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文檔簡介
1、會計學1水工鋼筋混凝土結構學受壓構件承載力水工鋼筋混凝土結構學受壓構件承載力計算計算(a)軸心受壓 (b)單向偏心受壓 (c)雙向偏心受壓受受壓壓構構件件種種類類xyNN, MxN, Mx , My水電站廠房柱荷載分析及截面內力受受壓壓構構件件內內力力N, M , V發電機層發電機層受彎構件受彎構件? ?受壓構件受壓構件? ?框架結構荷載分析正截面承載力(N)單單向向偏偏心心受受壓壓構構件件sssycAAfbxfNKNu000.71.25sin0.07svutyvysbsAKVVf bhfhf ANs斜截面受剪承載力(V)研究方法研究方法:受壓構件承載力同受彎構件受壓構件承載力同受彎構件破壞形
2、態破壞形態;計算簡圖計算簡圖;基本公式基本公式;適用條件適用條件復習受彎構件正、斜截面承載力內容,掌握受壓構件承載力特殊內容1:閘墩;2:閘門;3:剛架;4:公路橋;5:工作橋 應用應用: :水閘工作橋水閘工作橋( (剛架剛架) )剛架為空間結構,分為橫(順河)向和縱(橫河)向按平面框架計算。5002502505 10400300 8100300400 8100 880778831.931.924.024.0活動門槽 1 :10杯口配筋圖 1 :20工作橋中心線吊繩中心線剛架配筋圖 1 :20999-9剖面圖 1 :20 3螺栓30015030030030015088607 87 860790
3、03950395050050757520040016420200200250250100120120772 12445 8100 82005 125 125 102600 82001200 81002400 8200955 8100310350300755007575400751000300502 12 8100445 8200955 81002400 82001200 81002600 8200 8806 10300300601206060300200 190190204006060剛架縱向計算剛架縱向計算計算簡圖:獨立柱荷載:工作橋身傳來及自重工況1.一孔閘門剛開啟,另一孔未開啟.2.兩孔
4、閘門同時開啟。3.一跨工作橋吊裝完,相鄰一跨未吊裝剛架橫向計算剛架橫向計算計算簡圖立柱和橫梁軸線組成框架結構。荷載水平荷載和垂直荷載最不利工況閘門開啟到最高位。5002502505 10400300 8100300400 8100 880778831.931.924.024.0活動門槽 1 :10杯口配筋圖 1 :20工作橋中心線吊繩中心線剛架配筋圖 1 :20999-9剖面圖 1 :20 3螺栓30015030030030015088607 87 86079003950395050050757520040016420200200250250100120120772 12445 8100 82
5、005 125 125 102600 82001200 81002400 8200955 8100310350300755007575400751000300502 12 8100445 8200955 81002400 82001200 81002600 8200 8806 10300300601206060300200 190190204006060對稱配筋,最不利內力組合的選取。研 究內容 軸心受壓構件正截面承載力計算 偏心受壓構件正截面承載力計算 對稱配筋的矩形截面偏心受壓構件 偏心受壓構件截面承載能力N與M的關系 牛腿設計本章內容 第一節受壓構件的構造要求第二節軸心受壓構件正截面承載
