混凝土结构设计原理ch轴心受力.ppt

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混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院本章要点本章要点第第第第66章章章章钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算（StrengthofReinforcedConcreteAxiallyLoadedMembers）了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程；全过程；掌握轴心受拉和轴心受压构件正截面承载掌握轴心受拉和轴心受压构件正截面承载力的计算方法；力的计算方法；熟悉轴心受力构件的构造要求。

熟悉轴心受力构件的构造要求。

了解建筑工程轴心受力构件与公路桥涵轴了解建筑工程轴心受力构件与公路桥涵轴心受力构件计算方法的相同与不同之处。

心受力构件计算方法的相同与不同之处。

混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院6.1概概述述轴心受拉构件轴心受拉构件纵向拉力作用线与构件截面形心线纵向拉力作用线与构件截面形心线重合的构件重合的构件;轴心受压构件轴心受压构件纵向压力作用线与构件截面形心线重纵向压力作用线与构件截面形心线重合的构件合的构件混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院轴心受拉轴心受拉在实际结构中，在实际结构中，理理想的轴心受拉构件想的轴心受拉构件是是不存在的。

不存在的。

由于施工制造误差、由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混荷载位置的偏差、混凝土不均匀性等原因，凝土不均匀性等原因，往往存在一定的往往存在一定的初始初始偏心距偏心距混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院轴心受压轴心受压在实际结构中，在实际结构中，理想的轴心理想的轴心受压构件是受压构件是不存在的。

不存在的。

由于施工制造误差、荷载位置由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混凝土不均匀性等原的偏差、混凝土不均匀性等原因，往往存在一定的因，往往存在一定的初始偏心初始偏心距距以恒载为主的等跨多层房屋内以恒载为主的等跨多层房屋内柱、桁架中的受压腹杆等，主柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可要承受轴向压力，可近似按轴近似按轴心受压构件计算心受压构件计算混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院框架结构中的柱框架结构中的柱（ColumnsofFrameStructure）工程实例工程实例混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院cAAs6.2.16.2.1受力过程及破坏特征受力过程及破坏特征6.1钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载力计算（钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载力计算（StrengthofReinforcedConcreteAxialTensileMember）NN11、第一阶段：

加载开始到混凝土开裂、第一阶段：

加载开始到混凝土开裂22、第二阶段：

混凝土开裂到钢筋屈服、第二阶段：

混凝土开裂到钢筋屈服33、第三阶段：

钢筋屈服到构件破坏、第三阶段：

钢筋屈服到构件破坏混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院6.2.2建筑工程中钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承建筑工程中钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载力计算载力计算1.计算公式计算公式3-1N拉力的组合设计值；拉力的组合设计值；fy钢筋抗拉筋抗拉强强度度设计值；As全部全部纵向钢筋面积。

纵向钢筋面积。

混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院2.构造要求（构造要求（DetailingRequirements）v箍筋直径箍筋直径d6mm,间距间距s200mm。

v纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先采用直径较小的钢筋。

采用直径较小的钢筋。

v钢筋连接有绑扎连接、焊接连接、螺栓连钢筋连接有绑扎连接、焊接连接、螺栓连接、接、套筒挤压连接等多种方式。

轴拉构件套筒挤压连接等多种方式。

轴拉构件不得采用绑不得采用绑扎的搭接接头。

扎的搭接接头。

v纵筋一侧配筋率纵筋一侧配筋率，且，且。

（为混凝土轴心抗拉强度设计值）为混凝土轴心抗拉强度设计值）混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院6.3钢筋混凝土轴心受压构件正截面承载力计算钢筋混凝土轴心受压构件正截面承载力计算（StrengthofReinforcedConcreteAxialCompressiveMembers）6.3.1概述概述实际工程结构中，一般把承受轴向压力的钢筋混凝土柱按照实际工程结构中，一般把承受轴向压力的钢筋混凝土柱按照箍筋的作用及配置方式分为两种：

箍筋的作用及配置方式分为两种：

l普通箍筋柱（普通箍筋柱（TiedColumns）有纵向钢筋和普通箍筋的柱有纵向钢筋和普通箍筋的柱l螺旋箍筋柱（螺旋箍筋柱（SpiralColumns）有纵向钢筋和螺旋箍筋的柱有纵向钢筋和螺旋箍筋的柱普通钢箍柱普通钢箍柱TiedColumnsTiedColumns螺旋钢箍柱螺旋钢箍柱SpiralColumnsSpiralColumns混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院纵筋的作用：

纵筋的作用：

提高承载力，提高承载力，减小截面尺寸减小截面尺寸提高混凝土的提高混凝土的变形能力变形能力抵抗构件的偶抵抗构件的偶然偏心然偏心减小混凝土的减小混凝土的收缩与徐变收缩与徐变混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院横向箍筋的作用：

横向箍筋的作用：

防止纵向钢筋受防止纵向钢筋受力后压屈力后压屈改善构件破坏脆改善构件破坏脆性性当采用密排箍筋当采用密排箍筋时还能约束核芯内时还能约束核芯内混凝土，提高其极混凝土，提高其极限应变值限应变值固定纵向钢筋位置固定纵向钢筋位置,与纵筋形成骨架，与纵筋形成骨架，保证骨架刚度。

