第三章軸心受力構件的受力性能同濟大學土木工程學院建筑工程系顧祥林混凝土結構基本原理一、工程實例

壓壓壓拉拉二、軸心受拉構件的受力分析

1.受拉構件的配筋形式縱筋縱筋箍筋bh00.0010.0020.0030.00420010050150N(kN)平均應變混凝土：fc=30.8MPa;ft=1.97MPa;

Ec=25.1

103MPa.鋼筋：fy=376MPa;fsu=681MPa;

Es=205

103MPa;As=284mm2.152NN915152二、軸心受拉構件的受力分析

2.試驗研究鋼筋屈服混凝土開裂二、軸心受拉構件的受力分析

2.試驗研究NtNtNtcrNtcrNt

Nt

二、軸心受拉構件的受力分析

2.試驗研究NtNt結論三個工作階段：開裂前，線彈性；開裂至鋼筋屈服，裂縫不斷發(fā)展；鋼筋屈服后，Nt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)量后便不在增加極限承載力取決于鋼筋的用量和強度二、軸心受拉構件的受力分析

3.混凝土和鋼筋的應力-應變關系

s

s

s=Es

s

y

s,hfy

t

to

t0ft

t=Ec

t混凝土鋼筋二、軸心受拉構件的受力分析

4.混凝土開裂前拉力與變形的關系bhAsAAs/A3%時，A=bh

llNtNtNt

tAs

s二、軸心受拉構件的受力分析

5.混凝土開裂荷載Nt

t=ftAs

s

t

to

t0ft

t=Ec

t二、軸心受拉構件的受力分析

6.極限承載力

s

s

s=Es

s

y

s,hfy

t

to

t0ft

t=Ec

tAs

s（Asfy）Nt混凝土退出工作應用：設計、截面復核三、軸心受壓短柱的受力分析

1.試驗研究bhAsANcNc混凝土壓碎鋼筋凸出oNc

l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三、軸心受壓短柱的受力分析

2.截面分析的基本方程Nc

cAs’

s’

s

s

s=Es

s

y

s,hfy

0=0.002o

cfc

c平衡方程變形協(xié)調方程物理方程(以fcu50Mpa為例)三、軸心受壓短柱的受力分析

3.荷載-變形關系Nc

cAs’

s’第一階段非線性關系三、軸心受壓短柱的受力分析

3.荷載-變形關系Nc

cAs’

fy’第二階段當

0=0.002時，混凝土壓碎，柱達到最大承載力若

s=

0=0.002，則軸心受壓短柱中，當鋼筋的強度超過400N/mm2時，其強度得不到充分發(fā)揮三、軸心受壓短柱的受力分析

3.承載力計算公式的應用Nc

cAs’

fy’應用：設計、截面復核截面復核：400Mpa

三、軸心受壓短柱的受力分析

4.長期荷載下徐變的影響Nc施加后的瞬時NcAs’lNcAs‘s1’

c1l

i三、軸心受壓短柱的受力分析

4.長期荷載下徐變的影響NcAs’lNcAs’

s1’

c1l

i

c2As‘s2’Ncl（

i+

cr）經(jīng)歷徐變后三、軸心受壓短柱的受力分析

4.長期荷載下徐變的影響Nc撤去后NcAs’lNcAs’

s1’

c1l

i

c2As‘s2’Ncl（

i+

cr）NcAs’

s3’

c3l

cr’四、軸心受壓長柱的受力分析

1.試驗研究長柱的承載力<短柱的承載力（相同材料、截面和配筋）原因：長柱受軸力和彎矩（二次彎矩）的共同作用四、軸心受壓長柱的受力分析

2.穩(wěn)定系數(shù)和長細比l0/b（矩形截面）直接相關《混凝土結構設計規(guī)范》中，為安全計，取值小于上述結果，詳見教材表3-1四、軸心受壓長柱的受力分析

3.承載力穩(wěn)定系數(shù)應用：設計、截面復核五、配有螺旋筋柱的受力分析

1.配筋形式ssdcordcor五、配有螺旋筋柱的受力分析

2.試驗研究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距NcNc五、配有螺旋筋柱的受力分析

3.承載力計算dcor

rfyAss1fyAss1約束混凝土的抗壓強度當箍筋屈服時

r達最大值核心區(qū)混凝土的截面積間接鋼筋的換算面積五、配有螺旋筋柱的受力分析

3.承載力計算dcor

rfyAss1fyAss1算得的承載力