6、力計算 第三節偏心受壓構件正截面承載力計算 第四節對稱配筋的矩形截面偏心受壓構件第五節偏心受壓構件截面承載能力N與M的關系第六節 偏心受壓構件斜截面受剪承載力計算第七節雙向偏心受壓構件正截面承載力計算軸心受壓軸心受壓軸心N縱筋改善構件脆性破壞性質縱筋全部受壓箍筋作用N柱的鋼筋骨架受受壓壓構構件件的的構構造造要要求求AssAh0aab偏心受壓偏心受壓偏心N縱筋受力:受壓或受拉截面長邊及縱筋布置箍筋作用受受壓壓構構件件的的構構造造要要求求軸壓采用方形或圓形偏壓采用矩形、 T形和工字形截面形式和尺寸截面形式和尺寸 截面長邊布置在彎矩作用方向,長短邊比值1.52.5。 截面尺寸不宜過小,水工建筑現澆立
7、柱邊長300mm。縱向彎曲受受壓壓構構件件的的構構造造要要求求縱向鋼筋縱向鋼筋作用:協助砼受壓;承擔彎矩。 常用HRB335、HRB400。不宜用高強鋼筋。直徑12mm,常用直徑1232mm。縱筋數量不能過少,破壞呈脆性。縱筋不宜過多,合適配筋率0.82.0。受壓構件承載力主要取決于砼強度,應采用強度等級 較高的砼,如C25 、C30或更高。 砼砼受受壓壓構構件件的的構構造造要要求求 箍筋箍筋箍筋直徑和間距阻止縱筋受壓向外凸,防止砼保護層剝落;約束砼;抗剪。箍筋應為封閉式。受受壓壓構構件件的的構構造造要要求求截面有內折角時箍筋的布置基本箍筋和附加箍筋b400600h1000b400b4001h
8、4001000h1500600h1000600h1000b40012h400受受壓壓構構件件的的構構造造要要求求承重墻說明說明1.實際工程中有無理想的軸心受壓構件?2.現行規范把受壓構件分為軸心受壓和偏心受壓兩類。內容內容一、試驗結果1.短柱截面應力-應變2.長柱破壞形態3.應力重分布二、普通箍筋柱的計算軸軸心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算軸壓短柱破壞軸壓短柱破壞全截面受壓壓應變均勻csyf 砼應力 鋼筋應力 cfsccuAfAfNy截面應變截面應力短柱承載力軸軸心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算在彎矩和軸向力共同作用下破壞。 長柱破壞荷載小于短柱,柱子越
9、細長小得越多。 特別細長柱發生失穩破壞。 長柱不僅發生壓縮變形,還發生縱向彎曲。 軸壓軸壓長柱長柱破壞破壞軸軸心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算穩定系數表示長柱承載力較短柱的降低,考慮二次彎矩影響。/uuuuNNNN長長短短 長柱承載力長柱承載力直接在短柱承載力上打折扣軸軸心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算長細比l0/b 8或 l0/i 8短柱的稱為短柱。 長細比限制在l0/b 30,l0/h25。實際工程構件計算長度l0取值可參考規范。普通箍筋柱的計算普通箍筋柱的計算 sA N軸力設計值;A構件截面面積; 全部縱筋的截面面積; 軸壓構件的穩定系數。)(sy
