受压构件承载力计算

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受压构件的承载力计算

受压构件的承载力计算

受压构件的承载力计算一、梁柱的承载力计算方法对于受压构件,在弹性范围内,可以采用弹性承载力计算方法。

弹性承载力计算方法是根据梁柱的理论,主要应用弹性力学原理和应变能平衡条件进行计算。

在弹性承载力计算之外,受压梁柱的承载力还受到稳定性要求的限制。

稳定性要求主要包括屈曲的要求和稳定的要求。

稳定性承载力计算方法就是根据稳定性要求来计算的。

二、承载力计算的基本原理和方法1.构件的截面形态与材料的力学性能有关。

几何形态方面,可以通过截面形心深度、截面形态系数和截面面积等参数来描述。

力学性能方面,主要包括材料的抗压强度、屈服强度和弹性模量等参数。

2.构件的边界条件与受力特性有关。

边界条件主要包括自由端的约束、内力的约束和约束条件等。

边界条件对构件的承载力有着直接的影响,需要进行准确的分析和计算。

3.构件的荷载和荷载组合也是影响承载力计算的重要因素。

荷载包括静力荷载和动力荷载,荷载组合则是不同荷载的叠加组合。

需要根据具体情况来确定荷载和荷载组合,并进行相应的计算。

假设一个矩形柱的尺寸为300mm×400mm,材料抗压强度为250MPa,弹性模量为200 GPa。

根据以上参数,可以进行如下步骤的承载力计算。

1.计算截面形态参数:矩形柱的形心深度h=400/2=200mm形态系数α=(h/t)f/π^2=2.692.弹性承载力计算:根据梁柱的理论,弹性承载力可通过以下公式计算:Pcr=(π^2*E*I)/(kl)^2其中,E为弹性模量,I为惯性矩,kl为有效长度系数。

惯性矩I=1/12*b*h^3=1/12*300*400^3=32,000,000mm^4有效长度系数kl可根据梁柱的边界条件和约束情况进行计算。

假设矩形柱两端均固定,则kl=0.5代入以上参数,可以得到弹性承载力Pcr=200,000N=200kN。

3.稳定性承载力计算:稳定性承载力计算主要包括屈曲的要求和稳定的要求。

对于矩形柱,屈曲要求可通过欧拉公式计算,稳定的要求可通过查表确定。

4钢筋混凝土受压构件承载力计算

4钢筋混凝土受压构件承载力计算

4钢筋混凝土受压构件承载力计算钢筋混凝土受压构件的承载力计算是建筑结构设计中非常重要的一个步骤。

本文将围绕钢筋混凝土受压构件的承载力计算进行详细介绍。

首先,我们需要了解一些与承载力计算相关的基本概念。

1.构件尺寸和几何性质:构件的尺寸和几何性质,如截面面积、高度、宽度等,是计算承载力的基础。

这些参数可以通过结构设计的过程或者实际测量获得。

2.受力分析:在进行承载力计算之前,我们需要对受力分析进行准确的估计。

受力分析包括水平力、垂直力、弯矩和剪力等。

3.材料性能:钢筋混凝土由钢筋和混凝土组成,每种材料都具有其特定的力学性能。

钢筋的弹性模量、屈服强度和抗压强度是承载力计算的关键参数。

混凝土的抗压强度也是一个重要的参数。

计算步骤如下:1.根据结构设计图,确定所需计算的受压构件的几何尺寸。

通常情况下,我们可以使用截面面积来计算构件的承载力。

2.判定构件的计算长度。

构件的计算长度取决于构件的支撑条件和构件的几何形状。

常见的计算长度包括等于构件高度的长度、2倍构件高度的长度和4倍构件高度的长度等。

$$R_c = \phi \cdot A_c \cdot f_{cd}$$其中,$R_c$为构件的抗压承载力(kN),$\phi$为构件的抗压承载力系数(通常为0.65),$A_c$为构件的截面面积(m²),$f_{cd}$为混凝土的抗压强度(MPa)。

