混凝土结构 上册6PPT课件

1、学习目标熟练掌握对称配筋矩形截面偏心受压构件正 截面受压承载力的计算方法；掌握N-M相关曲线的概念；熟悉偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算；熟悉受压构件的配筋构造。 第1页/共104页 教学提示本章应重点介绍轴心受压构件及偏心受压构 件的破坏机理及正截面承载力计算方法。偏心受压构件的计算类型较多，应讲清其分 析问题的思路： 一是计算主线有计算简图、基本公式、 适用条件以及补充条件； 二是注意验算适用条件； 三是熟悉不符合适用条件时的处理方法。 第2页/共104页第六章 受压构件(a) 轴心受压 (b) 单向偏心受压 (c) 双向偏心受压柱、墙、桥墩等第3页/共104页第六章 受压构件第4页/共

2、104页第六章 受压构件第5页/共104页第六章 受压构件第6页/共104页第六章 受压构件一般 采用、单层工业厂房的预制柱常采用主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。250250mml0/b30、l0/h25及l0/d25。边长800mm时，以50mm为模数， 边长 800mm时，以100mm为模数。第7页/共104页第六章 受压构件应采用强度等级较高的混凝土；常用；常用。常用和。第8页/共104页 防止混凝土受压脆性破坏；承担偶然的附加弯矩、混凝土的收缩和温度变化产生的拉应力。纵向钢筋的配筋率：建工 。 道桥 C50） C45）纵向钢筋的配筋率 。 纵筋配筋率第9页/共104页第六章 受压构件

3、不宜小于12mm； 宜根数少而直径粗。不得少于4根； 不宜少于8根，不应少于6根。 h600mm时，应设直径1016mm的纵向构造钢筋。第10页/共104页第六章 受压构件 50mm 。：建工 300mm 。 道桥 350mm 。一般为30mm。第11页/共104页采用封闭式。 400mm； 截面的短边尺寸； 15d。 d/4 建工 6mm。 道桥 8mm。3%，第六章 受压构件 8mm； 10倍纵筋最小直径，且 200mm。 应作成135的弯钩， 10箍筋直径第12页/共104页第六章 受压构件下列两种情况下应设置复合箍筋： 一是柱截面短边 400mm，且各边纵筋3根时； 二是柱截面短边 4

4、00mm，但各边纵筋4根时。不得采用具有内折角的箍筋，以避免箍筋受拉时使折角处混凝土破损。150mm15倍箍筋直径max第13页/共104页第六章 受压构件（每边多于4根） （每边多于3根） （每边4根） （每边3根）第14页/共104页复杂截面的箍筋形式第六章 受压构件第15页/共104页正截面受压承载力 的。普通箍筋柱和螺旋箍筋柱两种情况。(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压第六章 受压构件第16页/共104页第六章 受压构件第17页/共104页（1）直接受压，提高柱的承载力；（2）承担偶然偏心等产生的拉应力；（3）改善破坏性能（脆性）；（4）减小持续压应力下混凝土收缩和

5、徐变的影响。（1）固定纵筋，形成钢筋骨架；（2）承担剪力；（3）约束混凝土，改善混凝土的性能；（4）给纵筋提供侧向支承，防止纵筋压屈。第六章 受压构件第18页/共104页第六章 受压构件l0/b8、l0/i28破坏时，砼压碎，纵筋外鼓呈灯笼状。受力时，全截面应变相等，即es =ec =e受力时，侧向弯曲可忽略不计。破坏时，混凝土应变取e0;应力取fc。破坏时，钢筋应力:对于ey e0的钢筋，取fy= fy对于ey e0的钢筋，取fy= ES e0 fy第19页/共104页第六章 受压构件第20页/共104页N第六章 受压构件受力时，N不可避免的初始偏心， 引起的不可忽略。破坏时，凸边出现，砼出

6、现，砼， 构件破坏。长柱的承载力相同条件短柱 的承载力。 规范用表示。 的取值见P129 P496N长柱= N短柱第21页/共104页)(9 . 0sAyfAcfN第六章 受压构件0.9是考虑与偏心受压构件具有相同的可靠度。fcNf y AsAs)(9 . 00sAsdfAcdfdN第22页/共104页第六章 受压构件柱的计算长度-l0NNl0=H两端铰支NNl0=0.7H一端铰支一端固定NNl0=0.5H两端固定NNl0=2H一端固定一端自由H第23页/共104页第六章 受压构件（见GB50010第条。具体有以下三条规定）柱的类别柱的类别l0排架方向排架方向垂直排架方向垂直排架方向有柱间有柱