10、cuAfAfNKN軸軸心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算不同箍筋短柱的荷載應變圖 A不配筋的素砼短柱;B配置普通箍筋的鋼筋砼短柱;C配置螺旋箍筋的鋼筋砼短柱。普通鋼箍柱螺旋鋼箍柱柱的承載力和延性柱的承載力和延性軸軸心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算N初始受力 應力重分布(長期荷載)應力重分布(長期荷載)荷載長期作用砼發生徐變,砼與鋼筋之間應力重分布。變形協調長期荷載軸軸心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算試分別分析混凝土干縮和徐變對鋼筋混凝土軸心受壓構件和軸心受拉構件應力重分布的影響。 混凝土徐變鋼筋有無徐變?應力重分布與初始受力比較, 鋼筋
11、與混凝土應力重新分布。 破壞特征:受拉鋼筋先fy,然后受壓砼 cu。 破壞時截面應力:s=fy, s=fy 與配筋量適中的雙筋受彎構件的破壞相類似。破壞有預兆,屬延性破壞。也稱為大偏心受壓破壞 。偏壓短柱受拉破壞偏壓短柱受拉破壞發生條件: 偏心距較大, As配筋合適。偏偏心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算 e0很小,全部受壓 e0稍大,小部分受拉e0較大,拉筋過多破壞特征:砼 cu , As應力達不到屈服 。 破壞時截面應力s=fy , As應力達不到屈服 。屬于脆性破壞,也稱為小偏心受壓破壞。偏偏心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算偏壓短柱受壓破壞偏壓短柱受
12、壓破壞發生條件破壞形態破壞條件破壞特征截面應力受拉破壞(大偏壓) 偏心距較大,縱筋配置適當 受拉鋼筋首先達到屈服,然后受壓區砼壓碎,受壓鋼筋屈服,構件破壞。破壞有明顯的預兆,裂縫、變形顯著發展。具有延性破壞性質。破壞時:混凝土壓應力為fc;受壓鋼筋As應力為fy;受拉鋼筋As應力為fy受壓破壞(小偏壓) 偏心距較小,或偏心距較大但縱筋配筋率很高 靠近軸向力一側砼被壓碎,受壓鋼筋屈服,遠離受拉或受壓,但一般不屈服。破壞沒有明顯預兆,具有脆性破壞性質。破壞時:混凝土壓應力為fc;受壓鋼筋As應力為fy;受拉鋼筋As應力未知,記為s。偏壓短柱破壞形態偏壓短柱破壞形態兩類破壞的本質區別破壞形態取決于破
13、壞時鋼筋As能否達到受拉屈服。偏心距和As配筋情況。軸心受壓、偏心受壓和受彎構件截面極限應力狀態軸心受壓、偏心受壓和受彎構件截面極限應力狀態構件截面應力隨偏心距變化 計算基本假定平截面假定不考慮混凝土的抗拉作用混凝土和鋼筋的應力應變關系受壓區混凝土采用等效矩形應力圖形。2xa時,受壓鋼筋達到抗壓設計強度。矩形截面偏心受壓矩形截面偏心受壓偏偏心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算平截面假定在受壓構件中的應用?適筋、超筋、界限破壞時的截面平均應變圖受拉破壞受拉破壞 先受拉鋼筋屈先受拉鋼筋屈服,后砼壓碎,服,后砼壓碎,受壓鋼筋壓屈。受壓鋼筋壓屈。受壓破壞受壓破壞受壓砼壓碎,受壓砼壓碎,
14、受壓鋼筋壓屈受壓鋼筋壓屈。界限破壞界限破壞 受拉鋼筋屈服受拉鋼筋屈服的同時砼壓碎,的同時砼壓碎,受壓鋼筋壓屈。受壓鋼筋壓屈。NMcuy受拉破壞受拉破壞受壓破壞受壓破壞界限破壞界限破壞x0由平截面假定可知:當xxb即b時,為大偏心受壓破壞當xxb即b時,為小偏心受壓破壞sbEfy0033. 018 . 0AsAsh0大大小小偏偏心心受受壓壓破破壞壞的的判判別別力和力矩的平衡ahee20 受拉邊或受壓較小邊鋼筋的應力; e0軸向力對截面重心的偏心距,e0MN。s推導基本公式基本公式sssycAAfbxfNKNu0sy0c2ahAfxhbxfeNKNeu偏偏心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力
