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1、王爱兰王爱兰20172017年年1010月月课题：轴心受压构件承载力计算学习目标了解轴心受压构件的受力特点与破坏形态；了解轴心受压构件的受力特点与破坏形态；熟悉轴心受压构件的一般构造要求；熟悉轴心受压构件的一般构造要求；掌握轴心受压构件的承载力计算。掌握轴心受压构件的承载力计算。受压构件受压构件在结构中具有重要作用，一旦破坏在结构中具有重要作用，一旦破坏将导致整个结构的损坏甚至倒塌。将导致整个结构的损坏甚至倒塌。导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价轴心受压承载力是正截面受压承载力轴心受压承载力是正截面受压承载力 的上限。的上限。先讨论轴心受压构件的承
2、载力计算，然后重点先讨论轴心受压构件的承载力计算，然后重点讨论单向偏心受压的正截面承载力计算。讨论单向偏心受压的正截面承载力计算。受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的类类类类型型型型导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价N由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混凝土不由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混凝土不均匀性等原因，往往存在一定的均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距初始偏心距以恒载为主的等跨多层房屋内柱、桁架中的受压以恒载为主的等跨多层房屋内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压近似按轴心受压构件
3、计算构件计算在实际结构中，在实际结构中，理想的轴心受压构件是不存在的理想的轴心受压构件是不存在的受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的类类类类型型型型导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的类类类类型型型型轴心受压构件主要有轴心受压构件主要有普通箍筋柱普通箍筋柱普通箍筋柱普通箍筋柱和和螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱两类。两类。箍筋箍筋普通箍筋柱螺旋箍筋柱纵筋纵筋箍筋箍筋纵筋纵筋螺旋螺旋箍筋箍筋螺旋螺旋箍筋箍筋导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价受受受受压压压压
4、构构构构件件件件的的的的类类类类型型型型 头脑风暴头脑风暴：观察这两个破坏的受压构件，思考：观察这两个破坏的受压构件，思考纵筋和箍筋的作用。纵筋和箍筋的作用。二、受压构件中钢筋的作用导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的类类类类型型型型 纵筋的作用纵筋的作用 箍筋的作用箍筋的作用（1 1）协助混凝土受压，减）协助混凝土受压，减小截面面积；小截面面积；（1 1）形成钢筋骨架，便）形成钢筋骨架，便于施工；于施工；（2 2）减小持续压应力下混）减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响；凝土收缩和徐变的影响；（2 2）防止
5、纵筋的压屈；）防止纵筋的压屈；（3 3）当柱偏心受压时，承）当柱偏心受压时，承担弯矩产生的拉力；担弯矩产生的拉力；（4 4）防止混凝土出现突然）防止混凝土出现突然的脆性破坏。的脆性破坏。（3 3）对核心混凝土形成）对核心混凝土形成约束，提高混凝土的抗约束，提高混凝土的抗压强度，增加构件的延压强度，增加构件的延性。性。特指螺特指螺旋箍筋旋箍筋导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的类类类类型型型型10三、长、短柱的分类三、长、短柱的分类 短柱短柱 长柱长柱 短柱：短柱：l0 /i 28 ( (l0 为柱计算长为柱计算
6、长度，度， i为回转半径。为回转半径。) ) 矩形截面柱，矩形截面柱， l0 /b8 圆形截面柱，圆形截面柱， l0 /d7（2 2）动画演示）动画演示长柱受压长柱受压（1 1）动画演示）动画演示短柱受压短柱受压导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的类类类类型型型型11三、长、短柱的分类三、长、短柱的分类（2 2）动画演示）动画演示长柱受压长柱受压（1 1）动画演示）动画演示短柱受压短柱受压导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的类类
7、类类型型型型12三、长、短柱的分类三、长、短柱的分类（2 2）动画演示）动画演示长柱受压长柱受压（1 1）动画演示）动画演示短柱受压短柱受压导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的类类类类型型型型13 稳定系数 长柱的破坏荷载长柱的破坏荷载低于低于同条件的短柱破坏荷载。同条件的短柱破坏荷载。 规范规范采用采用稳定系数稳定系数 表示承载能力的降低程度，即表示承载能力的降低程度，即四、轴心受压构件的稳定系数四、轴心受压构件的稳定系数导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价受受受受
8、压压压压构构构构件件件件的的的的类类类类型型型型表表6-1 6-1 钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 l0/bl0/dl0/i l0/bl0/dl0/i 87281.030261040.52108.5350.9832281110.481210.5420.953429.51180.441412480.9236311250.401614550.8738331320.361815.5620.814034.51390.322017690.754236.51460.292219760.7044381530.262421830.6546401600.232622.5900.