4.计算钢筋的抗拉强度。

根据人民共和国行业标准GB1499.2-2024《钢筋机械连接的技术规定》,钢筋的抗拉强度可以通过以下公式计算:$$R_s = A_s \cdot f_{yd}$$其中,$R_s$为钢筋的抗拉承载力(kN),$A_s$为钢筋的截面面积(m²),$f_{yd}$为钢筋的屈服强度(MPa)。

5.比较构件的抗压强度和钢筋的抗拉强度。

如果构件的抗压强度大于钢筋的抗拉强度,则构件的承载力为钢筋的抗拉强度;如果构件的抗压强度小于钢筋的抗拉强度,则构件的承载力为构件的抗压强度。

混凝土受压构件的承载力计算

混凝土受压构件的承载力计算

0 受剪承载力计算
1
1 砌体沿体水平缝的抗剪能力为沿通缝的抗剪承载能力及作用在截面上的压力所产生的摩擦力总和。
VVAf 1.4N o d u
vd
fk
0 式中: Vd—剪力设计值
2
A—受剪截面面积 ○ fvd—抗剪强度设计值 ○ μf—摩擦系数,对实心砖砌体,μf=0.7
Nk—与受剪截面垂直的压力标准值
§17.2受压构件的承载力计算 砌体受压短构件受力状态(图17-2)
特点: (1)构件承受轴心压力时,截面上产生均匀的压应力;
(17-2a) (2)构件承受偏心压力时,压应力分布随偏心距的变化
而变化,砌体表现出弹塑性性能。 (17-2b)
(3)随着偏心距的增大,在远离偏心压力作用的截面边 缘,由受压过渡到受拉,直至破坏,仍会全截面受力。 (17-2c)
φ—轴向受压弯曲系数
拱的承载力计算
1)拱的截面承载力验算
(1)砌体拱圈截面 (2)混凝土拱圈截面 各符号意义同前。
oNdNuAfcd oNdNuAcfcd
2)拱的整体承载力(强度—稳定)验算
近似模拟直杆方法,全拱取一个轴向力和一个偏心距。
(1)砌体拱圈
oN dN u Afcd
(2)混凝土拱圈 oN dN uA cfcd
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§17 圬 土结构构 件的承载
力计算
2 0 2 3
17.1 计算原则
○ 极限状态设计法设计原则是使荷载效应不利组合的设计值要小于或等于结构抗力
效应的设计值 oSRfd,ad
○ 即: ○ 式中:γo —桥梁结构重要系数
S—作用效应组合值
R(·)—构件承载力设计值函数
○ fd—材料强度设计值 ○ ad—几何参数设计值,可采用几何参数标准值 ak

钢筋混凝土受压构件承载力计算

钢筋混凝土受压构件承载力计算

钢筋混凝土受压构件承载力计算首先,我们需要了解一些基本的概念和符号。

在计算中,常用的符号有:-$f_c$:混凝土的抗压强度;-$f_s$:钢筋的抗拉强度;-$A_c$:构件的混凝土截面面积;-$A_s$:构件的受拉钢筋截面面积;-$N_d$:构件所受到的设计轴向力;-$M_d$:构件所受到的设计弯矩;-$h$:构件的高度;-$b$:构件的宽度;-$d$:构件的有效高度。

接下来,我们将介绍两种常用的承载力计算方法:受压钢筋混凝土柱的承载力计算和板梁的承载力计算。

受压钢筋混凝土柱的承载力可以通过弯矩轴心法进行计算。

承载力的计算可以分为以下几个步骤:-第一步,计算混凝土在压力作用下的承载力。

可以使用以下公式:$$N_c = \gamma_c f_c A_c$$-第二步,计算钢筋的抗拉强度。

根据构件的横截面形状和受力状态,可以计算钢筋的受拉面积。

-第三步,计算钢筋的受压承载力。

可以使用以下公式:$$N_s = \eta \gamma_s f_s A_s$$其中,$\eta$为钢筋受压构件的局部稳定系数,$\gamma_s$为钢筋的材料抗拉强度。

