受压构件的计算教学课件

受压构件的计算受压构件是指承受轴向压力的结构构件，常见的例子有柱子、墙体等。计算受压构件的承载力是结构设计中的关键步骤，需要考虑材料强度、几何尺寸、边界条件等因素。课程简介钢筋混凝土受压构件钢筋混凝土受压构件是工程结构中常见的承重构件。钢结构受压构件钢结构受压构件通常用于高层建筑和大型工业厂房。砌体受压构件砌体受压构件主要用于墙体和承重柱。课程目标掌握受压构件计算理论理解受压构件的分类、设计依据和计算方法熟练掌握计算步骤能够独立完成钢筋混凝土和钢结构受压构件的计算提升工程实践能力运用理论知识解决实际工程问题，进行受压构件的设计和验算受压构件的分类按受力方向轴向受压构件：受力方向与构件轴线一致。例如柱子、支撑。偏心受压构件：受力方向与构件轴线不一致。例如偏心柱。按截面形状矩形截面：最常见，如混凝土柱子。圆形截面：如钢管柱。其他形状：如T形、工字形。受压构件的设计依据规范和标准国家标准和规范是设计受压构件的基础。这些规范规定了材料强度、荷载和安全系数等关键参数，确保结构安全可靠。荷载和作用设计人员需要分析构件承受的荷载和作用，包括自重、活荷载、风荷载、地震荷载等，并根据不同的荷载类型和组合进行计算。材料性能设计人员需要了解材料的强度、弹性模量、屈服强度等参数，这些参数会影响构件的承载能力和变形特性。几何尺寸构件的截面形状、尺寸和尺寸比也会影响其承载能力和稳定性，设计人员需要根据规范的要求进行选择和优化。受压构件的极限承载能力受压构件的极限承载能力是指构件在破坏前所能承受的最大压力。这是一种重要的结构设计参数，用来确保结构在承受荷载时不会发生失效。极限承载能力取决于材料的强度、截面尺寸和构件的几何形状等因素。在设计中，需要根据材料的特性和荷载情况来确定受压构件的极限承载能力，确保其安全性和可靠性。1强度材料的抗压强度2尺寸截面的面积和形状3几何构件的长度和形状受压构件的设计流程确定构件类型根据构件的受力情况、材料类型、使用环境等因素确定构件类型。确定材料性能根据设计规范和材料试验结果确定材料的强度、弹性模量等性能指标。计算截面尺寸根据构件的受力情况和材料性能，计算确定构件的截面尺寸，确保其能满足强度和稳定性要求。计算配筋根据计算结果和设计规范，确定构件的配筋数量、规格、布置方式等，确保其能满足强度和变形要求。绘制图纸根据计算结果和设计规范，绘制构件的施工图，包括平面图、立面图、剖面图等，以指导施工。钢筋混凝土受压构件的计算1确定截面尺寸考虑荷载和跨度，选择合适的截面尺寸。2确定材料强度根据规范和材料试验结果，确定混凝土和钢筋强度。3计算极限承载力根据材料强度和截面尺寸，计算构件的极限承载能力。4验算强度将计算的承载能力与实际荷载进行比较，确保构件的安全性。钢筋混凝土受压构件的计算是结构设计中的关键环节，需要考虑材料强度、截面尺寸、荷载大小等因素，确保构件的安全性、经济性和耐久性。计算步骤一：确定构件截面尺寸1构件功能承受的荷载类型和大小2材料性能混凝土强度等级，钢筋强度等级3结构类型框架、剪力墙、柱等4建筑规范规范要求的最小截面尺寸确定构件截面尺寸是受压构件计算的第一步，也是非常重要的一步。它直接影响到构件的承载能力、稳定性和经济性。计算步骤二：确定材料强度参数1混凝土强度等级根据设计要求和施工条件选择合适的混凝土强度等级。2钢筋强度等级选择符合设计要求和施工条件的钢筋强度等级，确保钢筋强度满足构件的承载能力要求。3材料性能试验进行混凝土和钢筋的强度试验，确认材料的实际强度是否符合设计要求。计算步骤三：计算极限承载能力1计算截面面积根据截面尺寸计算钢筋混凝土截面面积。2计算钢筋面积根据钢筋直径和根数计算钢筋总面积。3计算极限承载力根据公式计算受压构件的极限承载力。极限承载力是指构件在破坏前所能承受的最大荷载。在计算极限承载力时，需要考虑材料的强度、截面尺寸和钢筋配筋率等因素。极限承载力的计算结果应不小于设计荷载。计算例题一：短柱计算已知条件例题中已知短柱的材料强度、截面尺寸和荷载情况。例如，混凝土强度等级、钢筋强度等级、截面尺寸和轴向压力。计算步骤根据已知条件，计算短柱的极限承载力。首先计算混凝土和钢筋的强度，然后计算截面面积，最后根据公式计算极限承载力。结果分析根据计算结果，判断短柱是否满足承载力要求。如果极限承载力大于实际荷载，则短柱满足要求。否则，需要调整截面尺寸或材料强度等级。计算例题二：长柱计算1确定构件参数首先，需要确定长柱的截面尺寸、材料强度等级以及约束条件等参数。2计算临界屈曲荷载根据长柱的几何形状、材料性能和约束条件，计算其临界屈曲荷载，以确定长柱的稳定性。3计算安全系数将临界屈曲荷载与长柱的设计荷载进行比较，计算安全系数，确保长柱在工作状态下不会发生失稳。