15、力計計算算小偏心受壓小偏心受壓s的計算的計算平截面假定cu和x ss= sEs cusx0h0NMAsAs00hxscucu) 11(00hxcus08 . 0 xx 0033. 0cusssE) 18 . 0(0033. 0ssE 代入小偏心受壓構件計算公式,變為3個方程,要解x的三次方程。將s的計算式簡化。偏偏心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算) 18 . 0(0033. 0ssE簡化為經過、點的直線代替曲線ysyffbysf8 . 08 . 0bb6.1偏偏心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算小偏心受壓小偏心受壓s的計算的計算NMcuyx0bAsAsh0
16、cuNMx0AsAsh0點:界限破壞( = b,s = fy) ( = 0.8, x0 = h0 ,s =0)8 . 08 . 000hxxxbbbxx0偏偏心心受受壓壓構構件件正正截截面面承承載載力力計計算算點:中和軸通過As位置柱在偏心壓力作用下,中間截面產生附加撓度f。承受初始(一階)彎矩和附加(二階)彎矩。短柱附加撓度和附加彎矩小,忽略不計;柱各截面彎矩相等為初始彎矩。短柱截面彎矩Ne0長柱附加撓度和彎矩不能忽略,截面彎矩從柱端向柱中截面逐漸增大。長柱截面彎矩N(e0f)偏偏心心受受壓壓構構件件縱縱向向彎彎曲曲的的影影響響偏偏心心受受壓壓構構件件縱縱向向彎彎曲曲的的影影響響偏心距乘一個
17、大于1的偏心距增大系數來考慮二階效應:00001fefeee偏心距增大系數。長柱截面彎矩長柱截面彎矩Ne00hycu2200011lheycu212000)(140011hlhe 界限破壞截面曲率ycuf 撓度和曲率的關系220lf偏偏心心距距增增大大系系數數212000)(140011hlhe1考慮截面應變對曲率的影響系數考慮截面應變對曲率的影響系數大偏壓構件:偏心距影響不大,近似大偏壓構件:偏心距影響不大,近似取為取為1.0。小偏壓構件:小偏壓構件:10.51cf AKN(A:截面面積):截面面積)2長細比對截面曲率的修正系數長細比對截面曲率的修正系數截面曲率隨構件長細比的增大而增大截面曲
18、率隨構件長細比的增大而增大。l0/h15時,影響不大,取時,影響不大,取2=1.0l0/h15時:時:hl0201. 015. 1偏偏心心距距增增大大系系數數212000)(140011hlhe公式原理:以界限破壞截面曲率為主要參數。考慮因素:e0 ,破壞形態,長細比,砼徐變。公式適用范圍:80hl短柱13080hl中長柱300hl細長柱,公式不再適用。偏壓長柱的承載力計算偏壓長柱的承載力計算? ?軸壓采用穩定系數在短柱承載力上打折扣;偏壓采用偏心距增大系數加大M作用以間接考慮長柱承載力降低。偏偏心心距距增增大大系系數數長細比增加,附加彎矩增大, 長柱承載力Nu降低。(同軸壓)短柱、長柱和細長