9、604841.51670.212824970.5650431740.19注：1.表中l0为构件计算长度；b为矩形截面的短边尺寸；d为圆形截面直径；i为截面回转半径。 2.构件计算长度l0 ，当构件两端固定时取0.5l，当一端固定、一端为不动铰支座时取0.7l；当两端为不动铰支座时取；当一端固定、一端自由时取2l。l为构件支座间长度。导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价15导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价构件尺寸：构件尺寸：bh=300mm350mm，l0=4.5m；材料等级：材料等级：C30级混凝土，级
10、混凝土，HRB400级纵筋，级纵筋，HPB300级箍筋；级箍筋；压力大小：压力组合设计值压力大小：压力组合设计值Nd=2200kN；其他条件：其他条件：类环境条件，安全等级为二级；类环境条件，安全等级为二级；试按照普通箍筋柱进行构件的截面设计试按照普通箍筋柱进行构件的截面设计。Ndu1.1.该受压构件是该受压构件是长柱长柱还是还是短柱短柱，如何判断？稳定系数是多，如何判断？稳定系数是多少？少？u2.2.受压构件配置有受压构件配置有混凝土、纵筋和箍筋混凝土、纵筋和箍筋，谁为抗压作出了，谁为抗压作出了贡献？分别是多少？贡献？分别是多少？u3.3.任务中的任务中的“类环境条件，安全等级为二级类环境条
11、件，安全等级为二级”，提示了，提示了我们什么条件？我们什么条件？导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价 解决问题解决问题1：该受压构件是长柱还是短柱，如何判：该受压构件是长柱还是短柱，如何判断？稳定系数是多少？断？稳定系数是多少？ 矩形截面柱，矩形截面柱， 长细比长细比l0 /b8 为短柱。为短柱。 该题目中：该题目中： l0=4.5m=4500mm，b=300mm，所以长细所以长细比比l0 /b=15，是长柱。，是长柱。 稳定系数稳定系数 表示承载能力的降低程度，表示承载能力的降低程度， 根据根据l0 /b=15，查表查表6-1钢筋混凝土受压构件稳定
12、系数钢筋混凝土受压构件稳定系数 ，可得可得 =0.895=0.895。导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价 解决问题解决问题2：受压构件配置有混凝土、纵筋和箍筋，：受压构件配置有混凝土、纵筋和箍筋，谁为抗压作出了贡献？分别是多少？谁为抗压作出了贡献？分别是多少？ 纵筋和箍筋的作用：纵筋参与受压，箍筋没有抗压作用，纵筋和箍筋的作用：纵筋参与受压，箍筋没有抗压作用，所以抗压的是混凝土和纵筋。所以抗压的是混凝土和纵筋。 该题目中：该题目中： C30级混凝土，级混凝土，HRB400级钢筋（纵向钢筋）级钢筋（纵向钢筋） 。 导入新课导入新课工程任务工程任务任务
13、分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价 解决问题解决问题2：受压构件配置有混凝土、纵筋和箍筋，：受压构件配置有混凝土、纵筋和箍筋，谁为抗压作出了贡献？分别是多少？谁为抗压作出了贡献？分别是多少？ 纵筋和箍筋的作用：纵筋参与受压，箍筋没有抗压作用，纵筋和箍筋的作用：纵筋参与受压，箍筋没有抗压作用，所以抗压的是混凝土和纵筋。所以抗压的是混凝土和纵筋。该题目中：该题目中： C30级混凝土，级混凝土，HRB400级钢筋（纵向钢筋）级钢筋（纵向钢筋）。 HRB400钢筋抗压强度设计值钢筋抗压强度设计值fsd=330MPa， C30混凝土抗混凝土抗压强度设计值压强度设计值fcd=13.8MPa。 所
14、以混凝土的抗压承载力是所以混凝土的抗压承载力是fcdAc，钢筋的抗压承载力是钢筋的抗压承载力是fsdAs。导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价轴心受心受压短短柱柱轴心受心受压长柱柱系数系数0.9是可靠度是可靠度调整系数整系数导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价 解决问题解决问题3：任务中的：任务中的“类环境条件，安全等级类环境条件，安全等级为二级为二级”，提示了我们什么条件？，提示了我们什么条件？ 类环境条件说明：混凝土保护层可以取最小值，类环境条件说明：混凝土保护层可以取最小值，c=30mm。 安全等级为