7、间支撑支撑无柱间无柱间支撑支撑无吊车无吊车房屋柱房屋柱单跨单跨1.5H1.0H1.2H两跨及多跨两跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊车有吊车房屋柱房屋柱上柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱下柱1.0HL0.8HL1.0HL露天吊车柱和栈桥柱露天吊车柱和栈桥柱2.0HL1.0HL-HuHLH第24页/共104页第六章 受压构件楼盖类别楼盖类别柱的类别柱的类别l0现浇楼盖现浇楼盖底层柱底层柱1.0H其余各层柱其余各层柱1.25H装配式楼盖装配式楼盖底层柱底层柱1.25H其余各层柱其余各层柱1. 5HHH楼盖顶面楼盖顶面基础顶面HlHllu)2 . 02()(15. 01min00第25

8、页/共104页第六章 受压构件eN第26页/共104页第27页/共104页第28页/共104页2 fyAss1 fyAss12sdcors(a)(b)(c)12ssAyfcorsdrcordsssAyfr12dcorrrsAyfsssAcordyfcorAcfuN12sAyfcorAfuNff y As 0YcordsssAyfcff12rcff第29页/共104页螺旋箍筋换算成相当的纵筋面积01sssscorAsAdsAdAsscorss10sAyfssAyfcorAcfuN02sAyfsssAcordyfcorAcfuN12第30页/共104页22029 .0ssAyfsAyfcorAcf

9、NsAyfssAyfcorAcfuN02k2soAsdkfsAsdfcorAcdfdN9 . 00 -间接钢筋对砼约束的折减系数 当混凝土C50时，取 = 1.0； 当混凝土为C80时，取 =0.85，其间线性插值。k -间接钢筋影响系数； k 2 第31页/共104页cfcdfsdfyfdN0N029 .0ssAyfsAyfcorAcfNsoAsdkfsAsdfcorAcdfdN9 . 00sdfyf2kssoAsoA1ssA1soA第六章 受压构件第32页/共104页第六章 受压构件)2(9 . 00ssysycorcAfAfAf)(9 . 05 . 1sycAfAf应Ass012（等价于

10、道桥的l0 /i 48 ）；第33页/共104页螺旋箍筋的 0.25 As （ As全部纵筋面积）螺旋箍筋的 80mm ； dcor/5 ； 40mm。螺旋箍筋的 6mm（建工）； 8mm（道桥） d/4；第六章 受压构件第34页/共104页试验表明：偏心受压柱有和两种形态；影响的主要因素是和第六章 受压构件 fyAs fyAsN偏心距e0较大As配筋合适e0第35页/共104页 破坏特征与相似第六章 受压构件偏心距e0较大， 的数量合适。fyAsNe0fyAs第36页/共104页相对偏心距e0/h0较小；相对偏心距e0/h0较大，但的数量过多。第六章 受压构件 Ne0sAsfyAsNAs太多

11、e0fyAssAs第37页/共104页 离纵向力的混凝土，钢筋； 离纵向力的钢筋。 破坏特征与相似。第六章 受压构件第38页/共104页 受拉钢筋屈服与受压区边缘混凝土达到ecu 同时发生。与适筋梁和超筋梁的界限类似。第六章 受压构件第39页/共104页第六章 受压构件较大时，纵向弯曲不能忽略。图中， N ei 称一阶弯矩， 称二阶弯矩。0sinlxfy 曲线方程 xeiNNleyfl0ei第40页/共104页侧向挠度 很小， M随N线性增长。最后为第六章 受压构件MNN0短柱ABDN0ei第41页/共104页侧向挠度 不能M随N非线性增长。最后为轴向承载力低于相同 情况的短柱的承载力。第六章