-第四步,计算构件的总承载力。

可以使用以下公式:$$N=N_c+N_s$$板梁的承载力计算可以分为以下几个步骤:-第一步,计算构件的混凝土承载力。

可以使用以下公式:$$N_c = \gamma_c f_c A_c$$-第二步,计算构件的钢筋承载力,可以使用以下公式:$$N_s = \gamma_s f_s A_s$$-第三步,计算板梁的破坏模式,根据不同的破坏模式选择合适的计算方法。

-第四步,计算构件的总承载力。

可以使用以下公式:$$N=N_c+N_s$$总结:钢筋混凝土受压构件承载力的计算方法主要有弯矩轴心法和板梁承载力计算法。

在计算过程中需要明确构件的几何形状、材料强度以及荷载的大小等因素,并按照一定的计算步骤进行计算。

在实际设计过程中,还需要考虑其他因素如构件的构造形式、构造材料的可靠性等,以确保构件的安全性和经济性。

第六章受压构件截面承载力计算

第六章受压构件截面承载力计算

第六章受压构件截面承载力计算受压构件包括柱、短杆、墙等结构中的竖向构件。

在受到外部压力的作用下,受压构件会产生内部应力,当该应力超过材料的承载能力时,结构就会发生破坏。

因此,了解受压构件截面的承载能力非常重要,可以保证结构的安全性。

截面承载力计算按照材料的不同分类,一般分为钢材和混凝土结构的计算方法。

以下将分别介绍这两种材料的截面承载力计算方法。

钢材截面承载力计算方法:1.确定边缘受压构件的型式,常见的有矩形、L形、T形和带肋板等,根据构件的几何形状,选择相应的计算方法。

2.通过截面分析,确定构件的有效高度和宽度。

3.确定截面的截面系数,根据构件的几何形状和受力状态,计算出截面系数。

4.根据材料的特性,计算出计算强度和材料的安全系数。

5.通过计算公式,结合以上参数,得出受压构件的截面承载力。

混凝土结构截面承载力计算方法:1.确定混凝土的试验结果,包括抗压强度、抗弯强度等。

2.根据受压构件的几何形状和受力状态,计算出截面的面积和惯性矩。

3.确定混凝土的计算强度和材料的安全系数。

4.根据截面形状和受力状态,选取相应的公式,计算出截面承载力。

5.根据所得结果,进行合理的构造设计。

在受压构件截面承载力计算中,不同材料的计算方法有所不同,但都需要考虑材料的特性和截面的几何形状。

此外,还需要参考相关的标准和规范,以确保计算结果的准确性和可靠性。

总而言之,受压构件截面承载力计算是一个复杂而重要的工作,需要考虑多个因素,包括材料的特性、截面的几何形状和受力状态等。

通过合理的计算方法和准确的数据,可以确定受压构件的最大承载能力,保证结构的安全性和稳定性。

受压构件截面承载力计算

受压构件截面承载力计算

受压构件截面承载力计算
受压构件截面承载力计算是结构工程中的重要计算内容之一、在设计
受压构件时,需要保证构件的承载力不低于设计要求,以确保结构的安全
性和稳定性。

