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1、第四章 轴心受力构件性能与计算同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林2021/3/111一、工程实例压压压拉拉柱下基础楼板柱梁梁墙楼梯墙下基础地下室底板2021/3/112二、轴心受拉构件的受力分析 1. 受拉构件的配筋形式纵筋纵筋箍筋bh2021/3/11300.001 0.002 0.003 0.00420010050150N (kN)平均应变 混凝土：fc=30.8MPa; ft=1.97MPa; Ec=25.1103MPa.钢筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205103MPa; As=284mm2.152NtNt915152二、轴心受拉构件的受力分析 2. 试验
2、研究钢筋屈服混凝土开裂2021/3/114二、轴心受拉构件的受力分析 2. 试验研究NtNtNtcrNtcrNtNt2021/3/115二、轴心受拉构件的受力分析 2. 试验研究NtNt结论三个工作阶段：开裂前，线弹性；三个工作阶段：开裂前，线弹性；开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；钢筋屈服后，钢筋屈服后，Nt基本不增加基本不增加首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不在增加首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不在增加极限承载力取决于钢筋的用量和强度极限承载力取决于钢筋的用量和强度2021/3/116二、轴心受拉构件的受力分析 3.
3、混凝土和钢筋的应力-应变关系sss=Essys,hfytto t0ftt=Ect混凝土钢筋2021/3/117二、轴心受拉构件的受力分析 4. 混凝土开裂前拉力与变形的关系bhAsAAs/A3%时，A=bhllNtNtNttAs s2021/3/118二、轴心受拉构件的受力分析 5. 混凝土开裂荷载Ntt=ftAs stto t0ftt=Ect2021/3/119二、轴心受拉构件的受力分析 6. 极限承载力sss=Essys,hfytto t0ftt=EctAss（As fy）Nt混凝土退出工作2021/3/1110三、极限承载力公式的应用 1. 既有构件轴心抗拉承载力计算sss=Essys,
4、hfytto t0ftt=EctAss（As fy）Nt验算Ntu Ntcr，若成立，可以；否则取Ntu=Ntcr2021/3/1111三、极限承载力公式的应用 1. 基于承载力的构件截面设计Ass（As fy）Nt设计原则是：NtNtu为了保证设计截面的极限承载力大于截面的开裂弯矩，避免脆性破坏2021/3/1112三、极限承载力公式的应用 1. 基于承载力的构件截面设计Ass（As fy）Nt最小配筋率的确定原则是：Ntu= Ntcr不同规范可能还会对上述值进行调整，作为实例见附表4-12021/3/1113四、轴心受压短柱的受力分析 1. 试验研究bhAsANcNc混凝土压碎钢筋凸出oN
5、cl混凝土压碎钢筋屈服第一阶段：加载至钢筋屈服第二阶段：钢筋屈服至混凝土压碎2021/3/1114四、轴心受压短柱的受力分析 2. 截面分析的基本方程NccAs ssss=Essys,hfy0=0.002ocfcc平衡方程变形协调方程物理方程(以fcu50Mpa为例)2021/3/1115四、轴心受压短柱的受力分析 3. 荷载-变形关系NccAs s第一阶段非线性关系2021/3/1116四、轴心受压短柱的受力分析 3. 荷载-变形关系NccAs fy第二阶段当0=0.002时，混凝土压碎，柱达到最大承载力若若 s=0=0.002，则则轴心受压短柱中，当轴心受压短柱中，当钢筋的强度超过钢筋的强
6、度超过400N/mm2时，其强时，其强度得不到充分发挥度得不到充分发挥2021/3/1117四、轴心受压短柱的受力分析 4. 长期荷载下徐变的影响Nc施加后的瞬时NcAslNcAs s1c1l i2021/3/1118四、轴心受压短柱的受力分析 4. 长期荷载下徐变的影响NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）经历徐变后2021/3/1119四、轴心受压短柱的受力分析 4. 长期荷载下徐变的影响Nc撤去后NcAslNcAs s1c1l ic2As s2Ncl （i+ cr）NcAs s3c3l cr2021/3/1120五、轴心受压长柱的受力分析 1. 试验研究长
7、柱的承载力3%，则A=bh- As 2021/3/1124六、轴心受压承载力公式应用 2. 基于承载力的构件截面设计由l0/b查表4-1求 验算fy400N/mm2 若As/bh3%，则A=bh；若As/bh3%，则A=bh- As ，重新计算验算最小配筋率2021/3/1125七、配有螺旋筋柱的受力分析 1. 配筋形式ssdcordcor2021/3/1126七、配有螺旋筋柱的受力分析 2. 试验研究Nc素混凝土柱普通钢筋混凝土柱螺旋箍筋钢筋混凝土柱荷载不大时螺旋箍柱和普通箍柱的性能几乎相同保护层剥落使柱的承载力降低螺旋箍筋的约束使柱的承载力提高标距NcNc2021/3/1127七、配有螺旋
8、筋柱的受力分析 3. 承载力计算dcorrfyAss1fyAss1约束混凝土的抗压强度当箍筋屈服时r达最大值核心区混凝土的截面积间接钢筋的换算面积2021/3/1128七、配有螺旋筋柱的受力分析 3. 承载力计算dcorrfyAss1fyAss1算得的承载力不宜大于普通箍柱承载力的算得的承载力不宜大于普通箍柱承载力的1.5倍，以免保护倍，以免保护层过早脱落层过早脱落当当l0/dc12时，不考虑箍筋的有利作用时，不考虑箍筋的有利作用当按上式算得的承载力小于普通箍柱承载力时，取后者当按上式算得的承载力小于普通箍柱承载力时，取后者Ass0 小于小于As的的25%时，不考虑箍筋的有利作用时，不考虑箍筋的有利作用40 s 80和和dcor/52021/3/11292021/3/1130
