第四章轴心受力构件的受力性能选读.ppt

第四章 轴心受力构件性能与计算 一、工程实例 二、轴心受拉构件的受力分析 1. 受拉构件的配筋形式 二、轴心受拉构件的受力分析 2. 试验研究 二、轴心受拉构件的受力分析 2. 试验研究（桔红表示混凝土的拉应力） 二、轴心受拉构件的受力分析 2. 试验研究 二、轴心受拉构件的受力分析 3. 混凝土和钢筋的应力-应变关系 二、轴心受拉构件的受力分析 4. 混凝土开裂前拉力与变形关系（材料力学） 二、轴心受拉构件的受力分析 5. 混凝土开裂荷载 二、轴心受拉构件的受力分析 6. 极限承载力 三、轴心受拉承载力公式应用 1. 基于承载力的截面设计 三、轴心受拉承载力公式应用 1. 基于承载力的截面设计 三、轴心受拉承载力公式应用 2. 基于承载力的截面校核 四、轴心受压短柱的受力分析 1. 试验研究 四、轴心受压短柱的受力分析 2. 截面分析的基本方程 四、轴心受压短柱的受力分析 3. 荷载-变形关系 四、轴心受压短柱的受力分析 3. 荷载-变形关系 四、轴心受压短柱的受力分析 4. 长期荷载下徐变的影响 四、轴心受压短柱的受力分析 4. 长期荷载下徐变的影响 四、轴心受压短柱的受力分析 4. 长期荷载下徐变的影响 五、轴心受压长柱的受力分析 1. 试验研究（结合材料力学理解） 五、轴心受压长柱的受力分析 2. 稳定系数（l0=?） 五、轴心受压长柱的受力分析 3. 承载力 六、轴心受压承载力公式应用 1. 基于承载力的截面设计 六、轴心受压承载力公式应用 2. 基于承载力的截面校核 七、配有螺旋筋柱的受力分析 1. 配筋形式 七、配有螺旋筋柱的受力分析 2. 试验研究 七、配有螺旋筋柱的受力分析 3. 承载力计算 七、配有螺旋筋柱的受力分析 3. 承载力计算 * * 材料、结构 截面－构件－结构 压 压 压 拉 拉 柱下基础 楼板 梁 梁 墙 楼梯 墙下基础 地下室底板 中柱可近似看成轴压构件 纵筋：受拉 纵筋 箍筋： 其作用是固定和承受意外弯矩 b h 0 0.001 0.002 0.003 0.004 200 100 50 150 N (kN) 平均应变 混凝土：fc=30.8MPa; ft=1.97MPa; Ec=25.1?103MPa. 钢筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205?103MPa; As=284mm2. 152 Nt Nt 915 152 钢筋屈服 混凝土开裂 Nt Nt Ntcr Ntcr Nt? Nt? Nt Nt 结论 三个工作阶段：开裂前，线弹性；开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；钢筋屈服后，Nt基本不增加 首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不再增加（因为混凝土中的拉力不再增加－－粘结应力积累长度不够了） 极限承载力取决于钢筋的数量和强度 ?s ?s ?s=Es?s ?y ?s,h fy ?t ?t o ?t0 ft ?t=Ec?t 混凝土： 因均匀受压，“下降”段不存在 钢筋 b h As A As/A?3%时，A=b?h ?l l Nt Nt Nt ?t As ?s Nt ?t=ft As ?s ?t ?t o ?t0 ft ?t=Ec?t ?s ?s ?s=Es?s ?y ?s,h fy ?t ?t o ?t0 ft ?t=Ec?t As?s（As fy） Nt 混凝土退出工作 As?s（As fy） Nt 设计原则是：Nt?Ntu 为了保证设计截面的极限承载力大于截面的开裂弯矩，避免脆性破坏 As?s（As fy） Nt 最小配筋率的确定原则是：Ntu= Ntcr 不同规范可能还会对上述值进行调整，作为实例见附表4-1 ?s ?s ?s=Es?s ?y ?s,h fy ?t ?t o ?t0 ft ?t=Ec?t As?s（As fy） Nt 验算Ntu Ntcr，若成立，可以；否则取Ntu=Ntcr b h As A Nc Nc 混凝土压碎 钢筋凸出 o Nc ?l 混凝土压碎 钢筋屈服 第一阶段：加载至钢筋屈服 第二阶段：钢筋屈服至混凝土压碎 Nc ?c As’ ?s’ ?s ?s ?s=Es?s ?y ?s,h fy ?0=0.002 o ?c fc ?c 平衡方程 变形协调方程 物理方程(以fcu?50Mpa为例) 均匀受压， 无下降段 Nc ?c As’ ?s’ 第一阶段（钢筋屈服前） 非线性关系 Nc ?c As’ fy’ 第二阶段：钢筋屈服后 当?0=0.002时