钢筋混凝土轴心受压构件计算
破坏特征:纵向裂缝、纵筋鼓起、砼崩裂。
承载能力
PSfcAfs'dAs' |
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(2)长柱破坏——失稳破坏 破坏特征:凹侧砼先被压碎,
砼表面有纵向裂缝;凸侧则由受压突然 转为受拉,出现横向裂缝;破坏前,横 向挠度增加很快,破坏来得比较突然, 导致失稳破坏。承载能力要小于同截面、 配筋、材料的短柱。
§6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件
纵向钢筋
纵向钢筋
箍筋
螺旋箍筋
图6-1 两种钢筋混凝土轴心受压构件 a)普通箍筋柱 b)螺旋箍筋柱
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纵向钢筋作用: 帮助混凝土承担压力防止混凝土 出现突然的脆性破坏,并承受由 于荷载的偏心而引起的弯矩
第六章 轴心受压构件承载力计算
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本章主要内容 1.配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件的破坏形态、 承载力计算; 2.配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件的破坏形态、 承载力计算; 3.稳定系数的概念及其影响因素; 4.核心混凝土强度造要求。
ps fcAfsAs(短柱压坏时的轴心力)
3凝. 土影强响度因等素级:长fc、d细2钢比1fEs筋'dc、强' 柱 度1的2 等初级始及挠配度筋、率竖对向其力影的响偏较心小有。关,混
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短柱:=1.0
长柱: … l0/i (或l0/b) 查表
I i=
A
l0 ––– 构件的计算长度,与构件端部的支承条件有关。
箍 筋 作 用: 与纵筋组成空间骨架,减少纵筋 的计算长度因而避免纵筋过早的 压屈而降低柱的承载力
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§6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件
二、破坏形态
1.影响因素: (1)徐变:
●使钢筋应力突然增大,砼应力减小(应力重分布) ●突然卸载砼会产生拉应力。 (2)长细比:(l0/b) 2.普通箍筋柱的破坏特征 (1)短柱破坏——材料破坏。
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能力。 箍筋则产生环向拉力。当箍筋外部的混凝土被压坏并剥 落后,箍筋以内即核心部分的混凝土仍能继续承受荷载,当 箍筋达到抗拉屈服强度而失去约束砼侧向变形的能力时,核 心砼才会被压碎而导致整个构件破坏,其破坏形态如图6-2 所示。
承载能力
Pl PS|
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§6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 三、纵向稳定系数 1.定义:考虑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。
2.计算: =pl/ps
pl l20E2 I(欧拉公式)也即 稳长 破柱 坏失 时的临界承载力
●复合箍筋:沿箍筋设置的纵向钢筋离角筋间距大于 150mm或15倍箍筋直径(取较大者)范围,则应设置复合 箍筋。
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复合箍筋的布设
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1600KN
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§6.2 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
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§6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 一、钢筋混凝土柱的分类 普通箍筋柱:配有纵筋和箍筋的柱 ,(图6-1a)。 螺旋箍筋柱:配有纵筋和螺旋筋或焊接环筋的柱,(图6-1b)。
其中:纵筋帮助受压、承担弯距、防止脆性破坏。 螺旋筋提高构件的强度和延性。
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§6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件 2、破坏特征
当承受轴向压力时,螺旋箍 筋阻止砼的横向变形,使砼处 于三向受力状态,轴向力增大 到一定数值,砼保护层开始剥 落,随着轴向力增大,螺旋箍 筋应力也增大,最后达到屈服 强度,失去核心砼的约束作用, 使砼压碎而破坏。
N u 0 .9fcA d fs 'A d s '
当 > 0.03时
Ac=A-As
φ—轴心受压构件稳定系数,附表1-10 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。
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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,轴向压力组合设计值,求纵向钢筋 所需面积。
35…,不宜小于250mm。 3.纵向钢筋
直径:12~32cm ,根为≥4 ,纵筋之间净距≥5cm, 净保护层:≥2.5cm
最小配筋率:全截面0.5,一则0.2,附表1-9
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§6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 4.箍筋
●箍筋直径:应不小于纵向钢筋直径的1/4,且不小于8mm; ●箍筋间距:不应大于纵向钢筋直径的15倍,且不大于构 件截面的较小尺寸(圆形截面用0.8倍直径),并不大于 400mm;在纵向钢筋截面积超过混凝土计算截面积的3%时, 箍筋的间距应不大于纵向钢筋直径的10倍,且不大200mm。
As' f1s'd(0r0.9NdfcdA)
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,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。
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§6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件
五、构造要求 1.混凝土 一般多采用C25~C40级混凝土。 2.截面尺寸 ① lo /②b30 ③2尺5 寸2c 模5m 数化: 25,30,
两端铰
1.0l
一端固定,一端铰支 0.7l 实际结构按
两端固定
规范规定取值 0.5l
一端固定,一端自由 2.0l 钢筋混凝土轴心受压构件计算
§6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件
四、 正截面承载力计算
《公路桥规》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
≤ 0Nd
Ac ––– 截面面积: