轴心受压构件承载力计算ppt课件

1、 第六章第六章 轴心受压构件承载力计算轴心受压构件承载力计算 本章主要内容1 1配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件的破坏形状、配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件的破坏形状、承载力计算；承载力计算； 2 2配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件的破坏形状、配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件的破坏形状、承载力计算；承载力计算； 3 3稳定系数的概念及其影响要素；稳定系数的概念及其影响要素； 4 4中心混凝土强度分析及强度计算；中心混凝土强度分析及强度计算； 5 5普通箍筋柱、螺旋箍筋柱的配筋特点和构造要求。普通箍筋柱、螺旋箍筋柱的配筋特点和构造要求。6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件

2、一、钢筋混凝土柱的分类一、钢筋混凝土柱的分类 普通箍筋柱：配有纵筋和箍筋的柱普通箍筋柱：配有纵筋和箍筋的柱 ,(,(图图6-1a)6-1a)。 螺旋箍筋柱：配有纵筋和螺旋筋或焊接环筋的柱螺旋箍筋柱：配有纵筋和螺旋筋或焊接环筋的柱,(,(图图6-6-1b)1b)。 其中：纵筋协助受压、承当弯距、防止脆性破坏。其中：纵筋协助受压、承当弯距、防止脆性破坏。 螺旋筋提高构件的强度和延性。螺旋筋提高构件的强度和延性。纵向钢筋纵向钢筋箍筋螺旋箍筋图图6-1 两种钢筋混凝土轴心受压构件两种钢筋混凝土轴心受压构件 a)普通箍筋柱普通箍筋柱 b)螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件纵

3、向钢筋作用:协助混凝土承当压力防止混凝土出现忽然的脆性破坏，并接受由于荷载的偏心而引起的弯矩箍 筋 作 用:与纵筋组成空间骨架，减少纵筋的计算长度因此防止纵筋过早的压屈而降低柱的承载力二、破坏形状二、破坏形状1.1.影响要素：影响要素： 1 1徐变：徐变： 使钢筋应力忽然增大，砼应力减小应力重分布使钢筋应力忽然增大，砼应力减小应力重分布 忽然卸载砼会产生拉应力。忽然卸载砼会产生拉应力。 2 2长细比：长细比：(l0/b) (l0/b) 2 2普通箍筋柱的破坏特征普通箍筋柱的破坏特征 1 1短柱破坏短柱破坏资料破坏。资料破坏。 破坏特征破坏特征: :纵向裂痕、纵筋鼓起、砼崩裂。纵向裂痕、纵筋鼓起

4、、砼崩裂。 6.1 6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件|ssdcSAfAfP承载才干承载才干2长柱破坏长柱破坏失稳破坏失稳破坏 破坏特征：凹侧砼先被压碎，破坏特征：凹侧砼先被压碎，砼外表有纵向裂痕；凸侧那么由受压忽砼外表有纵向裂痕；凸侧那么由受压忽然转为受拉，出现横向裂痕；破坏前，然转为受拉，出现横向裂痕；破坏前，横向挠度添加很快，破坏来得比较忽然，横向挠度添加很快，破坏来得比较忽然，导致失稳破坏。承载才干要小于同截面、导致失稳破坏。承载才干要小于同截面、配筋、资料的短柱。配筋、资料的短柱。 |SlPP承载才干承载才干三、纵向稳定系数三、纵向稳定系

5、数 1.1.定义：思索构件长细比增大的附加效应使构件承载力降低定义：思索构件长细比增大的附加效应使构件承载力降低的计算系数。的计算系数。 2.2.计算：计算： =pl/ps =pl/ps 3. 3. 影响要素影响要素: :长细比、柱的初始挠度、竖向力的偏心有关，长细比、柱的初始挠度、竖向力的偏心有关，混凝土强度等级、钢筋强度等级及配筋率对其影响较小。混凝土强度等级、钢筋强度等级及配筋率对其影响较小。 短柱压坏时的轴心力）稳破坏时的临界承载力欧拉公式）也即长柱失(202ssslAffcAplEIp2121ccdsdEff 6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件短柱：1.0长柱： l0/i

