建筑结构PPT0017

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.,了解受压短柱和长柱的破坏特征,；,2,.,掌握轴心受压构件普通箍筋柱的正截面承载力计算。,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,第 二 讲,教学目标：,轴心受压构件的截面设计和截面复核,。,轴心受压构件的破坏特征；,螺旋箍筋柱的受力点,。,重 点,难 点,4.2.1 轴心受压构件的破坏特征,按照长细比,l,的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当,l,8 时属于短柱，否则为长柱。其中,l,为柱的计算长度，,为矩形截面的短边尺寸。,1轴心受压短柱的破坏特征,4.2,轴心受压构件承载力计算,点

2、击播放视频,轴心受压短柱的破坏过程,（1）当轴向力较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形，轴向力在截面内产生的压应力由混凝土合钢筋共同承担。,（2）随着荷载的增大，构件变形迅速增大，此时混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增加缓慢，而钢筋应力的增加则越来越快。,在临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。,当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变=0.002，相应的纵向钢筋应力值=,E,s,=210,5,0.002=400N/mm,2,。因此，当纵筋为高强度钢筋时，构件破坏时纵筋可能达

3、不到屈服强度。显然，在受压构件内配置高强度的钢筋不能充分发挥其作用，这是不经济,的。,2轴心受压长柱的破坏特征,轴心受压长柱的破坏过程,点击播放视频,（1）初始偏心距导致附加弯矩，附加弯矩产生的水平挠度又加大了初始偏心距；较大的初始偏心距将导致承截能力的降低。破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯向外凸出，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡并将凸边混凝土拉裂而破坏。,（2）长细比较大时，可能发生“失稳破坏”。,由上述试验可知，在同等条件下，即截面相同，配筋相同，材料相同的条件下，长柱承载力低于短柱承载力。在确定轴心受压构件承截力计算公式时，规范采用构件的稳定系数 来表示

4、长柱承截力降低的程度。长细比,l,0,/,b,越大，值越小，当,l,0,/,b,8时，,=,1。,稳定系数 可按下式计算：,（4.2.1）,式中 柱的计算长度;,矩形截面的短边尺寸，圆形截面可取,（为截面直径），对任意截面可取 （为截面最小回转半径）。,构件的计算长度,l,0,与构件两端支承情况有关，对于一般的多层房屋的框架柱，梁柱为刚接的框架各层柱段。现浇楼盖：底层柱,l,0,1.0,H,；其余各层柱段,l,0,1.25,H,。装配式楼盖：底层柱,l,0,1.25,H,；其余各层柱段,l,0,1.5,H,。,4.2.2 普通箍筋柱的正截面承截力计算,1.基本公式,钢筋混凝土轴心受压柱的正截面

5、承载力由混凝土承载力及钢筋承载力两部分组成，如图4.2.4所示。,根据力的平衡条件，得出短柱和长柱的承载力计算公式为：,(4.2.2),式中,N,u,轴向压力承载力设计值；,N,轴向压力设计值；,钢筋混凝土构件的稳定系数；,f,c,混凝土的轴心抗压强度设计值，按表2.2.2采用；,A,构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于3%时，,A,应改为,A,c,=,A,A,s,/,；,f,y,纵向钢筋的抗压强度设计值，按附表2.1.1采用；,A,s,全部纵向钢筋的截面面积。,式中系数0.9，是考虑到初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性，引入的承载力折减系数；,2计算方法,（1）截面设计,

6、已知：构件截面尺寸,b,h,，轴向力设计值，构件的计算长度，材料强度等级。,求：纵向钢筋截面面积,计算步骤如,图4.2.5,。,（2）截面承载力复核,已知：柱截面尺寸,b,h,，计算长度 ，纵筋数量及级别，混凝土强度等级。,求：柱的受压承载力,N,u,，或已知轴向力设计值,，判断截面是否安全。,【例,4.2.1,】已知某多层现浇钢筋混凝土框架结构，首层中柱按轴心受压构件计算。该柱安全等级为二级，轴向压力设计值,N,=1400kN,，计算长度,l,0,=5m,，纵向钢筋采用,HRB335,级，混凝土强度等级为,C30,。求该柱截面尺寸及纵筋截面面积。,【解】,f,c,=14.3N/mm,2,，,

7、f,y,=300N/mm,2,，=1.0,（1）初步确定柱截面尺寸,设,=1%,，,=1,，则,=89916.5mm,2,选用方形截面，则,b,=,h,=299.8mm,，取用,h,=300mm,。,（2）计算稳定系数,l,0,/,b,=5000/300=16.7,=0.869,（,3,）计算钢筋截面面积,A,s,=1677mm,2,（,4,）验,算配筋率,=1.86%,=0.6%，且3%，满足最小配筋率要求，且勿,需重算。,纵筋选用4 25（,A,s=1964mm2），箍筋配置8300，如图4.2.7。,4 25,8300,300,300,【解】查表得 =300N/mm,2,，,f,c,=1

8、1.9N/mm,2,，=1256 mm,2,（,1,）确定稳定系数,l,0,/,b,=4500/300=15,=0.911,【例,4.2.2,】某现浇底层钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸,b,h,=300,300mm,，采用,4 20,的,HRB335,级（,f,y,=300N/,mm,2,）钢筋，混凝土,C25,（,f,c,=9.6N/mm,2,），,l,0,=4.5m,，承,受轴向力设计值,800kN,，试校核此柱是否安全。,（2）验算配筋率,（3）确定柱截面承载力,=0.90.911(11.9300300+3001256),=1187.0510,3,N=1187.05kN,N,=800kN

9、,此柱截面安全。,4.2.3螺旋箍筋柱简介,1螺旋箍筋柱的受力特点：,螺旋箍筋柱的箍筋既是构造钢筋又是受力钢筋。由于螺旋筋或焊接环筋的套箍作用可约束核心混凝土（螺旋筋或焊接环筋所包围的混凝土）的横向变形，使得核心混凝土处于三向受压状态，从而间接地提高混凝土的纵向抗压强度。,2螺旋箍筋的构造：,箍筋为螺旋环或焊接圆环，间距不应大于80mm及0.2,d,cor,（,d,cor,为构件核心直径，即螺旋箍筋内皮直径），且不宜小于40mm。间接钢筋的直径应符合柱中箍筋直径的规定。,小 结,普通箍筋柱的正截面承载力计算步骤。,作业布置,预 习：4.3,思考题:4.2,习 题:4.2、4.3。,结束！,谢谢大家！,