保证骨架刚度。

混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院6.3.2配有普通箍筋的轴心受压构件配有普通箍筋的轴心受压构件1.受力分析及破坏特征受力分析及破坏特征短柱与长柱短柱与长柱短柱（短柱（ShortColumns）是如何形成）是如何形成的？

的？

我们通常将柱的截面尺寸与柱长之比较小的柱，称为我们通常将柱的截面尺寸与柱长之比较小的柱，称为短柱短柱。

在实际结构中，带窗间墙的柱、高层建筑地下。

在实际结构中，带窗间墙的柱、高层建筑地下车库的柱子，以及楼梯间处的柱都容易形成短柱。

车库的柱子，以及楼梯间处的柱都容易形成短柱。

l0/i28（l0为柱计算长度，为柱计算长度，i为回转半径。

为回转半径。

）矩形截面柱，矩形截面柱，l0/b8混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院受压短柱的破坏过程受压短柱的破坏过程n在开始加载时，混凝土在开始加载时，混凝土和钢筋都处于弹性工作阶段，和钢筋都处于弹性工作阶段，钢筋和混凝土的应力基本上钢筋和混凝土的应力基本上按弹性模量的比值来分配。

按弹性模量的比值来分配。

n随着荷载的增加，混凝随着荷载的增加，混凝土出现塑形变形，钢筋的应土出现塑形变形，钢筋的应力比混凝土应力增加更快，力比混凝土应力增加更快，产生内力重分布产生内力重分布。

随着荷载。

随着荷载的继续增加，柱中开始出现的继续增加，柱中开始出现微小的纵向裂缝微小的纵向裂缝。

应力应力轴力轴力混凝土的应力增长钢筋应力增长混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院n在临近破坏荷载时，在临近破坏荷载时，柱身出现很多明显的柱身出现很多明显的纵向裂缝，混凝土保纵向裂缝，混凝土保护层剥落，箍筋间的护层剥落，箍筋间的纵筋被压屈向外鼓出，纵筋被压屈向外鼓出，混凝土压碎。

混凝土压碎。

n柱子发生破坏时，柱子发生破坏时，混凝土的应变达到其混凝土的应变达到其抗压极限应变抗压极限应变（0.0021），钢筋的应），钢筋的应力最大可达到力最大可达到420MP，普通钢筋可屈服，普通钢筋可屈服。

混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院什么是长柱（什么是长柱（SlenderColumns）我们通常将截面尺寸与柱长之比较大的柱定义为我们通常将截面尺寸与柱长之比较大的柱定义为长柱。

长柱。

在实际结构中，一般的框架柱、门厅柱等都属于长柱。

轴在实际结构中，一般的框架柱、门厅柱等都属于长柱。

轴心受压长柱与短柱的主要受力区别在于：

由于偏心所产生心受压长柱与短柱的主要受力区别在于：

由于偏心所产生的附加弯矩和失稳破坏在长柱计算中必须考虑。

的附加弯矩和失稳破坏在长柱计算中必须考虑。

混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院轴心受压长柱的破坏过程轴心受压长柱的破坏过程n由于初始偏心距的存在，构件受由于初始偏心距的存在，构件受荷后产生附加弯矩，伴之发生横向挠荷后产生附加弯矩，伴之发生横向挠度。

度。

n构件破坏时，首先在靠近凹边出构件破坏时，首先在靠近凹边出现大致平行于纵轴方向的纵向裂缝，现大致平行于纵轴方向的纵向裂缝，同时在凸边出现水平的横向裂缝，随同时在凸边出现水平的横向裂缝，随后受压区混凝土被压溃，纵筋向外鼓后受压区混凝土被压溃，纵筋向外鼓出，横向挠度迅速发展，构件失去平出，横向挠度迅速发展，构件失去平衡，最后将凸边的混凝土拉断。

衡，最后将凸边的混凝土拉断。

n混凝土结构设计规范采用稳定混凝土结构设计规范采用稳定系数来表示长柱承载力的降低程度。

系数来表示长柱承载力的降低程度。

混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院2.建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算3-3计算简图计算简图fcfyAsNfyAsAs混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院全部纵向受压钢筋面积；全部纵向受压钢筋面积；构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于0.03时，时，A采用采用；为了保持与偏心受压构件正截面承载为了保持与偏心受压构件正截面承载力计算力计算具有相近的可靠度而引进的系数。

具有相近的可靠度而引进的系数。

j稳定系数；稳定系数；钢筋抗压强度设计值；钢筋抗压强度设计值；混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院3.桥涵工程中配有普通箍筋的轴压柱承载力桥涵工程中配有普通箍筋的轴压柱承载力3-4稳定系数；稳定系数；纵向受压钢筋抗压强度设计值。

纵向受压钢筋抗压强度设计值。

4.构造要求构造要求v材料：

混凝土宜高一些材料：

混凝土宜高一些C25-C40，钢筋宜用，钢筋宜用HRB400级级,HRB500。

v截面：

截面：

b250mm,l0/b30。

v纵筋：

纵筋：

d12mm,圆柱中根数圆柱中根数6，5（一般一般1%-2%）；最小配筋率（一侧和全部）满足规范要；最小配筋率（一侧和全部）满足规范要求。

求。

300mm50mm,c20mm。

混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章混凝土轴心受力构件正截面承载力计算2013昆明理工大学建工学院小结：

截面设