15、二级说明：重要性系数安全等级为二级说明：重要性系数0=1.0。导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价4. 4. 构造要求构造要求完形填空：（请按照规范找出答案）完形填空：（请按照规范找出答案）v 材料：轴心受压构件的正截面承载力主要由混凝土来提供，材料：轴心受压构件的正截面承载力主要由混凝土来提供，所以混凝土强度宜高一些，一般采用所以混凝土强度宜高一些，一般采用 级混凝土。钢级混凝土。钢筋强度不宜过高。筋强度不宜过高。v截面尺寸：受压构件截面尺寸不宜过小，长细比越大，承载截面尺寸：受压构件截面尺寸不宜过小，长细比越大，承载力降低越多。截面最小边长力降低
16、越多。截面最小边长 b mm。v纵筋：纵向受力钢筋纵筋：纵向受力钢筋 d mm, 矩形截面至少有矩形截面至少有 根；根； 全部纵向配筋率全部纵向配筋率 ，一侧最小配筋率，一侧最小配筋率 ； mm 净距净距 mm。导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价4. 4. 构造要求构造要求完形填空：（请按照规范找出答案）完形填空：（请按照规范找出答案）v 箍筋：必须是封闭式；箍筋：必须是封闭式； d mm , 且且 ；间距间距s , s ， s 。当全部纵向钢筋配筋率超过当全部纵向钢筋配筋率超过%时，箍筋间距应不时，箍筋间距应不大于纵向钢筋直径的大于纵向钢筋直径的
17、10倍，且不大于倍，且不大于mm。受压纵筋搭接长度范围内，箍筋间距不应大于受压纵筋搭接长度范围内，箍筋间距不应大于d，且不应大于，且不应大于mm（d为受力钢筋最小直径）。为受力钢筋最小直径）。导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价24导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价Nd1.1.基本条件，杆件性质基本条件，杆件性质2.2.依据公式，配筋计算依据公式，配筋计算3.3.选筋配筋，布置规范选筋配筋，布置规范25导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价Nd1.1.基本条件，杆
18、件性质基本条件，杆件性质钢筋抗压强度设计值钢筋抗压强度设计值fsd=330MPa；混凝土抗压强度设计值混凝土抗压强度设计值fcd=13.8MPa；根据构件长细比查稳定系数根据构件长细比查稳定系数 ，可得可得=0.895。0=1.0。 26导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价Nd1.1.基本条件，杆件性质基本条件，杆件性质2.2.依据公式，配筋计算依据公式，配筋计算27导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价Nd1.1.基本条件，杆件性质基本条件，杆件性质2.2.依据公式，配筋计算依据公式，配筋计算28导入新课导
19、入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价Nd1.1.基本条件，杆件性质基本条件，杆件性质2.2.依据公式，配筋计算依据公式，配筋计算3.3.选筋配筋，布置规范选筋配筋，布置规范29导入新课导入新课工程任务工程任务任务分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价1 1轴心受压构件中的箍筋和纵筋的作用；轴心受压构件中的箍筋和纵筋的作用； 2 2稳定系数的计算；稳定系数的计算；3 3轴心受压构件截面承载力的计算公式；轴心受压构件截面承载力的计算公式；4. 4. 纵筋和箍筋的规范构造要求。纵筋和箍筋的规范构造要求。 内内容容小小结结30导入新课导入新课工程任务工程任务任务
20、分析任务分析截面设计截面设计总结评价总结评价思思考考练练习习判断题判断题1 1轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（ ）2 2轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。 （ ）3 3实际工程中没有真正的轴心受压构件。实际工程中没有真正的轴心受压构件。 （ ）4 4轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。 （ ）山山山山东东交通交通交通交通职业职业学院学院学院学院Thanks for your attention普通箍筋螺旋箍筋螺旋箍筋34Thanks for your attention