12、 受压构件MNN0N1N1f1短柱长柱ABDN0eiN1ei第42页/共104页侧向挠度 最后为细长柱采用。第六章 受压构件MNN0N1N1f1N2短柱长柱细长柱ABCDDN2f2N0eiN1eiN2ei第43页/共104页第六章 受压构件-p-p第44页/共104页iiiefefe10sinlxfy 曲线方程 xeiNNleyfl0 022b2/lxdxyd-202lf2010lf=b1020lfei第45页/共104页第六章 受压构件yecuebblf1020iiiefefe1取h=1.1h000017. 025. 10033. 0h0hycubee017 .1711h第46页/共104页

13、200141911hlhei 再考虑修正系数 影响系数，后得21200140011hlhei第六章 受压构件第47页/共104页第六章 受压构件21200140011hlhei0 . 15 . 01NAfc其中0 . 101. 015. 102-hl21200140011hlhoe0 . 17 . 22 . 01ohoe其中0 . 101. 015. 102-hl第48页/共104页受拉钢筋屈服与受压区边缘混凝土达到ecu 同时发生。第六章 受压构件eyecuASAScusEyfbe11有屈服点钢筋 b 为大偏心受压 b 为小偏心受压第49页/共104页。第六章 受压构件 1sAyfsAyfb

14、xcfuN-0201sahsAyfxhbxcfeuN第50页/共104页sahiee-2e0=M/Naieee0ea20mmh/30=max第六章 受压构件x bh0 x2asea第51页/共104页 1sAssAyfbxcfuN-0201sahsAyfxhbxcfeuN第六章 受压构件第52页/共104页ecuh0第六章 受压构件ecueyxcbh0小偏压时， s与x 基本成线性关系。 = 1 cb，s=fy = 1 0，s=0yfbs11-第53页/共104页 可能发生As一侧混凝土首先压坏。此时应按下式验算： fyAsNe0 - eae fyAs)0()5 . 00(sahsAyfhhb

15、hcfeN-e=0.5h-as-(e0-ea) h0=h-as第六章 受压构件-)0()5 . 00(002. 0sahyfhhbhcfeNbhsA 取max第54页/共104页第六章 受压构件近似判据真实判据ei 0.3h0，大偏心ei 0.3h0，小偏心 b ，大偏心 b ，小偏心第55页/共104页第六章 受压构件由上表可知：（ei/h0）b=0.2840.322 故取ei/h0 =0.3将 =b代入大偏压计算公式可推得，0)01()0(201max,0hsAyfsAyfhbbcfsahsAyfbhcfsbhie-相对界限偏心距bohie 混凝土混凝土钢筋钢筋C20C30C40C50C6

16、0C70C80级级0.3030.2940.2880.2840.2910.2980.306级级0.3210.3120.3060.3020.3080.3150.322第56页/共104页第六章 受压构件 )syc(9 . 0AfAfN第57页/共104页第六章 受压构件偏压构件的计算类型计算类型不对称配筋对称配筋大偏心受压小偏心受压截面设计截面复核求As、AsAs已知求As求As、AsAs已知求Ase0已知求NuN已知求e0e0已知求NuN已知求e0对称配筋无As已知求As，其余相同截面设计截面复核第58页/共104页第六章 受压构件，结合受力特性或经济性补充条件后求解。类型很多，不管是哪一类型，

17、始终是利用基本公式和公式条件求解。第59页/共104页第六章 受压构件 fyAs fyAsNeei)0()20(11sahsAyfxhbxcfNesAyfsAyfbxcfN-sahiee-5 .0式中第60页/共104页第六章 受压构件x bh0 x2asAs 0.002bh； As 0.002bhAs + As 0.006bhAs + As 0.05bh第61页/共104页第六章 受压构件As、AsAsAs：bh；fc、fy，fy； l0/h；N、M， As、As三个未知数，As、 As和 x 怎么办？令x=bh0第62页/共104页)0()5 . 01 (201sahyfbbbhcfNes

18、A-ysybcsfNAfbhfA-01利用两个基本公式可得若As0.002bh? 则取As =0.002bh，然后按As已知计算转类型二若As bh0？若As rminbh？ 则取As=rminbh按As、As转类型一第六章 受压构件取x= 2as ，计算As ，则：若x 2as ？-0sahyfNesA第65页/共104页 sAs fyAsNeie第六章 受压构件)0()20(11sahsAyfxhbxcfNesAssAyfbxcfN-第66页/共104页bh0 0.3h0- ei0.3h0 -计算时，先假定11.0第72页/共104页第六章 受压构件N, N Nb- N Nb -已知e0,

