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1、,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,第 3 章 轴心受力构件正截面承载力,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,本章重点,了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程；,掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截 面承载力的计算方法；,了解建筑工程轴心受力构件与公路桥涵 工程轴心受力构件设计计算方法的相同 与不 同之处；,熟悉轴心受力构件的构造要求。,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.2.1 受力过程及破坏特征,混凝土结
2、构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.2.2 建筑工程中的轴拉构件,1. 计算公式,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,2. 构造要求,箍筋直径 d6mm, 间距s 200mm (腹杆中 s 150mm)。,纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先 采用直径较小的钢筋。,不得采用绑扎的搭接接头。,纵筋一侧配筋率 ，且 。 （ 为混凝土轴心抗拉强度设计值）,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.2.2 桥梁工程中的轴拉构件,Nd 拉力的组合设计值；,fsd 钢筋抗拉强度设计值， fsd 330
3、N/mm2 ；,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.3.1 概述,（箍柱） （螺旋箍或焊接环箍）,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,1. 受力分析及破坏特征,短柱：混凝土压碎，钢筋压屈。 长柱：构件压屈,l0 /i28 (l0 为柱计算长度， i为回转半径。) 矩形截面柱， l0 /b8,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,2. 建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算,j 稳定系数；, 钢筋抗压强度设计值；, 混凝土轴心抗压强度设计值；,当现浇钢
4、筋混凝土轴压构件截面长边或直径小于300mm时，混凝土强度设计值应乘以系数0.8。, 全部纵向受压钢筋面积；,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3. 桥涵工程中配有普通箍筋的轴压柱承载力, 稳定系数；, 混凝土抗压强度设计值；, 纵向受压钢筋抗压强度设计值。,4. 构造要求,材料：混凝土宜高一些，钢筋宜用HRB400级。,截面： b250mm, l0 /b30 。,纵筋： d12mm, 圆柱中根数 6， 5； 50mm 350mm, c25mm。,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,箍筋：封闭式 d6mm , d纵 /4
5、； s400mm , 15d纵 。,（每边4根） （每边多于4根） （每边3根） （每边多于3根）,3.3.3 配有螺旋箍筋的轴心受压构件,1. 受力分析及破坏特征,保护层剥落,螺旋箍筋对混凝土变形产生约束，使其承载力提高。,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,2.建筑工程中螺旋箍轴压构件承载力,当螺旋筋屈服时，s2可由隔离体平衡条件求得：,以（6）代入（5），得：,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,根据轴向力平衡条件可得：,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,规范从提高安全度考虑，采
6、用下式设计：, 间接钢筋的强度；, 构件的核心截面面积；, 单根间接钢筋的截面面积；, 间接钢筋的间距；, 间接钢筋对混凝土约束的折减系数。, 间接钢筋的换算面积， ；,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,构造要求,间接钢筋的换算截面面积Asso应大于纵向钢 筋全部截面面积的25。,按式（9）算得的承载力应大于按式（3）算 得的承载力，但不应超过其1.5倍；,l0 /d12；,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,3.桥涵工程中配有螺旋箍筋轴压柱承载力,310, 间接钢筋的换算截面面积；, 间接钢筋影响系数。,构造要求,间接
7、筋：dd纵 /4， 6mm ; s80mm , dcor /s。,混凝土结构设计原理,第 3 章,主 页,目 录,上一章,帮 助,下一章,4.公式对照,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,本章重点,了解配筋率对受弯构件破坏特征的影响和 适筋受弯构件在各个阶段的受力特点；,掌握建筑工程和公路桥梁工程中单筋矩形 截面、双筋矩形截面和T形截面承载力的计 算方法；,熟悉受弯构件正截面的构造要求。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.1.1受弯构件的类型,梁
8、和板:截面上有弯矩和剪力，轴力可以忽略不计。,常用的截面形式如下：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,受弯构件的主要破坏形态,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.2.1 配筋率对正截面破坏形式的影响, 截面有效面积；,从受拉区边缘 至纵向受力钢 筋重心的距离。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,室内正常环境中，板和梁的保护层厚度：,板： C20时，c=20mm C25时，c=15mm 梁： C20时，c=30
9、mm C25时，c=25mm,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,三种破坏形态：,（a）少筋梁；（b）适筋梁；（c）超筋梁,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.2.2 适筋构件从加载到破坏的几个受力阶段,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,阶段IIIa承载力计算依据。,阶段Ia 抗裂计算依据；,阶段II 变形、裂缝宽度计算依据；,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.1 基本假设,截面应变保持平面；,不考虑混凝土抵抗拉力；,混凝土的应力-应变
10、具如下图所示；,钢筋的应力-应变具有以下关系：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算,单筋：只在受拉区配有受力钢筋。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,系数 和,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,基本计算公式:,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,基本公式适用条件,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,
11、有明显屈服点钢筋配筋时,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章, 无明显屈服点钢筋配筋时 ：,当混凝土的强度等级 时： 用HPB235钢筋时 =0.614 用HRB335钢筋时 =0.550 用HRB400或RRB400钢筋时 =0.518,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,讨论：,与 对应的最大配筋率,当达最大配筋率时，由式4-7有,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,与 对应的截面最大抵抗弯矩系数，当 达到界限破坏时，由式(4-8a)有:,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录
12、,帮 助,下一章,上一章,、 、 对应于同一受力状态，三者等 效，即超筋控制可以采用下面三者之一：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,计算表格的制作及使用,式（4-8a）可写成：, 截面抵抗弯矩系数,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,同样，式（4-8b）可以写成：,内力臂系数,由式（4-21）得：,将式（4-24）代入式（4-23）得：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,由式（15）和（16）可见， 和 都与 有关。可事 先给出许多值，求出对应的和值，并将其列成 和 计算表格，供计
13、算时查用。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.3双筋矩形截面正截面承载力,结构构件承受应变作用时；,1适用情况,弯矩设计值大于单筋截面的最大抵抗弯矩值而 截面尺寸等因素又不宜改变时；,受压区由于某种原因已布置受力钢筋时候。,双筋截面不经济，尽量少用。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,2计算公式及使用条件,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,公式（4-26）和（4-27）的适用条件,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,3计算公式的应用,（1）截面的选择,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,则由式（4-26）和（4-27）可得：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章, 已知 求 。 由式（4-27）可得：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,（2）截面校核,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.4 T形截面正截面承载力,1概述,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,