19、柱 e0相同、長細比不同時Nu的變化試驗表明附加彎矩使偏壓構件承載力降低。偏偏心心受受壓壓構構件件縱縱向向彎彎曲曲的的影影響響偏心距增大系數法是一個傳統的方法,使用方便,在大多數情況下具有足夠的精度,至今被各國規范所采用。式(5-11)是由兩端鉸支的標準受壓柱得到的。對實際工程中的受壓構件,規范根據實際受壓柱的撓度曲線與標準受壓柱撓度曲線相當的原則,通過調整計算長度,將實際受壓柱轉化為兩端鉸支的標準受壓柱來考慮二階效應。因而,偏心矩增大系數法也稱為l0法。 偏偏心心受受壓壓構構件件縱縱向向彎彎曲曲的的影影響響考慮二階效應的計算方法主要除了偏心距增大系數法,還有非線性有限單元法,考慮鋼筋混凝土結
20、構材料的非線性與幾何非線性,對結構進行非線性分析,求出結構在承載能力極限狀態下各截面的內力,包括了一階內力和二階效應引起的附加內力。該方法被認為是一個理論上比較合理、計算結果比較準確的方法。但必須借助計算機進行,計算工作量較大,實際應用不很方便,只有在某些有特別要求的桿系結構二階效應分析時才采用。偏偏心心受受壓壓構構件件縱縱向向彎彎曲曲的的影影響響【例5-2】某鋼筋混凝土偏心受壓柱,級安全級別,b=400mm,h=600mm,a=a=40mm,計算長度l0=5200mm,承受內力設計值 M=161kNm,N=298kN,采用C30混凝土,HRB400鋼筋。求鋼筋截面面積和,并畫出截面配筋圖。【
21、例5-3】某鋼筋混凝土柱采用C25混凝土,HRB335鋼筋;級安全級別;在使用階段,永久荷載標準值對該柱產生的彎矩MGK=30.0kNm及軸向壓力NGK=800.0kN,可變荷載標準值對該柱產生的彎矩MGK=50.0kNm及軸向壓力NGK=750.0kN;柱截面尺寸為bh=350mm500mm;柱在彎矩作用平面的計算長度l0=7200mm。在垂直于彎矩作用平面的計算長度l0=3600mm。試計算該柱所需鋼筋。【例5-4】某水電站廠房邊柱為鋼筋混凝土偏心受壓構件,級安全級別,基本荷載效應組合,承受彎矩設計值為M=69.0kNm,軸心壓力設計值為N=300kN,截面尺寸bh=300400mm,柱計
22、算高度為l0=5000mm ,配有受壓鋼筋2 16( ),受拉鋼筋4 ( ),采用混凝土強度等級C25。試復核柱截面的承載力是否滿足要求?2mm402sA2mm1017sA大大小小偏偏心心受受壓壓破破壞壞的的判判別別由平截面假定可知:當xxb即b時,為大偏心受壓破壞當xxb即b時,為小偏心受壓破壞承載力復核承載力復核(為什么要判別為什么要判別?)e0b截面設計x未知,而偏心距已知 e00.3h0,大偏心受壓e0 0.3h0,小偏心受壓破壞形態不僅僅取決與偏心距,還與As配置量有關。設計完成后,再用x效核。截面設計截面設計大大小小偏偏心心受受壓壓破破壞壞的的判判別別ysbf界限破壞消去Ne0b
23、=0.3h0e0b與材料強度及縱筋配筋率有關sssycAAfbxfNKNu0sy0c2ahAfxhbxfeNKNeuahee20 取縱向受壓、受拉鋼筋為最小配筋率,取常用的混凝土和鋼筋的強度等級,算出界限偏心距eob的平均值為0.3h0。 0.3ho含義是:常用材料強度等級的截面最小界限偏心距eob(min),即當及均取最小配筋率時,eob為最小值。 界限偏心距界限偏心距大大小小偏偏心心受受壓壓破破壞壞的的判判別別ahee20大大偏偏心心受受壓壓截截面面設設計計eo乘以偏心距增大系數s=fy考慮縱向彎曲影響cyssuyKNNf bxf Af A0sy0c2ahAfxhbxfeNKNeuAs和和