受压构件截面承载力的计算涉及到材料力学、截面形状和尺寸,以及截面临界状态等多个因素。

以下是受压构件截面承载力计算的基
本步骤和方法。

1.分析受压构件的材料力学性能:首先需要确定受压构件的材料类型
和性能参数,包括弹性模量、屈服强度、抗压强度等。

这些参数可以在材
料手册中查找或者进行材料试验获得。

2.确定构件的截面几何特征:受压构件的截面形状决定了其承载能力。

常见的受压构件截面形状包括矩形、圆形、T形、工字形等。

需要根据实
际情况确定构件的截面几何参数,如截面面积、惯性矩、受压边缘等。

3.计算截面承载能力:使用截面承载能力公式或者截面性能表格,根
据受压构件的材料性能和截面几何特征计算截面的承载能力。

常用的计算
方法有强度设计法、极限状态设计法和变形极限设计法等。

4.考虑临界状态和稳定性:受压构件在承载过程中可能会出现临界状
态和稳定性问题,如屈曲、侧扭、局部稳定等。

需根据受压构件的长度、
约束条件、支承条件等因素,对构件进行临界状态和稳定性分析,以确保
构件在正常使用条件下不会失稳。

总结起来,受压构件截面承载力计算是一项复杂的工作,需要综合考
虑材料力学、截面形状和尺寸、临界状态和稳定性等多个因素。

设计工程
师需要有扎实的结构力学和材料力学基础,以及丰富的实际工程经验,才
能进行准确可靠的受压构件截面承载力计算。

第10节钢筋混凝土受压构件承载力计算

第10节钢筋混凝土受压构件承载力计算

第10节钢筋混凝土受压构件承载力计算钢筋混凝土结构中,钢筋混凝土受压构件(如柱和墙)的承载力计算是结构设计中的重要内容之一、本文将从受压构件承载力计算的基本原理、假设条件和计算方法等方面进行详细介绍。

1.基本原理:钢筋混凝土受压构件的承载力计算是基于构件在受压状态下的稳定性和极限强度理论进行的。

根据弹性力学理论,构件在受外载荷作用下会发生弹性变形,当荷载增大到一定程度时,构件进入非弹性变形阶段,到达极限承载力。

因此,承载力计算涉及到弹性极限状态和极限承载力的确定。

2.假设条件:在承载力计算中,一般采用以下假设条件:(1)材料的弹性线性:混凝土和钢筋的应力-应变关系符合弹性线性假设,线性弹性模量E为常数;(2)平面截面假定:构件截面平面仍是平面在载荷作用下仍处于平面;(3)材料的强度:混凝土和钢筋的强度符合破坏准则,常用的有混凝土的抗压强度、钢筋的屈服强度和附加应力等。

3.计算方法:(1)弹性计算:首先进行弹性计算,即通过材料特性和几何性质,计算出构件在设计荷载下的应力和应变,进行稳定性分析,检查是否满足弹性稳定性和承载力要求;(2)极限强度计算:当弹性计算不满足要求时,需要进行极限强度计算。

根据材料的破坏准则,分别计算混凝土的抗压强度和钢筋的屈服强度,并根据材料的强度进行构件抗弯承载力和轴向承载力的计算;(3)受限状态计算:在受压构件中,由于受到压力作用,有可能出现多种破坏状态,如混凝土挤压破坏、钢筋屈服、钢筋断裂等,需要确定受限构件状态下的承载力。

4.常用计算方法:(1)弹性计算:可使用弹性理论方法,如戴森公式、沃弗公式等进行计算;(2)极限强度计算:可使用极限强度理论方法,如塑性区方法、破坏准则方法进行计算;(3)受限状态计算:通常使用零应变截面方法、等效矩形应力块法、等效矩形应力块-受压钢筋法等进行计算。

总之,钢筋混凝土受压构件承载力计算是结构设计中的重要环节,需要根据构件的几何形状、受力情况和所用材料的特性等进行合理的计算。

混凝土受压构件的承载力计算方法

混凝土受压构件的承载力计算方法

混凝土受压构件的承载力计算方法混凝土受压构件的承载力计算方法一、引言混凝土是一种常用的建筑材料,广泛应用于建筑结构中。

混凝土受压构件是建筑结构中常见的构件,其承载力的计算是建筑设计中至关重要的一部分。

本文将介绍混凝土受压构件的承载力计算方法。

二、混凝土受压构件的定义混凝土受压构件是指在压力作用下,由混凝土制成的构件,一般是由柱、墙、梁等构成的。

混凝土受压构件的承载力计算与构件的尺寸、强度、受力方式等有关。

三、混凝土受压构件的承载力计算方法1. 构件受压区的计算混凝土受压构件的承载力计算首先要确定构件受压区的位置和大小。

受压区是指混凝土受到压力作用的区域,一般为柱、墙、梁等的截面。

构件受压区的位置和大小决定了混凝土的应力状态,是承载力计算的基础。

2. 混凝土的强度计算混凝土的强度是指混凝土在受力状态下的抵抗力。

混凝土的强度取决于混凝土的配合比、水胶比、龄期、温度等因素。

混凝土的强度计算是混凝土受压构件承载力计算的重要组成部分。

3. 构件的稳定性计算构件的稳定性是指构件在受力状态下的稳定性能。

稳定性计算主要包括构件的扭曲、屈曲、侧向位移等考虑。

构件的稳定性计算是混凝土受压构件承载力计算的重要组成部分。

4. 构件的受力分析构件的受力分析是指对构件受力状态的分析和计算。

受力分析应根据构件的实际受力情况,确定构件所受的弯矩、剪力、轴力等。

构件的受力分析是混凝土受压构件承载力计算的重要组成部分。

5. 构件的承载力计算混凝土受压构件的承载力计算是根据构件所受的弯矩、剪力、轴力等计算出构件的承载力。

承载力计算应根据构件的实际受力情况,考虑构件受力状态的复杂性和不确定性,确定构件的承载力。

四、混凝土受压构件的设计原则混凝土受压构件的设计应遵循以下原则:1. 根据构件所处的实际情况,选择合适的混凝土强度等级和配合比。

2. 根据构件的实际受力情况,确定构件所需的受力状态和受力水平。

3. 采用合适的构件形式和尺寸,使构件的稳定性和承载力得到保证。

6受压构件承载力计算

6受压构件承载力计算

6受压构件承载力计算受压构件是指在受外部加载作用下,构件内部会发生挤压应力的构件。

在建筑设计中,受压构件的承载力计算是十分重要的,因为它直接关系到构件的安全性和可靠性。

本文将介绍受压构件的承载力计算方法,并通过一个具体的例子进行详细说明。

受压构件的承载力计算一般包括两种情况:稳定受压构件和不稳定受压构件。

稳定受压构件是指构件在受到外部加载后,构件内部只产生一种挤压应力,不会引起构件的屈曲和不稳定破坏。

而不稳定受压构件是指在外部加载作用下,构件可能会发生屈曲和不稳定破坏。

因此,在受压构件的设计中,需要考虑构件的稳定性和承载力。

首先,我们来看稳定受压构件的承载力计算方法。

稳定受压构件的承载力可以通过公式计算:\[P_{cr} = \dfrac{\pi^2 E I}{(KL)^2}\]其中,\(P_{cr}\)为稳定受压构件的临界荷载,\(E\)为构件的杨氏模量,\(I\)为构件的惯性矩,\(K\)为构件的端部系数,\(L\)为构件的长度。

具体来说,如果我们要计算一个钢筋混凝土柱的承载力,可以根据柱的截面形状和材料性质计算出惯性矩\(I\)和杨氏模量\(E\),然后确定柱的端部系数\(K\)和长度\(L\),最后可以根据上述公式计算出柱的稳定受压承载力。

接下来,我们来看不稳定受压构件的承载力计算方法。

不稳定受压构件的承载力一般通过欧拉公式计算:\[P_{cr} = \dfrac{\pi^2 E I}{(kL)^2}\]其中,\(P_{cr}\)为不稳定受压构件的临界荷载,\(E\)为构件的杨氏模量,\(I\)为构件的惯性矩,\(k\)为构件的有效长度系数,\(L\)为构件的长度。

不稳定受压构件的承载力计算需要考虑构件的有效长度系数\(k\),有效长度系数与构件的支座约束条件有关。

一般来说,当构件两端都固定支座时,有效长度系数为1;当构件一端固定支座一端可转动支座时,有效长度系数为2;当构件两端都可转动支座时,有效长度系数为4通过以上介绍,我们可以看到受压构件的承载力计算是十分复杂的,需要考虑构件的材料性质、截面形状、长度、支座约束条件等因素。