6、(或l0/b) 查表AI=il0 构件的计算长度，与构件端部的支承条件有关。两端铰一端固定，一端铰支两端固定一端固定，一端自在实践构造按规范规定取值1.0l0.7l0.5l2.0l 四、四、 正截面承载力计算正截面承载力计算 规定配有纵向受力钢筋和普通箍规定配有纵向受力钢筋和普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算式为筋的轴心受压构件正截面承载力计算式为 轴心受压构件稳定系数轴心受压构件稳定系数, ,附表附表1-101-10 普通箍筋柱的正截面承载力计算分截面设计普通箍筋柱的正截面承载力计算分截面设计和强度复核两种情况。和强度复核两种情况。 dN09 . 0ssdcduAfAfN6.1 配有纵向

7、钢筋和普通箍筋的轴心受压构件Ac 截面面积：截面面积：当当 0.03时时Ac=AAs1截面设计截面设计 知截面尺寸，计算长度知截面尺寸，计算长度l0，混凝土轴心抗压强度和钢，混凝土轴心抗压强度和钢筋抗压强度设计值，轴向压力组合设计值，求纵向钢筋所筋抗压强度设计值，轴向压力组合设计值，求纵向钢筋所需面积。需面积。 2截面复核截面复核 知截面尺寸，计算长度知截面尺寸，计算长度l0，全部纵向钢筋的截面面积，全部纵向钢筋的截面面积，混凝土轴心抗压强度和钢筋抗压强度设计值，轴向力组合混凝土轴心抗压强度和钢筋抗压强度设计值，轴向力组合设计值，求截面承载力。设计值，求截面承载力。)9 . 0(10AfNrf

8、Acddsds 五、构造要求 1.混凝土 普通多采用C25C40级混凝土。 2截面尺寸 尺寸模数化： 25，30，35,不宜小于250mm。 3纵向钢筋 直径：1232cm ，根为4 ，纵筋之间净距5cm， 净维护层：2.5cm30/blocm2525 6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件最小配筋率最小配筋率:全截面全截面0.5,一那么一那么0.2,附表附表1-94.4.箍筋箍筋 箍筋直径：应不小于纵向钢筋直径的箍筋直径：应不小于纵向钢筋直径的1/4,1/4,且不小于且不小于8mm; 8mm; 箍筋间距：不应大于纵向钢筋直径的箍筋间距：不应大于纵向钢筋直径的1515倍，且不大于构倍，且

9、不大于构件截面的较小尺寸圆形截面用件截面的较小尺寸圆形截面用0.80.8倍直径，并不大于倍直径，并不大于400mm;400mm;在纵向钢筋截面积超越混凝土计算截面积的在纵向钢筋截面积超越混凝土计算截面积的3%3%时，箍时，箍筋的间距应不大于纵向钢筋直径的筋的间距应不大于纵向钢筋直径的1010倍，且不大倍，且不大200mm200mm。 复合箍筋复合箍筋: :沿箍筋设置的纵向钢筋离角筋间距大于沿箍筋设置的纵向钢筋离角筋间距大于150mm150mm或或1515倍箍筋直径取较大者范围，那么应设置复合箍筋。倍箍筋直径取较大者范围，那么应设置复合箍筋。6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件复合箍筋的