24、As均未知均未知兩個基本方程,三個未知數,As、As和,無唯一解。若Asrmin bh0?與雙筋梁類似,為使總配筋面積(As+As)最小?取=b得取As= rmin bh0,按As為已知情況計算。)(020ahfbhfKNeAycsbsysybcsfKNAfbhfA0大大偏偏心心受受壓壓截截面面設設計計0.85bbb超筋(DL)不設計超筋(SL)不設計小偏心受壓(SL DL) 設計As為已知時為已知時(2a x bh0)兩個基本方程二個未知數As 和 x,有唯一解。取x=2a,對As 中心取矩若xb,s1.6b , 直接解算;取s= - fy 及 =1.6b ,再解算。即s -fy ,即s -
25、fy 小小偏偏心心受受壓壓截截面面設設計計當e=h/2-a-e0 h0=h-acK Nf bhAs一側砼可能先達到受壓破壞。對As取矩,可得:而偏心距很小002csyhKNef bh hAfha 小小偏偏心心受受壓壓截截面面設設計計偏偏心心受受壓壓構構件件承承載載力力復復核核 eAfeAfxhebxfsysyc)2(0(1)求x(先按大偏心受壓計算)(2)當2a xbh0時,大偏壓 sysycuAfAfbxfN當xbh0時,小偏心受壓。按小偏心受壓承載力計算方法重新計算。eAfeAxhebxfsyssc)2(0bysf8 . 08 . 0 AAfbxfNsssycu若 1.6b ,取s= -
26、fy 重新計算x若 1.6b )()2(100ahAfxhbxfeNsycu偏偏心心受受壓壓構構件件承承載載力力復復核核小偏壓需驗算垂直彎矩作用平面的軸心受壓承載力。軸心受壓 (b)單向偏心受壓 (c)雙向偏心受壓考慮穩定系數影響。長細比如何計算?偏偏心心受受壓壓構構件件承承載載力力復復核核 某水閘工作橋的中墩支柱,在垂直水流方向的受力情況如圖所示,在閘門開啟的閘孔一邊的縱梁對支柱產生的軸向壓力設計值為 ,在閘門未開啟的閘孔一邊的縱梁對支柱產生的軸向壓力設計值為 ,支柱自重產生的軸向壓力設計值 。試對該柱進行配筋計算。 kNN6 .2711kNN9 .962kNN473剛架縱向計算剛架縱向計算
27、對稱配筋,最不利內力組合的選取。對稱配筋,最不利內力組合的選取。剛架橫向計算剛架橫向計算三角桁架混凝土斜壓破壞 牛腿的外形及鋼筋配置 鋼筋混凝土牛腿的設計鋼筋混凝土牛腿的設計 牛腿可近似看作是以縱筋為水平拉桿,以混凝土為斜壓桿的三角形桁架。 混凝土剪切破壞 牛腿承載力由頂部縱向受力鋼筋、水平箍筋與混凝土三者共同提供。 00.2a h 00.2a h 對對稱稱配配筋筋的的偏偏心心受受壓壓構構件件 受壓構件承受變號彎矩作用,當彎矩數值相差不大,可采用對稱配筋。對稱配筋截面 As=As,fy = fy 對稱配筋構造簡單,施工方便,不會在施工中產生差錯。x2ax 0.3fcA,取N = 0.3fcA偏
28、心受壓構件斜截面受剪承載力偏心受壓構件斜截面受剪承載力防止斜壓破壞構造及最小配箍率配筋000.71.25sin0.07svutyvysbsAKVVf bhfhf ANs025. 0bhfKVc00.70.07tKVf bhN偏偏心心受受壓壓構構件件斜斜截截面面受受剪剪承承載載力力計計算算 雙雙向向偏偏心心受受壓壓構構件件的的正正截截面面承承載載力力計計算算1、雙向偏心受壓構件正截面的破壞形態,也分為受拉破壞和受壓破壞兩種。2、單向偏壓構件正截面承載力計算時采用的基本假定也可應用于雙向偏壓構件。3、雙向偏壓構件正截面破壞時,中和軸與截面主軸斜交,受壓區的形狀可能是三角形、梯形或五邊形。4、各根鋼
