件計算長度1253001500 m5 . 135 . 05 . 000dlll，取取 =1因因 s = 200 mm 80 mm不能考慮螺旋箍筋的作用，按普通箍筋柱計算。不能考慮螺旋箍筋的作用，按普通箍筋柱計算。30.9 () 0.9 1 (11.9 125600300 1206) 101671kNucysNf Af A 續(xù)解：續(xù)解：%96. 01256001

17、206AAs%6 . 0min%5max%3用A還是Ac？【例題例題4.44.4】已知圓形截面軸心受壓柱，直徑已知圓形截面軸心受壓柱，直徑 d =d =4 400mm00mm，柱高柱高3m3m，兩端固結(jié)。采用，兩端固結(jié)。采用C25C25混凝土，沿周圍均勻布置混凝土，沿周圍均勻布置6 6根直徑根直徑16mm16mm的的HRBHRB335335縱向鋼筋，箍筋采用縱向鋼筋，箍筋采用HRB335HRB335，直徑，直徑為為10mm10mm，其形狀為螺旋形，間距為，其形狀為螺旋形，間距為 s=50mms=50mm?？v筋縱筋至截面至截面邊緣的混凝土保護(hù)層厚度為邊緣的混凝土保護(hù)層厚度為 c=30mmc=30

18、mm。求：柱能承受的最。求：柱能承受的最大軸力設(shè)計值。大軸力設(shè)計值。解：據(jù)上題，解：據(jù)上題，A A= = 1251256 60 00 mm0 mm2 2 ， =1=1混凝土保護(hù)層厚度混凝土保護(hù)層厚度c= c= 30mm30mm， 則則 d dcor=cor=d d2 2c c = 300= 3002 230=30=3 340 mm40 mm221mm5 .7841014. 3ssA203.14 340 78.51676mm50ssA所有鋼筋面積應(yīng)查表確定！0230.9 (2)340 0.9 1 (11.9300 12062 300 1676) 104 2202.5kNuccoryssysNf Af Af A 2202.51.321.51671驗算驗算結(jié)論：上述結(jié)果正確結(jié)論：上述結(jié)果正確考慮螺旋箍筋的作用，可按螺旋箍筋柱計算考慮螺旋箍筋