轴心受力构件的截面承载力计算.ppt

平衡条件：确定钢筋与混凝土的应力关系试验表明，在整个加载过程中，由于钢筋和混凝土之间存在着粘结力，两者压应变基本一致es=ec=e达到极限荷载时混凝土的压应变ec＝e0≈0.002，混凝土压应力σc=fc钢筋的压应变es＝ec≈0.002对于400级及以下的普通钢筋：σs=fy≤400MPa此时：Nu＝fy’As’+fcAc≈fy’As’+fcA对于fy400MPa高强度钢筋，钢筋能否屈服？由于此时钢筋的压应变es＝e0≈0.002钢筋的弹性模量Es≈2.0×105MPa钢筋应力：σs＝Ese0≈2.0×105×0.002≈400MPafy钢筋的应力只能大约达到400MPa，而达不到屈服强度－使钢筋强度得不到充分利用所以钢筋混凝土受压构件中不宜采用高强钢筋010020030040050020406080100scss2004006008001000N(kN)scyf=235MPafy=540MPa矩形截面轴心受压长柱前述是短柱的受力分析和破坏特征。对于长细比较大的长柱，试验表明，由于各种偶然因素造成的初始偏心距的影响是不可忽略的。加载后由于有初始偏心距将产生附加弯距及相应的侧向挠度，这样相互影响的结果使长柱最终在弯矩及轴力共同作用下发生破坏。对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破坏”的现象。稳定系数?试验表明，长柱的破坏荷载低于其他条件相同的短柱破坏荷载。《规范》中采用稳定系数?表示承载能力的降低程度，即第三章

轴心受力构件的正截面承载力轴心受拉构件概述钢筋混凝土桁架或拱的拉杆、受内压力作用的环形截面管壁及圆形贮液池的筒壁等，通常按轴心受拉构件计算。3.1轴心受拉构件的承载力计算一、受力过程和破坏特征轴心受拉构件从加载开始到破坏为止，其受力过程可分为三个不同阶段。0→Ncr0→NcrnAAsNNcrNNcrNyNy3个阶段从加载到混凝土开裂前，属于第I阶段。此时，钢筋和混凝土共同承受拉力。应力与应变大致成正比。拉力荷载值和截面平均拉应变之间基本上呈线性关系。混凝土开裂后至钢筋屈服前，属于第Ⅱ阶段。首先在截面最薄弱处产生第一条裂缝，随着荷载的增加，先后在一些截面上出现裂缝。此时，在裂缝处的混凝土不再承受拉力，所有拉力均由钢筋来承担。在相同的拉力增量作用下，平均拉应变增量加大。第Ⅲ阶段：纵向受拉钢筋屈服后，在N保持不变的情况下，构件的变形继续增大，裂缝迅速扩展。直至构件破坏。二、承载力计算公式轴心受拉构件破坏时，混凝土早已被拉裂，全部外力由钢筋来承受。轴心受拉构件的承载力计算公式如下：3.2轴心受压构件的承载力计算当纵向压力N作用线与构件截面形心重合时，称为轴心受压构件；当纵向压力N作用线偏离构件轴线或同时作用轴力及弯矩时，称为偏心受压构件。受压构件往往在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，将导致整个结构的损坏，甚至倒塌。柱的截面尺寸不宜过小，不宜小于250*250。一般应控制在l0/b≤30及l0/h≤25。C圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。B当柱截面的边长在800mm以下时，一般以50mm为模数，边长在800mm以上时，以100mm为模数。D常采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。AI形截面，翼缘厚度大于120，腹板厚度大于100。E一、截面形状和尺寸3.2.1受压构件构造要求02钢筋：纵筋通常采用HRB400级、和HRB500级钢筋，不宜过高。？01混凝土：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C30~C40，在高层建筑中，C50~C60级混凝土也经常使用。二、材料强度钢筋配置构造要求纵向钢筋配筋率过小时，纵筋对柱的承载力影响很小，接近于素混凝土柱，纵筋不能起到防止混凝土受压脆性破坏的缓冲作用。同时考虑到实际结构中存在偶然附加弯矩的作用（垂直于弯矩作用平面），以及收缩和温度变化产生的拉应力，对受压构件的最小配筋率应有所限制。01《规范》规定，轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率不应小于0.6%；一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%。02从经济、施工及受力性能方面考虑（施工布筋过多会影响混凝土的浇筑质量；配筋率过大易产生粘结裂缝，突然卸荷时混凝土易拉裂），全部纵筋配筋率不宜超过5%。全部纵向钢筋的配筋率按r=(As+As)/A计算，一侧受压钢筋的配筋率按r=As/A计算，其中A为构件全截面面积。03三、纵向钢筋1柱中纵