29、筋到中和軸的距離不等,往往相差懸殊,使鋼筋應力不均勻,有的達到屈服強度,有的應力則較小。因此使計算相當麻煩。雙雙向向偏偏心心受受壓壓構構件件的的正正截截面面承承載載力力計計算算鋼筋應力:不均勻,有的達到屈服強度,有的應力較小。 (各根鋼筋到中和軸距離不等)壓區混凝土應力形狀: 三角形、梯形或五邊形 (中和軸與截面主軸斜交) 。正截面破壞時截面應力正截面破壞時截面應力雙雙向向偏偏心心受受壓壓構構件件的的正正截截面面承承載載力力計計算算工程設計中采用簡單的近似計算方法工程設計中采用簡單的近似計算方法-承載力相關法承載力相關法雙向偏心受壓承載力與軸心受壓和單向偏心受壓的承載力之間存在一定的相關關系,
30、利用這種關系將雙向偏心受壓構件的計算轉化為軸心和單向偏心受壓構件的計算,從而使計算得到簡化。根據材料力學方法:0uuyux1111NNNKN雙雙向向偏偏心心受受壓壓構構件件的的正正截截面面承承載載力力計計算算Nux軸向力作用于x軸、考慮偏心距 ,按全部縱筋計算的構件偏壓承載力設計值;Nuy軸向力作用于y軸、考慮偏心距 ,按全部縱筋計算的構件偏壓承載力設計值; Nu0全部縱筋計算構件軸壓承載力設計值,不考慮 。xex0yye0只能復核不能直接設計。如設計須先擬定截面尺寸、鋼筋數量及布置方案,然后復核。0uuyux1111NNNKN雙雙向向偏偏心心受受壓壓構構件件的的正正截截面面承承載載力力計計算
31、算受壓構件承載力特殊內容受壓構件承載力特殊內容1.N作用下的破壞形態偏心距不同2.小偏心受壓鋼筋As的應力計算平截面假定縱向彎曲對受壓承載力影響柱長細比軸壓采用穩定系數在短柱承載力上打折扣;偏壓采用偏心距增大系數加大M作用以間接考慮長柱承載力降低。大小偏心受壓的判別:截面設計用偏心距,復核用x;對稱配筋用x關系曲線的應用分為大偏心和小偏心兩類,應用各自規律找出最不利內力組合進行設計熟練掌握:熟練掌握:單向偏心受壓正截面承載力計算簡圖、基本公式、截面設計及復核(非對稱及對稱配筋)復習1 在大偏心和小偏心受壓構件截面設計時都要補充一個條件。寫出各自補充條件,并說明補充條件是根據什么建立的?2 為什
32、么大小偏心受壓構件的判別式有兩個?怎樣應用?3 雙筋矩形受彎構件的正截面承載力計算圖與矩形偏心受壓構件正截面受壓承載力計算圖是一樣的嗎?4小偏心受壓構件鋼筋的應力計算為什么要用公式(5-8)而不用公式(5-7)? 第五章作業一單項選擇題,二問答題三計算題,復習 第五章鋼筋混凝土受壓彎構件承載力計算第五章鋼筋混凝土受壓彎構件承載力計算5.1受壓構件構造受壓構件構造砼砼受壓構件承載力主要取決于砼強度,應采用強度等級較高受壓構件承載力主要取決于砼強度,應采用強度等級較高的砼,如的砼,如C20、C25 、C30或更高。或更高。鋼筋鋼筋常用常用HRB335級、級、HRB400級。不宜用高強鋼筋,不宜用冷
33、級。不宜用高強鋼筋,不宜用冷拉鋼筋。拉鋼筋。直徑直徑 12mm,常用直徑,常用直徑1232mm。現澆時縱筋凈距現澆時縱筋凈距 50mm,最大間距,最大間距 350mm。長邊長邊 600mm,中間設,中間設1016mm縱向構造鋼筋縱向構造鋼筋復習 箍筋箍筋作用:作用:阻止縱筋受壓向外凸,防止砼保護層剝落;阻止縱筋受壓向外凸,防止砼保護層剝落;約束砼;約束砼;抗剪。抗剪。形式:形式:箍筋應為封閉式。箍筋應為封閉式。 基本箍筋和附加箍筋,內角基本箍筋和附加箍筋,內角180180。布置:布置:縱筋綁扎搭接長度內箍筋要加密。縱筋綁扎搭接長度內箍筋要加密。復習 5.2軸心受壓構件軸心受壓構件破壞時特征及應
