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1、混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章轴心受力构件正截面承载力 混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章结构有构件组成： 轴心受力构件：N(+,-)偏心受力构件：M、N (+,-)受弯构件：M、V受扭构件:T、M、V力学：进行结构的内力分析得到构件截面上的作 用效应。 结构设计的目标：安全可靠、经济适用。混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章钢筋混凝土构件的研究思路：对构件进行试验研究，明确构件在各个 阶段的受力特征。找出构件的受力规律按构件的功能确定极限状态根据极限状态的 受力特征，建立结构的 计算模型考虑结构的可靠度建立基本计算公式，并 列出公式适用条件混凝土结
2、构基本原理主 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； 熟悉轴心受力构件的构造要求。第六章 受压构件图中杆件分别收到什么力作用？第六章 受压构件压压压拉拉混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章理想的轴心受力 构件不存在。图3-1 轴心受力构件4.1概 述混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章纵筋纵筋 箍筋bhNN压压压拉拉混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章4.2轴心受拉构件4.2.1 受力过程及破坏特征NtNtNtNtNtcrNtcr混凝土结构基本原理主 页目
3、录上一章帮 助下一章3.2轴心受拉构件4.2.1 受力过程及破坏特征建筑结构第四章主 页目 录上一章帮 助下一章构件从开始受力到破坏的全过程 第一阶段：混凝土开裂前建筑结构第四章建筑结构第四章 第二阶段：混凝土开裂后 第三阶段：破坏阶段当钢筋应力达到抗拉屈服强度fy时，裂缝开展很大，可认为构件达到了破坏状态。混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章4.2.2 建筑工程中的轴拉构件1. 计算公式31N 拉力的组合设计值；fy 钢筋抗拉强度设计值， fy 300 N/mm2 ；As 纵向钢筋面积。混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章2. 构造要求 箍筋直径 d6mm, 间距s
4、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。 纵筋配筋率 , 且 。（ 为混凝土轴心抗拉强度设计值）混凝土结构基本原理第四章主 页目 录上一章帮 助下一章例3-1 (GB50010)某钢筋混凝土屋架 下弦，其节间最大轴心拉力设计值 N=200kN，截面尺寸 bh=150mm150mm，混凝土强度等 级C30，钢筋用HRB335级钢筋，试求 由正截面抗拉承载力确定的纵筋数量 As。混凝土结构基本原理第四章主 页目 录上一章帮 助下一章例3-1 (GB50010)某钢筋混凝土屋架下弦，其节间最 大轴心拉力设计值N=2
5、00kN，截面尺寸 bh=150mm150mm，混凝土强度等级C30，钢筋用 HRB335级钢筋，试求由正截面抗拉承载力确定的纵 筋数量As。 解 由参考资料附表3查得HRB335级钢筋 fy=300N/mm2，代入公式（3-1）N fy As 得选用 4 16 （As=804mm2）且【例题3.2】某钢筋混凝土屋架下弦杆，截面尺寸为 200mm160mm，配置416 HRB335级钢筋，混凝土强 度等级为C40 。承受轴心拉力设计值为N= 240kN。结 构重要性系数为1.0。问此构件正截面承载力是否合格 ？ 解：（1）查表得fy=300N/mm2 、As=804mm2 、ft = 1.71
6、 N/mm2 （2）最小配筋率验算45ft/fy%=451.71/300%=0.26%0.2% As/bh=402/(2001 60)=1.26%0.26%（钢筋面积为一侧的）满足最小配筋率要求。 【例题3.2】某钢筋混凝土屋架下弦杆，截面尺寸为 200mm160mm，配置416 HRB335级钢筋，混凝土强 度等级为C40 。承受轴心拉力设计值为N= 240kN。结 构重要性系数为1.0。问此构件正截面承载力是否合格 ？ 解：（1）查表得fy=300N/mm2 、As=804mm2 、ft = 1.71MPa （2）最小配筋率验算45ft/fy%=451.71/300%=0.26%0.2%
7、As/bh=402/(2001 60)=1.26%0.26%（钢筋面积为一侧的）满足最小配筋率要求。 （3）正截面承载力验算Nu = fy As = 300804103=241.2kN 0 N = 240kN合格。混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章例：已知一普通杆件截面尺寸 b*h=200mm*250mm，恒荷标准值产生 的轴心拉力Ngk=185KN,活荷载标准值产 生的轴心拉力Nqk=70KN，结构重要性 系数r0=1.1，构件环境类别以内，混凝 土强度等级C30，钢筋类别HRB335。 试计算纵向受力钢筋截面面积，并选择 钢筋混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章例
8、：已知一普通杆件截面尺寸b*h=200mm*250mm， 恒荷标准值产生的轴心拉力Ngk=185KN,活荷载标准 值产生的轴心拉力Nqk=70KN，结构重要性系数 r0=1.1，构件环境类别以内，混凝土强度等级C30， 钢筋类别HRB335。试计算纵向受力钢筋截面面积，并选择钢筋1、计算轴向拉力N 由永久荷载控制时：N=1.35*185+1.4*1*0.7*70=318.35KN 由可变荷载控制时：N=1.2*185+1.4*1*70=320KN所以，选N=320KNr0N=1.1*320=352KN混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章查表 可得 HPB335级钢筋：fy=300N
