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1、轴心受压构件正截面承载力计算(一) 计算简图在进行轴心受压柱正截面承载力计算时,计算简图如图5-7 所示。(二)基本公式轴心受压构件正截面承载力计算公式sycddu1AfAfNN( 5-1 )式中N轴向力设计值 ( 包括0和值在内 ) ;d钢筋混凝土结构的结构系数,见附录3 表 3;Nu截面极限轴向力;钢筋混凝土构件的稳定系数,见表5-2 ;表 5-2 钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数l0/b8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 l0/i28 35 42 48 55 62 69 76 83 90 97 1.0 0.90.90.90.80.80.70.70.60.60.
2、5l0/b30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 l0/i104 111 118 125 132 139 146 153 160 167 174 0.52 0.40.40.40.30.30.20.20.20.20.1A构件截面面积(当配筋率%3/ AAs时,需扣除纵向钢筋截面面积);cf混凝土的轴心抗压强度设计值(计算现浇混凝土柱时,如截面长边或直径小于300mm 时,则式( 5-1 )中混凝土强度设计值应乘以系数0.8 );yf纵向钢筋的抗压强度设计值;sA全部纵向钢筋的截面面积。(三)普通箍筋柱正截面承载力计算方法1截面设计(1)根据构造要求确定构件截面的形状和尺
3、寸,选定材料的强度等级;(2)确定稳定系数:利用表5-2 ;稳定系数值主要与柱的长细比l0/b有关,此处b为矩形截面柱短边尺寸,0l为柱子的计算长度(与柱两端的约束情况有关,可自表5-1 查得,其中l为构件支点间长度,s为图5-7 轴心受压柱计算简图hbA,sNufcf, yA,s图 5-7 轴心受压柱正截面承载力计算简图拱轴线的长度) 。表 5-1 受压构件的计算长度l0杆件两端约束情况l0直杆两端固定一端固定,一端为不移动的铰两端为不移动的铰一端固定,一端为自由0.5l0.7ll2l拱三铰拱两铰拱元铰拱0.58s0.54s0.36s(3)计算所需的纵向钢筋截面面积sA :syc ddu1A
4、fAfNN(4)选择 纵向钢筋钢筋混凝土柱内配置的纵向钢筋常用级或级,并应符合下列要求:1)纵向钢筋的根数不得少于4 根,每边不得少于2 根;直径不应小于12mm ,工程中常用钢筋直径为1232mm ,宜选用根数较少的粗直径钢筋以形成劲性较好的骨架。2)在轴向受压时沿截面周边均匀布置;在偏心受压时沿截面短边均匀布置。3)现浇立柱纵向钢筋的净距不应小于50mm ,同时中距也不应大于350mm 。在水平位置上浇筑的装配式柱,其净距与梁相同,当偏心受压柱的长边大于或等于600mm 时,应在长边中间设置直径为1016mm ,间距不大于500mm的纵向构造钢筋,同时相应地设置联系拉筋。(5)并验算配筋率
5、:1)当截面尺寸由承载力条件控制时,偏心受压柱的受压钢筋或受拉钢筋的配筋率不应小于0.25%(级钢筋)或0.2%(级、级钢筋);轴心受压柱全部纵向受力钢筋的配筋的配筋率不应小于0.4%。纵向钢筋也不宜过多,配筋过多既不经济,也不便于施工。2)受压构件中全部纵向受力钢筋的合适配筋率为0.8%2.0%,当荷载特别大时,也不宜超过5% 。3)如果过大或过小,可重新确定截面尺寸后重新进行计算。(6)选择箍筋钢筋混凝土柱中的箍筋一般采用级筋,在构造上应满足下列要求:1)受压构件中箍筋应为封闭式,并与纵筋形成整体骨架。2)对于热轧钢筋,箍筋的直径不应小于d/4 ,且不应小于6mm ;对于冷轧带肋钢筋,箍筋
6、的直径不应小于d/5 ,且不应小于5mm 。其中d为纵向钢筋的最大直径。3)箍筋的间距不应大于构件截面的短边尺寸b,且不宜大于400mm ;同时在绑扎骨架中不宜大于15d,在焊接骨架中不宜大于20d。其中d为纵向钢筋的最小直径。4)当全部纵向受力钢筋的配筋率超过3% 时,则箍筋直径d不宜小于8mm ,且应焊成封闭环式,间距s不应大于200mm ,且不应大于10d。其中,d为纵向钢筋的最小直径。5)当截面各边纵向钢筋多于3 根时,应在基本箍筋基础上,设置直径及间距与基本箍筋相同的附加箍筋。当截面短边尺寸b不大于 400mm ,且纵向钢筋不多于4 根时,可不设置附加箍筋,如教材图5-2 所示。6)纵向钢筋绑扎搭接范围内箍筋的间距应满足s5d且s100mm (受拉),或者s10d且s200mm (受压),其中,d为搭接钢筋中的最小直径。7)对截面形状复杂的柱子,禁止采用有内折角的箍筋,见教材图5-3(b) 。若有内折角时,箍筋可按教材图5-3(a) 的方式布置。2截面复核已知:柱的轴向压力设计值、截面尺寸和配筋、材料强度等级、计算长度,验算截面承受某一轴向力是否安全,即求柱所能承担的轴向压力。(1)计算值:根据bl /0查表 5-2 得值;(2)计算纵向钢筋截面面积sA :ycd sfAfNA(3)比较计算钢筋截面与所配钢筋截面的大小。