34、力圖形破壞時特征及應力圖形鋼筋與砼均達到強度鋼筋與砼均達到強度。應力重分布應力重分布砼發生徐變,鋼筋應力砼發生徐變,鋼筋應力,砼應力,砼應力。縱向彎曲縱向彎曲: :穩定系數穩定系數作用:用于考慮長柱的二次彎矩。作用:用于考慮長柱的二次彎矩。長柱與短柱分界:長柱與短柱分界:l0/b8 或或 l0/r 8短柱,短柱, 1計算公式計算公式 復習 5.3偏心受壓構件正截面承載力計算偏心受壓構件正截面承載力計算受拉破壞與受壓破壞過程、特點、應力圖形受拉破壞與受壓破壞過程、特點、應力圖形受拉破壞:受拉破壞:受拉鋼筋先受拉鋼筋先fy,然后受壓砼,然后受壓砼 cu。 破壞時破壞時s s= =fy, c= cu
35、, s=fy受壓破壞:受壓破壞:受壓砼受壓砼 cu ,受拉鋼筋,受拉鋼筋 fy 。 破壞時破壞時sfy, c= cu, s=fy 大偏壓大偏壓e0較大,較大, e0較大不一定發生大偏壓較大不一定發生大偏壓復習偏壓構件的基本假定和公式偏壓構件的基本假定和公式平截面假定、不考慮受拉區砼參加工作、平截面假定、不考慮受拉區砼參加工作、x=0.8x0應力圖形、能推導、能應用應力圖形、能推導、能應用注意偏心矩增大系數注意偏心矩增大系數為什么要引入為什么要引入偏心矩增大系數偏心矩增大系數 與與l0/h有關,有關, l0/h 8,為短柱,為短柱, =1。復習截面設計截面設計 大小偏心判別:大小偏心判別: e0
36、0.3h0,大偏壓;,大偏壓; e00.3h0,小偏壓。,小偏壓。 大偏壓計算:大偏壓計算:令令 = b ,求,求As;若若As minbh0,則直接求,則直接求As 。 若若As minbh0, 則則As= minbh0 s x 若若x 2a(平衡方程)(平衡方程) 若若x2a(對受壓鋼筋取矩)(對受壓鋼筋取矩)和雙筋截面類似。和雙筋截面類似。復習 小偏壓計算:小偏壓計算:令令As= minbh0 由三個方程求由三個方程求 若若 1.6 - b, 為真值,求為真值,求As 若若 1.6- b, 不為真值,取不為真值,取s=-fy, =1.6-b,(當(當h/h0時,取時,取h/h0 ),重新
37、計算。),重新計算。受拉鋼筋、受壓鋼筋均應滿足最小配筋率。受拉鋼筋、受壓鋼筋均應滿足最小配筋率。復習截面復核截面復核假設為大偏壓,對荷載作用點取矩,求假設為大偏壓,對荷載作用點取矩,求 b,大偏壓;,大偏壓;分二種情況:分二種情況: x2a,由平衡方程求,由平衡方程求Nu x2a,對受壓鋼筋取矩求,對受壓鋼筋取矩求Nu b,小偏壓;,小偏壓;以小偏壓圖形重求以小偏壓圖形重求 分二種情況:分二種情況: 1.6- b, 為真值,由平衡方程為真值,由平衡方程Nu 1.6- b, 不為真值,取不為真值,取 s=-fy,重新計算重新計算x,再由,再由平衡方程求平衡方程求Nu。復習 5.4對稱配筋偏心受壓
38、構件對稱配筋偏心受壓構件為什么要對稱配筋為什么要對稱配筋承受數量相近的正負彎矩,施工方便承受數量相近的正負彎矩,施工方便 大偏壓公式、計算過程大偏壓公式、計算過程令令As=As,fy= fy,大小偏心可直接用大小偏心可直接用 判斷。判斷。復習 5.5 NM關系關系大偏壓:大偏壓:M相同,相同,N越小越危險;越小越危險; N相同,相同,M 越大越危險。越大越危險。小偏壓:小偏壓:M相同,相同,N越大越危險;越大越危險; N相同,相同,M 越大越危險。越大越危險。原因:原因:大偏壓是受拉破壞,破壞開始受拉邊,拉應力越大越危大偏壓是受拉破壞,破壞開始受拉邊,拉應力越大越危險。險。大偏壓是受壓破壞,破壞開始受壓邊,壓應力越
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