9、/mm2 C30混凝土强度等级： ft=1.43N/mm2由于：所以，r0NNu=fyAs得：钢筋截面面积As352000/300=1173.33因为，1173.33107.25。 所以，此构件截面面积取As=1173.33 详附表1：选用4B20Max(0.2%，45ft/fy%）*200*250=107.25混凝土结构基本原理第四章受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。混凝土结构基本原理4.3轴心受压构件工业和民用建 筑中的单层厂 房和多层框架 柱偏心受 压构件拱和屋架上弦杆， 及水塔、烟囱的筒 壁等属于偏心受压 构件偏心受压构件第六章 受
10、压构件6 轴心受压构件的受力性能1. 轴心受压构件的受力性能矩形截面轴心受压短柱： a.应力分析: (a).纵向钢筋与混凝土共同受压. (b).压应变沿构件长度上基本上呈均匀 分布. (c).当N时,弹性工作阶段. (d)._N,进入塑性阶段. (e).N,薄弱区出现微细裂缝,裂缝延伸 与发展. (f).达到极限荷载时，裂缝发展为较宽 的纵向裂缝。外层混凝土剥落，核心混 凝土压碎。第六章 受压构件6 轴心受压构件的受力性能b.破坏特征:(a).柱四周出现明显的纵向裂缝,箍 筋间的纵筋发生压屈向外凸出,混 凝土被压碎而整个柱破坏.(b).钢筋的压应变在 0.0025,0.0035之间，一般中等强
11、 度的钢筋均能达到屈服.计算时,以 构件的压应变等于0.002为控制条 件.第六章 受压构件6 轴心受压构件的受力性能配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算1. 轴心受压构件的受力性能Behavior of Axial Compressive Memberc.承载能力计算公式:混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章4.3轴心受压构件4.3.1 概述（普通箍筋柱） （螺旋箍或焊接环箍柱 ）混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章（普通箍筋柱） （螺旋箍或焊接环箍）轴心受压构件的配筋方式有两种，“ 普通钢箍柱”和“螺旋钢箍柱”。混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章
12、1、普通钢箍柱：配有纵 筋和一般箍筋，截面多为矩 形，纵筋对称布置，沿柱高 设普通箍筋，构件主要承载 力由砼提供。2、螺旋钢箍柱：（焊 环柱）配有纵筋和螺旋箍 筋，纵筋沿周边均匀对称 布置，箍筋的形状为圆形 ，且间距较密，柱截面多 为圆形和多边形，承载力 高，延性好。箍筋的作用？ 纵筋的作用？混凝土结构基本原理3、箍筋的作用：与纵筋共同形成钢筋骨架；约束纵筋，防止纵筋的侧向压曲；改善混凝土的脆性破坏性质。 4、纵筋的作用： 协助混凝土受压，可减小构件截面尺寸； 承担可能存在的弯矩作用 减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。实验表明，收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向 钢筋转移，从而使钢筋
13、压应力不断增长。压应力的增长幅度随配筋率的减小而增大。如果不给配筋率规定一个下限，钢筋中的压应力就可能 在持续使用荷载下增长到屈服应力水准。混凝土结构基本原理普通箍筋混凝土结构基本原理螺旋箍筋混凝土结构基本原理主 页目 录上一章帮 助下一章4.3.2 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 混凝土结构基本原理第四章主 页目 录上一章帮 助下一章长、短柱的划分轴心受压柱可分为短柱和长柱两类，当柱子 的长细比满足以下要求是可认为是短柱，否则 为长柱。 短柱：
14、l0 /b8 l0构件计算长度， 规范7.3.1b 矩形截面短边；l0 /d7 d圆形截面直径；l0 /i28 i截面的最小回转半径。短柱的极限承载力取决于构件的横截面和材料强度。长柱在荷载作用下会产生侧向变形，柱的极限承载能力 将受此侧向变形所产生的附加弯矩影响而降低。混凝土结构基本原理第四章混凝土结构基本原理第四章破坏特征：破坏时，柱身出现竖向平行裂缝，砼保护层脱 落，箍筋间的纵筋被压曲向外鼓出，砼被压碎6 轴心受压构件的受力性能矩形截面轴心受压长柱: 长细比的定义： a.长短柱的判别: (a).矩形截面柱: =l0/b8; (b).圆形截面柱: =l0/d7; (c).任意截面柱: =l
15、0/i28;属于短柱,否则属于长柱. 实验研究： 当长细比较大时，在初期侧向挠度与轴力成比例增长，当压力 达到破坏压力的60%70%时，挠度增长的速度加快，最终在 N，M的作用下破坏。b.破坏形式: 轴心受压长柱不可避免地存在偏心，因而，实际上轴心受压长 柱是在N、M=Ny附加弯矩共同作用下工作,会引起侧向的附 加挠度，从而加大了原始偏心距，其承载力将比同条件下的短 柱要低. 规范采用稳定系数来表示承载力降低的程度。6 轴心受压构件的受力性能 初始偏心距附加弯矩和侧侧向挠挠度加大了原来的初始偏心距构件承载载力降低混凝土结构基本原理第四章6 轴心受压构件的受力性能c.稳定系数: 符号: 它主要与
16、构件的长细比有关. d.构件的计算长度:l0 (a).两端铰支承时: l0=l (b).一端铰支承,一端固定时: l0=0.7l (c).两端固定时: l0=0.5l (d).一端自由,一端固定时: l0=2l 构件的计算长度与支撑情况有 关，规范规定用下列方法来确 定。（1）刚性屋盖单层排架柱、露天吊车柱和栈 桥柱按表7.2确定。6 轴心受压构件的受力性能（2）对一般多层房屋的框架柱，梁柱为刚接 的各层柱段，按下列方法确定：现浇楼盖：底层柱段：l0=1.0H 其余各层柱段： l0=1.25H 装配式楼盖：底层柱段： l0=1.25H其余各层柱段：l0=1.5H对底层柱为从基础顶面到一层楼面的高度，对