19、 求Nu ；已知N, 求Mubh；fc、fy，fy； l0/h； As 、 As，e0 关键先取1 =1，待求得Nu后再复核1。 若不相符，以新求得的1再次循环。 不需要如此第73页/共104页暂取1 =1求eiei0.3h0No转小偏心-即类型七由基本公式消去N求出x若2as x bh0若x 2as 否则以新的1再次循环由x bh0小偏心转类型七第74页/共104页bh；fc、fy，fy； l0/h； As 、As，N, 第六章 受压构件Mu=Nue0，故关键是求e0第75页/共104页 =1fcbbh0+f yAs-fyAsNo转小偏心（即类型八） （由基本公式1）（由基本公式2）yes若

20、x 2as若2as x bh0（由x 2as时的公式）=Ne0（由 ei+h/2-as 或 ei-h/2+ as 和ei= e0+ ea（为含有ei的表达式）第76页/共104页第六章 受压构件已知e0, 求Nu ；已知N, 求Mubh；fc、fy，fy； l0/h； As 、 As，e0 关键先取 1 =1，待求得Nu后再复核1。 若不相符，以新求得的 1再次循环。 不需要如此第77页/共104页暂取 1 =1求eiei0.3h0No转大偏心-即类型五由基本公式消去N求出xyes重算 1 =0.5fcA/Nu，若与暂取 1相符输出Nu否则以新的 1再次循环yes若bh0 x cyh若x h若

21、x bh0转类型五若cyh0 x Nb时，为小偏心受压第82页/共104页第六章 受压构件第83页/共104页第六章 受压构件bbhcfsahbbhcfNebhcfbN-01)0)(1(20143. 001)0(201)5 . 01 (sahyfbhcfNesAsA-第84页/共104页 的 由两个基本方程求解对称配筋小偏心受压构件时， 出现如下 的三次方程)()5 . 01 (00112011ahhbfNbhfNecbbcbb-上式的计算很麻烦。为简化计算，取(1-0.5)=0.43，即得的计算公式bcbccbbhfahbhfNebhfN-010120101)(43. 0第85页/共104页

22、6.5 矩形截面正截面承载力计算第六章 受压构件第86页/共104页建工与道桥的区别-针对单向偏压构件的计算e0 须先取 1 =1，待求得Nu后再复核 1。 若不相符，以新求得的 1再次循环。不需要如此第六章 受压构件第87页/共104页cf1cdfsdfyfdN0N1yfsdf0,eie0eae0NAcf5 . 01007 . 22 . 01heMdM0第六章 受压构件第88页/共104页第六章 受压构件时当fhx 按宽度为bf的矩形截面计算。时的计算公式当fhx NoImage-0001122ahAfhhhbbxhbxfNeAAfhbbbxfNsyfffcsssyffcxfhxfh第89页

23、/共104页第六章 受压构件时当)(fhhx-计算时应计入受压较小边缘受压部分的作用。NoImage即离N较远侧先发生受压破坏ahAfahhbbhhhbbhhbhfNesyffffffc-000222xfh第90页/共104页MuNuN0A(N0，0)B(Nb，Mb)C(0，M0)表示截面处于极限状态。第六章 受压构件表示截面未达到极限状态。表示截面承载力不足。， 最大，轴心受压。最大，界限破坏。 ，纯弯。第91页/共104页CB段 ：Mu随N的增加而增加；AB段 ：Mu随N的增加而减小。：为受拉破坏；：为受压破坏。第六章 受压构件MuNuN0A(N0，0)B(Nb，Mb)C(0，M0)第92页/共104页MuNuN0A(N0，0)B(Nb，Mb)C(0，M0)Nb第六章 受压构件 随配筋率的增加， 曲线向外侧增大。第93页/共104页第六章 受压构件第94页/共104页2、破坏准则nxcuuRsiysixusiRcjycjxucjeee-)cossin()cossin(第六章 受压构件X中和轴*YxnnRMxecuecjesiMy1、划分为钢筋单元 和混凝土单元01. 0scuceee3、计算e 几何条件 平截面假定4、计算物理条件 e曲线第95页/共104页-nisiy