1、二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 1. 受拉構(gòu)件的配筋形式受拉構(gòu)件的配筋形式縱筋縱筋箍筋bh第1頁/共28頁00.001 0.002 0.003 0.00420010050150N (kN)平均應(yīng)變 混凝土：fc=30.8MPa; ft=1.97MPa; Ec=25.1103MPa.鋼筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205103MPa; As=284mm2.152NtNt915152二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 2. 試驗(yàn)研究試驗(yàn)研究鋼筋屈服混凝土開裂第2頁/共28頁二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 2.

2、 試驗(yàn)研究試驗(yàn)研究NtNtNtcrNtcrNtNt第3頁/共28頁二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 2. 試驗(yàn)研究試驗(yàn)研究NtNt結(jié)論三個工作階段：開裂前，線彈性；三個工作階段：開裂前，線彈性；開裂至鋼筋屈服，裂縫不斷發(fā)展；開裂至鋼筋屈服，裂縫不斷發(fā)展；鋼筋屈服后，鋼筋屈服后，Nt基本不增加基本不增加首根裂縫出現(xiàn)后還會繼續(xù)出現(xiàn)裂縫，但裂縫增至一定數(shù)量后便不在增加首根裂縫出現(xiàn)后還會繼續(xù)出現(xiàn)裂縫，但裂縫增至一定數(shù)量后便不在增加極限承載力取決于鋼筋的用量和強(qiáng)度極限承載力取決于鋼筋的用量和強(qiáng)度第4頁/共28頁二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 3. 混凝土和鋼筋的

3、應(yīng)力混凝土和鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系sss=Essys,hfytto t0ftt=Ect混凝土鋼筋第5頁/共28頁二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 4. 混凝土開裂前拉力與變形的關(guān)系混凝土開裂前拉力與變形的關(guān)系bhAsAAs/A3%時，A=bhllNtNtNttAs sllst0)1 ()()(AEAAEEAEAEEAEAEAEAANcscscscscsscsstt第6頁/共28頁二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 5. 混凝土開裂荷載混凝土開裂荷載Ntt=ftAs s00)1 ()1 (tEctscsccrtAEAAEEAENtto t0ftt=Ec

4、t0t第7頁/共28頁二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 6. 極限承載力極限承載力sss=Essys,hfytto t0ftt=EctAss（As fy）Nt混凝土退出工作ssstAENsytuAfN第8頁/共28頁三、極限承載力公式的應(yīng)用三、極限承載力公式的應(yīng)用 1. 既有構(gòu)件軸心抗拉承載力計(jì)算既有構(gòu)件軸心抗拉承載力計(jì)算sss=Essys,hfytto t0ftt=EctAss（As fy）Nt驗(yàn)算Ntu Ntcr，若成立，可以；否則取Ntu=NtcrsytuAfN00)1 ()1 (tEctscsccrtAEAAEEAEN第9頁/共28頁三、極限承載力公式的應(yīng)用三、極限

5、承載力公式的應(yīng)用 1. 基于承載力的構(gòu)件截面設(shè)計(jì)基于承載力的構(gòu)件截面設(shè)計(jì)Ass（As fy）Nt設(shè)計(jì)原則是：NtNtusytutAfNN為了保證設(shè)計(jì)截面的極限承載力大于截面的開裂彎矩，避免脆性破壞minbhAs第10頁/共28頁三、極限承載力公式的應(yīng)用三、極限承載力公式的應(yīng)用 1. 基于承載力的構(gòu)件截面設(shè)計(jì)基于承載力的構(gòu)件截面設(shè)計(jì)Ass（As fy）Nt最小配筋率的確定原則是：Ntu= NtcrttEcsyAfAEAf0minmin)1 (不同規(guī)范可能還會對上述值進(jìn)行調(diào)整，作為實(shí)例見附表4-1ytsffAAminmin第11頁/共28頁四、軸心受壓短柱的受力分析四、軸心受壓短柱的受力分析 1.

