轴心受压构件正截面承载力计算

1、L/O/G/O 轴心受压构件正截面承载力计算 第六章 u箍筋的形式。 l纵向钢筋的作用： u协助混凝土受压，可减小截 面的尺寸。 u承受可能存在的不大的弯矩。 u防止构件的突然脆性破坏。 6.1普通箍筋柱破坏形态 短柱 llo/r 28；lo/b 8；lo/d 7 l当轴向力增加时，混凝土全截面和钢筋受压。 l轴向力达到破坏荷载的90时，柱中部混凝土表面出现纵向裂缝，保护 层开始剥落，箍筋间的纵筋屈曲，向外鼓出，混凝土被压碎。 l破坏时，柱的压应变约为0.002，柱中部横向挠度很小。 l若采用高强钢筋，则： s=0.002Es=0.0022.0105=400MPa。 则混凝土压碎时钢筋未屈服，

2、钢筋强度得不到充分的应用。 AfAfP scss l短柱破坏时的轴向力。 长柱 llo/r 28；lo/b 8；lo/d 7 l当轴向力较小时，全截面受压，随压力增加，长柱中部产生较大的横 向变形。凹侧压应力较大，凸侧压应力较小。 l破坏前，横向挠度增加很快，破坏比较突然，导致失稳破坏。破坏时， 凹侧混凝土首先被压碎，混凝土表面有纵向裂缝，纵向钢筋被压弯向外 鼓出，混凝土保护层剥落。凸侧由受压突然转化为受拉，出现横向裂缝。 sl PP 0 l长柱破坏时的轴向力。 AfAfPs css 2 0 2 l EI P l )()( 2 0 2 2 0 2 0 scssc s l ffAl EI AfA

3、fl EI P P sl PP 0 稳定系数 开裂时刚度降低 2 0 1 2 0 )(Al I ff E P P c sc c s l rlAIr c / 0 ， 2 1 2 0 1 )( sc c s l ff E P P 构件的计算长度lo 。 两端铰 一端固定，一端铰支 两端固定 一端固定，一端自由 实际结构按 规范规定取值 l 0 . 1 l 7 . 0 l 5 . 0 l 0 . 2 6.1.3 正截面承载力计算 稳定系数，反映受压构件 的承载力随长细比增大而 降低的现象。 )(9 . 0 sdc0sdd AfAfN Ac 截面面积： 当 0.03时 N As fcd f sd As

4、 b h An=AAs 1）截面设计 已知截面尺寸，计算长度l0，混凝土轴心抗压强度和钢筋抗压强度设计值， 轴心压力组合设计值Nd，求纵向钢筋的面积As 。 l首先计算长细比，确定稳定性系数 。 l由基本公式计算钢筋的面积。 ) 9 . 0 ( 1 c 0 sd Af N f A d d s l选择并布置钢筋。 2）截面复核 已知截面尺寸，计算长度l0，全部纵向钢筋的截面面积As，混凝土轴心抗压 强度和钢筋抗压强度设计值，轴心压力组合设计值Nd，求截面承载力Nu 。 l检查纵向钢筋及箍筋布置构造是否符合要求。 l由已知截面尺寸和计算长度计算长细比 ，求 。 l由基本公式计算正截面承载力。 构造

5、要求 l混凝土：C25C40混凝土。 l截面尺寸：尺寸不宜小于250mm。 l纵向钢筋： u纵向钢筋一般采用R235、HRB335，HRB400。 u直径不小于12mm，至少4根。 u纵向受力钢筋的净距不应小于50mm，不应大于350mm。 u纵向钢筋配筋率约为12，不宜超过5。最小配筋率0.2%（一侧）或 0.5%（全部） l箍筋 u必须采用封闭式箍筋，直径应不小于纵向钢筋直径的1/4，且不小于 8mm。 u箍筋间距应不大于纵向受力钢筋的15倍、且不大于构件截面较小尺寸、 并不大于400mm。 u纵向钢筋搭接范围内，箍筋间距应不大于纵向钢筋直径的10倍且不大 于200mm。 u当纵向钢筋配筋

6、率超过3时，箍筋间距应不大于纵向钢筋的10倍且 不大于200mm。 u沿箍筋设置的纵向钢筋离角筋间距S不大于150mm或15d（取大值）， 若超过此范围应设置复合箍筋。 6.2 配有螺旋箍筋的轴心受压构件正截面承 载力计算 6.2.1 受力特点与破坏特性 246810121416 N )10( 3 1 2 3 6.2.2 正截面受压承载力计算 特点：核心混凝土压碎、纵向钢筋屈 服，而破坏之前，柱的混凝土保护层 早已剥落。 sscorccu AfAfN cc f cor A N ssA f S dcor d 计算简图。 计算公式 核心混凝土抗压强度。 f s As01 f s As01 2 dc

7、or d dl dlSdFsin 2 0 2 sin 2 d d SF cor l dlSF 0 2 sin cor dS 2 012 2 sscor AfdS Sd Af cor ss01 2 2 2 kff ccc S 螺旋箍筋柱的间接钢筋换算面积 cor ss cor ss cor ss cor s corcor ss A Af d Af d Af d SA Sd fs Sd Af 2 4 )( 2 )( 222 0 2 0 2 0001 2 SAAd sscor001 cor s s d SA A 0 01 cor ss c cor ss cccc A Af kf A Afk fkff 00 2 2 )(9 . 0 00ssdssdcorcdud AfAkfAfNN 公式的适用条件 l为了保证在使用条件下，螺旋箍筋混凝土保护层 不致过早剥落，螺旋箍筋柱的承载力计算值不应比 按下式不应按普通箍筋柱承载力大50。 l当遇到下列任意一种情况时，不考虑螺旋箍筋柱的 作用： 当构件长细比l048(12); 当按螺旋箍筋柱计算的承载力小于按普通箍筋柱计算的 承载力时 当As00.25As,螺旋箍筋配置过少，不能起显著作用。 6.2.3 构造要求 l螺旋箍筋柱的纵向钢筋应沿圆周均匀分布，其截面积应不 小于核心截面积的0.5%，常用配筋率在0.81.2%。