第3章轴心受力.ppt
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1、第3章 钢筋混凝土轴心受力构件 正截面承载力计算,本章学习要点 了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程; 掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截面承载力的计算方法; 熟悉轴心受力构件的构造要求。,3.1 概述,钢筋混凝土桁架或拱拉杆、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 概述, 在实际结构中,理想的轴心受压构件几乎是不存在的。 由于施工误差、荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性等原因,往往存在一定的初始偏心距。 对以永久荷载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等,主要承受轴向压力,可近似按轴心受压构件计算。,3.1 概述,3.2 轴心受拉构件正
2、截面承载力计算,3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算,几何条件,es =ec =e,物理关系,平衡条件,r =As/Ac,es =ec =e,配筋率,一、轴拉构件受力性能,3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算,换算混凝土面积,当sc = ft 时,混凝土即将开裂。 此时混凝土的弹性特征系数n =0.5,3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算,开裂荷载,开裂瞬间,钢筋应力增量,sc = ft sc = 0,3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算,混凝土开裂后 如果配筋足够,荷载可以继续增加。 但裂缝截面混凝土应力始终为零,开裂以后的全部荷载增量均由钢筋承担。,当钢筋应力达到ss = fy时 极限拉力
3、,Nu= fy As,3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算,s,s,s,c,N,3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算,二、轴心受拉构件正截面承载力计算,N 为轴向拉力的设计值; fy 为钢筋抗拉强度设计值; As 为全部受拉钢筋的截面面积。,构造要求: 1. 纵筋:一般由裂宽验算控制;沿截面周边均匀布置。 2. 箍筋:6,=150200mm。,3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算,1、配有纵筋和普通箍筋的柱 2、配有纵筋和螺旋箍筋的柱,螺旋箍筋柱:箍筋的形状为圆形且间距较密,其作用?,普通箍筋柱:箍筋的作用? 纵筋的作用?,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,3.3 轴心受压构件正截面承载力
4、计算,纵筋的作用: 1、协助混凝土受压, 减小截面尺寸,提高承载力; 2、承受可能出现的较小弯矩产生的拉力; 3、防止构件突然的脆性破坏,提高其变形能力; 4、减小混凝土的徐变变形。,箍筋的作用: 1、防止纵筋受力后压屈,并与纵筋组成钢筋骨架; 2、约束混凝土,防止构件突然的脆性破坏。 3、螺旋箍筋还能约束核心内的混凝土横向变形,使之三向受压,进一步提高构件的承载力及变形能力。,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,N,一、普通箍筋柱,(一)短柱在短期荷载下的受力分析及破坏特征,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,试验结果表明: 当荷载较小时,轴压力与压缩变形基本成正比; 当荷载较大时,变形
5、比荷载增长得快; 最后,柱四周出现纵向裂缝,混凝土保护层剥落,纵筋向外屈折,混凝土被压碎。,此时纵筋应力可达到:,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,可见柱子若采用高强钢筋,则混凝土被压碎时,钢筋还未达到屈服强度,钢筋强度没有得到充分利用。, 钢筋的受压强度:,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,(二)徐变对轴心受压构件的影响,由于混凝土徐变(压缩)的影响,钢筋和混凝土之间会发生应力重分布现象:钢筋压应力逐步增大,而混凝土压应力逐步降低即徐变对混凝土起着卸荷作用.,3.3 轴心受压构件正截面承载力计算,若纵筋配筋率过大,混凝土受到的拉力将会超 过混凝土
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