6、 試驗(yàn)研究試驗(yàn)研究bhAsANcNc混凝土壓碎鋼筋凸出oNcl混凝土壓碎鋼筋屈服第一階段：加載至鋼筋屈服第二階段：鋼筋屈服至混凝土壓碎第12頁/共28頁四、軸心受壓短柱的受力分析四、軸心受壓短柱的受力分析 2. 截面分析的基本方程截面分析的基本方程N(yùn)ccAs ssss=Essys,hfyccccccff)2501(100011200=0.002ocfcc平衡方程ssccAAN變形協(xié)調(diào)方程sc物理方程(以fcu50Mpa為例)第13頁/共28頁四、軸心受壓短柱的受力分析四、軸心受壓短柱的受力分析 3. 荷載荷載-變形關(guān)系變形關(guān)系NccAs s第一階段)2501 (1000sscssccAEAfA

7、AN非線性關(guān)系ccEE引入割線模量) 1 (EcssccAEAEAEN)1 () 1 (sEcsEccANAN第14頁/共28頁四、軸心受壓短柱的受力分析四、軸心受壓短柱的受力分析 3. 荷載荷載-變形關(guān)系變形關(guān)系NccAs fy第二階段)2501 (1000syccAfAfN當(dāng)0=0.002時，混凝土壓碎，柱達(dá)到最大承載力syccuAfAfN若若 s=0=0.002，則則2/400200000002. 0002. 0mmNEss軸心受壓短柱中，當(dāng)軸心受壓短柱中，當(dāng)鋼筋的強(qiáng)度超過鋼筋的強(qiáng)度超過400N/mm2時，其強(qiáng)時，其強(qiáng)度得不到充分發(fā)揮度得不到充分發(fā)揮第15頁/共28頁四四、軸心受壓短柱的

8、受力分析、軸心受壓短柱的受力分析 4. 長期荷載下徐變的影響長期荷載下徐變的影響Nc施加后的瞬時)1 () 1 (11sEcsEccANANNcAslNcAs s1c1l i第16頁/共28頁四四、軸心受壓短柱的受力分析、軸心受壓短柱的受力分析 4. 長期荷載下徐變的影響長期荷載下徐變的影響NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）經(jīng)歷徐變后)1 () 1 (11sEcsEccANANicrtCicritC)1 ( 22ssccAAN)1 ()1 ()1 ()1 (12sEtcstitssACNCCE12)1 () 1 ()1 (1ctEcEstEcCANAAC第1

9、7頁/共28頁四四、軸心受壓短柱的受力分析、軸心受壓短柱的受力分析 4. 長期荷載下徐變的影響長期荷載下徐變的影響Nc撤去后NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）NcAs s3c3l cr（壓）3crssE（拉）333crsssscEAA第18頁/共28頁五、軸心受壓長柱的受力分析五、軸心受壓長柱的受力分析 1. 試驗(yàn)研究試驗(yàn)研究長柱的承載力3%，則A=bh- As 第22頁/共28頁六、軸心受壓承載力公式應(yīng)用六、軸心受壓承載力公式應(yīng)用 2. 基于承載力的構(gòu)件截面設(shè)計(jì)基于承載力的構(gòu)件截面設(shè)計(jì)) (ssyccucAAfAfNN由l0/b查表4-1求 驗(yàn)算fy400

10、N/mm2 若As/bh3%，則A=bh；若As/bh3%，則A=bh- As ，重新計(jì)算驗(yàn)算最小配筋率第23頁/共28頁七、配有螺旋筋柱的受力分析七、配有螺旋筋柱的受力分析 1. 配筋形式配筋形式ssdcordcor第24頁/共28頁七、配有螺旋筋柱的受力分析七、配有螺旋筋柱的受力分析 2. 試驗(yàn)研究試驗(yàn)研究Nc素混凝土柱普通鋼筋混凝土柱螺旋箍筋鋼筋混凝土柱荷載不大時螺旋箍柱和普通箍柱的性能幾乎相同保護(hù)層剝落使柱的承載力降低螺旋箍筋的約束使柱的承載力提高標(biāo)距NcNc第25頁/共28頁七、配有螺旋筋柱的受力分析七、配有螺旋筋柱的受力分析 3. 承載力計(jì)算承載力計(jì)算dcorrfyAss1fyAss1約束混凝土的抗壓強(qiáng)度rcccff4當(dāng)箍筋屈服時r達(dá)最大值corssycorcorssycorssyrAAfsddAfsdAf244220211核心區(qū)混凝土的截面積間接鋼筋的換算面積第26頁/共28頁七、配有螺旋筋柱的受力分析七、配有螺旋筋柱的受力分析 3. 承載力計(jì)算承載力計(jì)算dcorrfyAss1fyAss102)4(ssysycorcsycorrcsycorcccuAfAfAfAfAfAfAfN算得的承載力不宜大于普通箍柱承載力的算得的承載力不宜大于普通箍柱承載力的1.5倍，以免保護(hù)倍，以免保護(hù)