1、研制單位：湖南大學(xué),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 (第3章電子教案),進(jìn)入,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,第 3 章 軸心受力構(gòu)件正截面承載力,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,本章重點(diǎn),了解軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的受力全過程；,掌握軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件正截 面承載力的計(jì)算方法；,了解建筑工程軸心受力構(gòu)件與公路橋涵 工程軸心受力構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算方法的相同 與不 同之處；,熟悉軸心受力構(gòu)件的構(gòu)造要求。,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,

2、上一章,幫 助,下一章,3.2.1 受力過程及破壞特征,第階段：從混凝土開裂到鋼筋屈服。 裂縫截面與軸線垂直，并貫穿整個截面，混凝土退出工作，外力全部由鋼筋承擔(dān)。 裂縫截面鋼筋應(yīng)力突增，若配筋率不過小以至于立刻屈服，則截面還能繼續(xù)承載，直至鋼筋達(dá)到抗拉屈服強(qiáng)度fy。 一般情況下截面配筋率越高，在相同配筋率下鋼筋直徑越細(xì)、數(shù)越多，分布較均勻時，裂縫間距越小，裂縫寬度越細(xì)。,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,3.2.2 建筑工程中的軸拉構(gòu)件,1. 計(jì)算公式,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,2. 構(gòu)造要求,箍筋直徑 d6m

3、m, 間距s 200mm (腹桿中 s 150mm)。,縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，并宜優(yōu)先 采用直徑較小的鋼筋。,鋼筋連接有綁扎連接、焊接連接、螺栓連 接、套筒擠壓連接等多種方式。軸拉構(gòu)件不 得采用綁扎的搭接接頭。,縱筋一側(cè)配筋率 ，且 。 （ 為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,3.2.2 橋梁工程中的軸拉構(gòu)件,Nd 拉力的組合設(shè)計(jì)值；,fsd 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， fsd 330 N/mm2 ；,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,3.3.1 概述,配筋 方式： 配有縱筋和箍筋 根據(jù)箍

4、筋形式不同可分為普通鋼箍柱和螺旋鋼箍柱。,縱筋的作用： 協(xié)助混凝土受壓 承擔(dān)由于初始偏心或偶然因素引起的附加彎矩作用引起的拉力 減小持續(xù)壓應(yīng)力下混凝土收縮和徐變的影響。,實(shí)驗(yàn)表明，收縮和徐變能把柱截面中的壓力由混凝土向鋼筋轉(zhuǎn)移，從而使鋼筋壓應(yīng)力不斷增長。壓應(yīng)力的增長幅度隨配筋率的減小而增大。如果不給配筋率規(guī)定一個下限，鋼筋中的壓應(yīng)力就可能在持續(xù)使用荷載下增長到屈服應(yīng)力水準(zhǔn)。,箍筋的作用 固定縱筋位置，防止縱筋在混凝土壓碎前壓屈。 約束混凝土橫向變形。尤其是螺旋箍筋有較強(qiáng)的約束力，能提高構(gòu)件的承載力和延性。,柱的分類： 短柱：lo/i28, lo/b8（矩形）, lo/d7（圓形） 長柱：lo/

5、i 28, lo/b 8（矩形）, lo/d 7（圓形）,其中，柱的計(jì)算長度lo與兩端支承有關(guān)：鉸接時，lo= l， 兩端固定：lo=0.5l。一端固定，一端為不動鉸支應(yīng)：lo=0.7l ，一端固定：一端自由lo=2 l具體見混凝土規(guī)范.,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,3.3.2 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件,1. 受力分析及破壞特征,短柱：混凝土壓碎，鋼筋壓屈 長柱：構(gòu)件壓屈,l0 /i28 (l0 為柱計(jì)算長度， i為回轉(zhuǎn)半徑。) 矩形截面柱， l0 /b8,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,2. 建筑工程配有普

6、通箍筋的軸壓構(gòu)件計(jì)算,j 穩(wěn)定系數(shù)；, 鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；, 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；,當(dāng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸壓構(gòu)件截面長邊或直徑小于300mm時，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8。,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章, 全部縱向受壓鋼筋面積；,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,3. 橋涵工程中配有普通箍筋的軸壓柱承載力, 穩(wěn)定系數(shù)；, 混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；, 縱向受壓鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。,4. 構(gòu)造要求,材料：混凝土宜高一些，鋼筋宜用HRB400級。,截面： b250mm, l0 /b30 。,縱筋： d12mm,

7、圓柱中根數(shù) 6， 5； 50mm 350mm, c30mm。,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,箍筋：封閉式 d6mm , d縱 /4； s400mm , 15d縱 。,螺旋箍筋柱 螺旋箍筋能有效約束混凝土受壓后的橫向變形，使核心區(qū)混凝土處于三向受力狀態(tài)，從而間接提高了其抗壓強(qiáng)度，因而也稱間接鋼筋柱。這種柱因施工復(fù)雜，鋼筋用量較多，造價高，較少采用。 當(dāng)柱承受很大軸心受壓荷載，并且柱截面尺寸由于建筑上及使用上的要求受到限制，若按普通鋼箍配，即使提高了混凝土強(qiáng)度等級和增加了縱筋量也不足以承受該荷載時，可考慮采用螺旋鋼箍柱以提高承載力。,試驗(yàn)研究 壓應(yīng)力較?。?/p>

8、0.8fc)時，螺旋筋受力并不明顯；荷載增大，出現(xiàn)裂縫和橫向變形，此時箍筋對混凝土施加徑向壓力，達(dá)到fc時，核芯混凝土還能繼續(xù)承壓；荷載繼續(xù)增加，螺旋筋拉應(yīng)力增大至屈服，不能再約束混凝土的橫向變形時核芯混凝土才被壓碎，此時壓應(yīng)變可達(dá)0.01以上。,截面承載力 首先計(jì)算混凝土圓柱體三向受壓狀態(tài)的縱向抗壓強(qiáng)度fc1,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,2.建筑工程中螺旋箍軸壓構(gòu)件承載力,當(dāng)螺旋筋屈服時，s2可由隔離體平衡條件求得：,以（3-6）代入（3-5），得：,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,根據(jù)軸向力平衡條件可得：,

9、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,規(guī)范從提高安全度考慮，采用下式設(shè)計(jì)：,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,上一章,幫 助,下一章,構(gòu)造要求,間接鋼筋的換算截面面積Asso應(yīng)大于縱向鋼 筋全部截面面積的25。,按式（3-9）算得的承載力應(yīng)大于按式（3-3） 算得的承載力，但不應(yīng)超過其1.5倍；,l0 /d12；,注意 為防止在遠(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。 規(guī)范規(guī)定， 按螺旋箍筋計(jì)算的承載力不應(yīng)大于按普通箍筋柱受壓承載力的50%。即,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有效發(fā)揮。規(guī)范規(guī)定 對長細(xì)比l0/d大于12的柱不考慮螺旋箍筋的約束作用。,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 3 章,主 頁,目 錄,