混凝土结构构件计算

18
第二节 .轴心受压构件
*计算要点:
(1)配筋率限制:规范规定,受压构件全部纵向钢筋的最小配 筋率为0.6%,当采用HRB400级钢筋时,可减少0.1%,即0.5%.
*一般可取适宜配筋率1%
(2)
— —可假定取1.0
19
第二节.轴心受压构件
• 【例1】某多层现浇框架结构房屋。底层中间柱按 轴心受压构件计算。该柱以承受恒荷载为主，安全 等级为二级。轴向力设计值N=2160KN,计算长度
3
第一节 轴心受拉构件
一、概述:
承受纵向拉力的构件，称为受拉构件。
当纵向拉力作用线与构件截面形心轴线重合时为轴心受拉构件； 当纵向拉力作用线偏离构件截面形心轴线时，或构件上既作用有拉力又 作用有弯矩时，则称为偏心受拉构件。
4
第一节 轴心受拉构件
• 钢筋混凝土桁架中的拉杆、有内压力的圆管管壁、圆形水池的环形池壁等， 可以按轴心受拉构件计算。 联肢剪力墙的某些墙肢、双肢柱的某些肢杆、悬伸式桁架承受 节间竖向荷载的受拉上弦杆，以及一般屋架承担节间荷载的下弦杆等都属 于偏心受拉构件；此外，经常遇到的矩形筒仓、斗仓及水池，其仓壁或池 壁也同时受到轴向拉力及弯矩的作用，故也属于偏心受拉构件。
N f y As
式中 N——轴向拉力设计值： fy——钢筋抗拉强度设计值，为了控制受拉构件在使用荷载下的变 形和裂缝开展，规定轴心受拉和小偏心受拉构件的fy大于300N／mm2时，
仍应按300N／mm2取用。 应该注意，轴心受拉构件的钢筋用量并不总是由强度要求决定的， 在许多情况下，裂缝宽度验算对纵筋用量起决定作用。
*长柱的极限承载力Nl< Ns(当其他条件相同时）
*考虑长短柱的计算公式的统一，引入系数：
稳定系数 Nl
Ns
14
第二节.轴心受压构件
• 3、配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算
• (1).钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数
15
第二节.轴心受压构件
(2).理想支承柱的计算长度
16
第二节.轴心受压构件
l0=5.6m，混凝土强度等级为C25(f c=11.9N/mm2)。 钢筋采用HRB400( fy’=360N/mm2) 。求该柱的截面
尺寸及纵筋面积。
20
第二节.轴心受压构件
• 四、配有螺旋式（或焊接环式)箍筋的轴心受压构件 正截面承载力计算
1.箍筋的横向约束
对配置螺旋式或焊接 环式箍筋的柱，箍筋所包围的 核芯混凝土，相当于受到一个 套箍作用，有效地限制了核芯 混凝土的横向变形，使核芯混 凝土在三向压应力作用下工作， 从而提高了轴心受压构件正截 面承载力。
5
第一节 轴心受拉构件
•
钢筋混凝土轴心受拉构件一般采用正方形、矩
形或其他对称截面，纵向钢筋在截面中对称布置或沿周
边均匀布置，偏心受拉构件的截面多为矩形。由于偏心
受拉构件的截面作用有弯矩，所以矩形截面的长边宜和
弯矩作用平面平行，纵向钢筋布置在短边上。
• 轴心受拉构件的截面配筋
• 单向偏心受拉
6
第一节 轴心受拉构件
Ns
fc A
f
' y
As'
12
第二节.轴心受压构件
• 短柱的破坏形态
13
第二节.轴心受压构件
• 2.轴心受压长柱的应力分析及破坏形态
长柱：l0/b>8或l0/i >28
• （1）需考虑初始偏心e0的影响， e0产生附加弯矩，附加弯矩引起水平 挠度af，水平挠度又加大初始偏心；
• （2）长柱最终是在弯矩和轴力共同作用下破坏，破坏特征类似偏心受 压柱。
8
第一节 轴心受拉构件
计算要点:
(1).构件截面的确定:从计算公式来看,混凝土构件截面与强 度计算无关,但是从最小配筋率来看,截面大小对配筋量有 限制作用.
(2).一侧最小配筋率:
45 ft 0.2% fy
9
第二节 轴心受压构件
一.几个基本概念:
1.螺旋箍筋(或焊接环箍):
2.长细比: 构件的计算长 度 l0 与构件的 回转半径 i0 之 比
混凝土结构原理及应用
土木工程学院 主讲：冯云平
1
钢筋混凝土基本构件的 承载力和变形
• 主要内容：轴心受力构件, 受弯构件, 偏心受压构件, 偏心受拉构件, 受扭构件, 混凝土结构裂缝与变形控制
2
第3章. 轴心受力构件
•
轴心受力构件包括轴心受拉构件和轴心受压构件,在荷载作用下其截面上
一般作用有轴力（N）、弯矩(M）和剪力(V）。
10
第二节
• 二、受压构件的一般构造 1.材料强度等级 2.截面形式和尺寸 3.纵向钢筋 4.箍筋
轴心受压构件
11
第二节.轴心受压构件
• 三、配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算 1.轴心受压短柱的应力分析及破坏形态 短柱：l0/b≤8或l0/i ≤28 • （1）初始偏心的影响很小，可不考虑； • （2）钢筋和混凝土的压应变相等 • （3）达到极限荷载时，短柱的极限压应变为0.0025～0.0035 短柱的极限承载力
•
轴心受拉和偏心受拉构件中的纵向钢筋配
筋都应满足最小配筋率的要求。从受力的角度看，轴
心受拉构件中并不需要箍筋，但为了形成钢筋骨架，
仍必须设置箍筋，如屋架下弦箍筋间距一般不宜大于
200mm，箍筋直径4～6mm。偏心受拉构件要进行斜截
面抗剪计算，配置箍筋时应考虑抗剪要求。
• 基本ห้องสมุดไป่ตู้念:
•
配筋率:p352-附录9
21
第二节.轴心受压构件
• *配有螺旋式（或焊接环式)箍筋的轴心受压构 件的实际应用:
• (1)当配置普通箍筋不能满足强度要求时; • (2)圆形截面构件。
22
第二节.轴心受压构件
• 2.正截面受压承载力计算
As As
A bh
混凝土保护层厚度:p348--附录 7
7
第一节 轴心受拉构件
• 二、轴心受拉构件正截面承载力计算
•
钢筋混凝土轴心受拉构件，开裂以前混凝土与钢筋
共同承担拉力；开裂以后，开裂截面混凝土退出工作，全
部拉力由钢筋承担；破坏时整个截面全部裂通。所以，轴
心受拉构件的正截面承载力按下列公式计算：
• 长柱的破坏形态
17
第二节 .轴心受压构件
• (3).正截面承载力计算
Nu
0.9(
fc A
f
' y
As'
)
— —稳定系数
N —轴向压力设计值；
A—构件的截面面积,当纵向钢筋配筋率大于0.03时,A改用Ac,Ac=AAs’；
As—全部纵向钢筋的截面面积。
主要计算要求:
（1）截面设计
（2）截面校核