钢结构受压构件的计算1确定构件尺寸包括截面形状、尺寸和长度2确定材料性能材料的屈服强度、弹性模量等3计算承载能力根据材料强度和截面尺寸计算计算步骤一：确定构件尺寸1确定构件类型根据实际工程需求，确定受压构件的类型，例如柱子、梁、板等。2确定构件截面形状常用的截面形状有矩形、圆形、工字形等。3确定构件截面尺寸根据设计要求，确定构件截面的宽度和高度。4确定构件长度根据建筑结构的实际尺寸，确定构件的长度。选择合适的尺寸，不仅要满足结构承载能力，还要考虑经济性和施工可行性。计算步骤二：确定材料性能材料强度确定钢材的屈服强度和抗拉强度，这些参数在钢材的材料性能证明书中可以找到。弹性模量确定钢材的弹性模量，通常为200GPa，该参数可以从材料手册中查阅。泊松比确定钢材的泊松比，通常为0.3，该参数可以从材料手册中查阅。其他参数对于特殊用途的钢材，可能还需要考虑其他参数，如焊接性能、疲劳强度等。计算步骤三：计算承载能力1确定屈服强度首先，需要确定钢材的屈服强度，可以从材料的力学性能表中查得。2计算截面面积然后，根据构件的截面尺寸，计算出钢材的截面面积。3计算承载能力最后，将屈服强度与截面面积相乘，即可得到该钢结构受压构件的承载能力。计算例题一：短杆计算1确定截面尺寸根据设计要求选择合适的截面尺寸2材料性能根据材料类型确定材料的屈服强度和弹性模量3计算轴力根据荷载情况计算杆件的轴力4计算应力根据轴力和截面面积计算杆件的应力5验算强度将计算得到的应力与材料的屈服强度进行比较此例题计算的是一根受到轴向拉力的短杆。短杆是指长度远小于截面尺寸的杆件，因此不会发生失稳破坏。为了保证杆件的强度，需要计算杆件的应力并与材料的屈服强度进行比较。计算例题二：长杆计算确定长杆类型根据长细比和材料特性确定长杆类型，例如欧拉长柱或细长杆等。确定临界应力根据长杆类型和材料特性，通过公式或图表确定临界应力值。计算承载力利用临界应力和截面面积计算长杆的承载力，并根据安全系数进行校核。分析结果分析长杆在不同载荷条件下的承载能力，并判断是否满足设计要求。受压构件的变形分析11.概述受压构件的变形是指构件在荷载作用下发生的几何形状改变。22.影响因素受压构件的变形受材料特性、荷载大小、构件截面尺寸和支撑条件等因素影响。33.变形类型受压构件的变形主要包括弹性变形和塑性变形，弹性变形是指荷载去除后可以恢复的变形。44.变形分析变形分析是设计和验算受压构件的重要步骤，确保构件在使用过程中满足安全和功能要求。构件短时变形计算1荷载类型短时变形计算主要考虑集中荷载、分布荷载、温度变化等因素的影响。2材料特性计算时需考虑材料的弹性模量、泊松比等参数。3边界条件需要考虑构件的约束条件，如固定、铰接、自由等。构件长时变形计算长时变形是指构件在长期荷载作用下产生的变形。长时变形主要由混凝土徐变和钢筋的应力松弛引起。1计算公式根据相关规范，采用简化计算方法。2影响因素混凝土强度等级、荷载大小、时间等。3计算步骤确定计算参数、计算变形量、分析结果。计算长时变形时，需要考虑材料的物理特性、荷载的持续时间和环境温度等因素。变形计算例题1选择结构选择典型受压构件2确定材料确定材料的力学性能3施加载荷施加相应的荷载条件4计算变形使用相关公式计算变形量变形计算例题以实际工程案例为背景，模拟真实受压构件的变形情况。通过计算，可以验证设计方案的合理性，并评估结构的安全性和可靠性。受压构件的稳定性分析弯曲失稳当受压构件受到横向荷载作用时，可能会发生弯曲失稳，导致构件整体失去稳定性。扭转失稳当构件受到扭转力矩的作用时，可能会发生扭转失稳，导致构件发生扭曲变形。压弯失稳当受压构件受到纵向压力的同时，也受到横向弯矩的作用时，可能会发生压弯失稳。整体失稳细长柱在受到轴向压力作用时，可能会发生整体失稳，导致构件整体弯曲。稳定性分析步骤稳定性分析是受压构件设计的重要步骤，确保构件在承受荷载时能够保持稳定，避免失稳破坏。1确定构件类型短柱、长柱、板等2计算临界荷载根据构件尺寸、材料性质等计算3比较实际荷载与临界荷载进行比较4判断稳定性实际荷载小于临界荷载，则稳定5采取措施若不稳定，则需采取措施通过稳定性分析，可以确保受压构件的安全性和可靠性。对于长柱等易失稳的构件，稳定性分析尤为重要。稳定性分析例题1确定构件类型和边界条件例如，一个固定端和一个自由端的简支梁2计算临界荷载通过公式或数值方法计算构件的临界荷载3确定安全系数根据构件的材料、使用环境和其他因素确定安全系数受压构件设计中的其他考虑因素温度影响温度变化会引起构件尺寸变化，导致应力变化。对于钢筋混凝土构件，温度应力可能导致开裂。耐久性考虑构件的使用环境，选择合适的材料和结构形式。确保构件能够抵抗腐蚀、冻融、磨损等影响，延长使用寿命。结论安全性受压构件设计应确保结构安全，满足强度、稳定性和变形要求。经济性优化设计方案，选用合适的材料和施工方法，降低造价，提高经济效益。