10、布设复合箍筋的布设1600KN6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件一、受力分析及破坏特征 1、受力分析 螺旋箍筋或焊接圆环箍筋能约束混凝土在轴向压力作用下所产生的侧向变形，对混凝土产生间接的被动侧向压力，从而提高混凝土的抗压强度和变形才干。 箍筋那么产生环向拉力。当箍筋外部的混凝土被压坏并剥落后，箍筋以内即中心部分的混凝土仍能继续接受荷载，当箍筋到达抗拉屈服强度而失去约束砼侧向变形的才干时，中心砼才会被压碎而导致整个构件破坏，其破坏形状如图62所示。 2、破坏特征 当接受轴向压力时，螺旋箍筋阻止砼的横向变形，使砼处于三向受力形状，轴向力增大到一定数值，砼维护层开场剥落，随着轴向力增大，

11、螺旋箍筋应力也增大，最后到达屈服强度，失去中心砼的约束作用，使砼压碎而破坏。 图图6-2螺旋箍筋柱轴心受压构件破坏情况螺旋箍筋柱轴心受压构件破坏情况6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件二、适用条件和强度提高原理二、适用条件和强度提高原理 1 1适用条件：适用条件： ； 尺寸遭到限制。尺寸遭到限制。 留意：螺旋箍筋柱不如普遍箍筋柱经济，普通不宜采用。留意：螺旋箍筋柱不如普遍箍筋柱经济，普通不宜采用。 2 2强度提高原理强度提高原理 螺旋箍筋对其中心混凝土的约束作用，使混凝土抗螺旋箍筋对其中心混凝土的约束作用，使混凝土抗压强度提高，根据圆柱体三向受压实验结果，约束混凝土的压强度提高，根据圆

12、柱体三向受压实验结果，约束混凝土的轴心抗压强度近似表达式：轴心抗压强度近似表达式： 式中式中 为作用于中心混凝土的径向压应力值。为作用于中心混凝土的径向压应力值。)(127/短柱dl2kffccc26.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件三、承载力计算三、承载力计算 螺旋箍筋柱正截面承载力的计算式并应满足螺旋箍筋柱正截面承载力的计算式并应满足 dN009 . 0ssdssdcorcduAfAkfAfN 螺旋筋仅能间接地提高强度，对柱的稳定性问题毫无协助，因此长柱和中长柱应按着通箍筋柱计算，不思索螺旋筋作用。6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件四、与按普通箍筋柱强度计算值的比较四、与

13、按普通箍筋柱强度计算值的比较 1 1螺旋箍筋柱的强度不会小于普通箍筋柱的强度，即螺旋箍筋柱的强度不会小于普通箍筋柱的强度，即 这种情况在砼维护层面积相对较大时发生。这种情况在砼维护层面积相对较大时发生。 2 2螺旋箍筋配量过小，作用不显著，不计其作用，即螺旋箍筋配量过小，作用不显著，不计其作用，即 假设假设 那么那么 3 3螺旋筋不能提高强度过多，否那么会导致混凝土维护螺旋筋不能提高强度过多，否那么会导致混凝土维护层剥落，即层剥落，即),max(普螺NNNj普NNj)(35. 15 .1ssdcdAfAfNN普螺0sA25. 0sA 6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件五、构造要求五、

14、构造要求 1、螺旋箍筋柱的纵向钢筋应沿圆周均匀分布，其截面积应、螺旋箍筋柱的纵向钢筋应沿圆周均匀分布，其截面积应不小于箍筋圈内中心截面积的不小于箍筋圈内中心截面积的0.5%。常用的配筋率在。常用的配筋率在0.8% 1.2%之间。之间。 2、构件中心截面积应不小于构件整个截面面积的、构件中心截面积应不小于构件整个截面面积的2/3。 3、螺旋箍筋的直径不应小于纵向钢筋直径的、螺旋箍筋的直径不应小于纵向钢筋直径的1/4，且不小，且不小于于8mm，普通采用，普通采用812mm。为了保证螺旋箍筋的作。为了保证螺旋箍筋的作用，螺旋箍筋的间距用，螺旋箍筋的间距S应满足：应满足： S应不大于中心直径应不大于中心直径 的的1/5，即，即S ； S应不大于应不大于80mm，且不应小于，且不应小于40mm，以便施工。，以