3受压构件截面承载力计算

3受压构件截面承载力计算

3受压构件截面承载力计算受压构件截面承载力计算指的是根据构件材料和几何形状对受压构件的最大承载能力进行估算和计算的过程。

在工程设计和结构分析中,准确计算截面承载力对于保证结构的安全性和经济性至关重要。

受压构件一般是指在受纵向压力作用下,梁、柱、墙等构件的截面。

构件材料可以是钢材、钢筋混凝土、木材等。

常见的受压构件截面形状有矩形、圆形、T形、L形等。

截面承载力计算的基本步骤如下:1.截面区域的几何形状计算:根据构件的型号和梁、柱的跨度、高度等参数,计算出截面区域的几何形状,如截面面积、惯性矩、截面模数等。

2.材料的力学性质计算:根据构件所采用的材料,查找相应的力学性质数据,如弹性模量、屈服强度、抗压强度等。

3.塑性计算和极限状态设计:根据构件所处的工况和受力情况,进行塑性计算和极限状态设计。

塑性计算是指构件材料在超过屈服强度后,发生塑性变形的计算。

极限状态设计是指在允许的极限荷载状态下,不发生塑性变形的构件设计。

4.受压构件的稳定计算:对于长细比较大的构件,需要进行稳定计算,考虑构件在受压状态下的侧扭承载能力和稳定性。

5.弯曲和剪切计算:受压构件在受力时,还会发生弯曲和剪切作用,需要进行相应的计算。

6.验算和比较:完成上述计算后,进行验算和比较,检查计算结果是否满足设计要求和规范规定。

需要注意的是,截面承载力的计算一般采用强度理论和极限平衡理论进行,计算结果应该参考相应的设计规范和标准。

总结起来,受压构件截面承载力的计算包括几何形状的计算、材料性质的计算、塑性计算和极限状态设计、稳定性计算、弯曲和剪切计算等步骤。

对于不同的构件材料和几何形状,计算方法有所不同,需要根据具体情况进行估算和计算。

受压构件承载力计算

受压构件承载力计算
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第一节轴心受压构件的计算
(3)为提高受压构件的延性,保证构件承载能力,全部纵筋的配筋率不应小于0.60%, 同一侧纵筋的配筋率不应小于0.2%;为了施工方便,全部纵筋的配筋率不宜大于5%。 通常受压钢筋的配筋率不超过3%,一般在0.6%~2%之间。 (4)柱中纵向钢筋的混凝土保护层最小厚度为30 mm,且不小于纵筋直径。 (5)纵向钢筋的净距不应小于50 mm;对处于水平位置浇筑的预制柱,其纵筋净距要求 与梁相同。在偏心受压柱中,垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵筋和轴心受压柱中 各边的纵向受力钢筋,其中距不宜大于300 mm。 (6)纵向受力钢筋的接头宜设置在受力较小处。钢筋接头宜优先采用机械连接接头,也 可以采用焊接接头和搭接接头。对于直径大于28 mm的受拉钢筋和直径大于32 mm的 受压钢筋,不宜采用绑扎的搭接接头。
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第二节偏心受压构件的计算
一、矩形截面偏心受压构件正截面计算
1.偏心受压状态 (1)当轴心压力N和弯矩M同时作用在某个构件截面上时,其作用效果与一个偏心矩为。 e0=M/N的轴向压力N相同。因此,把构件截面上同时作用有轴心压力N ,弯矩M和剪 力V的构件称为偏心受压构件。 (2)偏心受压短柱通常是指l0/h<8的偏心受压构件。由于构件在偏心压力下产生的侧向 挠度很小,因此其中的附加弯矩可以忽略不计。所以,这种构件各个截面中弯矩均 可以认为等于Ne0,,即弯矩与轴向压力成比例增长。当弯矩M达到极限值时,材料达 到极限强度而破坏,通常这种破坏为材料破坏。
2.偏心受压破坏的界限及设计判别
偏心受压构件正截面界限破坏与受弯构件正截面界限破坏是相似的。因此,与 受弯构件正截面承载力计算一样,也可用界限受压区高度xb或界限相对受压区高度

受压构件截面承载力计算

受压构件截面承载力计算

《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%;当混凝土强度等级大于C50时不应小于0.6%;一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%,受拉钢筋最小配筋率的要求同受弯构件。
全部纵向钢筋的配筋率按r =(A's+As)/A计算,一侧受压钢筋的配筋率按r '=A's/A计算,其中A为构件全截面面积。
纵筋的作用: ◆ 协助混凝土受压以减少截面尺寸 受压钢筋最小配筋率:0.6% (单侧0.2%) ◆ 承担可能存在的弯矩作用 ◆可防止构件的突然脆性破坏 ◆减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。 实验表明,收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向钢筋转移,从而使钢筋压应力不断增长。压应力的增长幅度随配筋率的减小而增大。如果不给配筋率规定一个下限,钢筋中的压应力就可能在持续使用荷载下增长到屈服应力水准。
纵向钢筋的保护层厚度要求见表4-3,且不小于钢筋直径d。
对水平浇筑的预制柱,其纵向钢筋的最小应按梁的规定取值。
1
2
3
4
5
第六章 受压构件的截面承载力
6.5 受压构件一般构造要求
本 章 目 录
第六章 受压构件的截面承载力
6.1 轴心受压构件的承载力计算
配有纵筋及螺旋箍筋柱
6.1 轴心受压构件的承载力计算
截面形状和尺寸: ◆ 采用矩形截面,单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。 ◆ 圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。 ◆ 柱的截面尺寸不宜过小,一般应控制在l0/b≤30及l0/h≤25。 ◆ 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。
受压构件中箍筋应采用封闭式,其直径不应小于d/4,且不小于6mm,此处d为纵筋的最大直径。

第6章 受压构件

第6章 受压构件

6.1 轴心受压构件的承载力计算
二、轴心受压短柱的承载力计算
根据短柱的破坏特征,其截面的应力分布如图所示,轴心受 压短柱的承载力可按下列公式计算。
N 1
d
Nu
1
d
( f c A f 'y A 's ) 当
承载力计算包括: (1) 截面设计;(2)截面校核。
三、轴心受压长柱的破坏特征
l0 / i l0 / I / A l0——柱的计算长度,与柱的两端支承条件有关, 两端铰支 :l0=l 一端固定,一端铰支:l0=0.7l 两端固定:l0=0.5l 一端固定,一端自由:l0=2.0l 满足下列条件的为短柱,否则为长柱。 矩形截面 l0 b 8 由于长细比不同,影响两者承载力的 圆形截面 l0 d 7 因素不一样,两者的破坏形态也有所 任意截面 l0 i 28 不同。
一、大偏心受压构件的破坏特征
这种破坏始于受拉钢筋先达到屈服强度,最后受压区边 缘混凝土εc→εcu ,混凝土被压碎而引起的——受拉破坏。 截面破坏时,受压钢筋σ’s→f ’y。 其破坏性质与双筋矩形截面梁 类似—延性破坏
大偏压破坏形式.swf
6.3 偏心受压构件正截面破坏特征 二、小偏心受压构件的破坏特征
(3) 当N 90%Nu 时,柱子出现纵向裂缝。随着N的 进一步增大,混凝土保护层开始剥落,当N Nu时 箍筋之间的纵向钢筋被压屈,并向外凸出,中部混 凝土被压碎,柱子破坏。 (4) 达到承载能力极限状态时 混凝土的压应变: c cu 0.002 , 混凝土的应力: c fc ;
第6章 钢筋混凝土受压构件承载力计算 2. 工程中的受压构件 实际工程中,典型的轴心受压构件有:承受节点荷载的屋架 腹杆和上弦杆;对称框架结构中的内柱;桩基等。在钢筋混凝 土结构中,严格意义上的轴心受力构件是不存在的。但当外加 荷载的偏心很小时,可近似按轴压构件来计算。工程中的屋架 上弦、排架柱、牛腿柱、框架柱等都是偏心受压构件。

6受压构件承载力计算

6受压构件承载力计算

6受压构件承载力计算受压构件承载力计算是结构设计中一个重要的环节,通过对材料的性能和结构的几何形状进行分析,确定结构承受压力的能力。

本文将以混凝土柱为例,介绍受压构件承载力计算的步骤和相关公式。

首先,需要明确受压构件的几何形状和材料的性能参数。

混凝土柱常见的几何形状有方形、圆形和矩形等,不同的形状对应着不同的计算公式。

同时,混凝土的性能参数包括抗压强度、弹性模量和受压构件的尺寸等。

其次,需要确定受压构件的屈服状态。

混凝土受压构件的屈服状态可以分为两种情况:混凝土全面屈服和钢筋屈服。

混凝土全面屈服时,受压构件的承载力由混凝土的抗压强度决定;钢筋屈服时,受压构件的承载力由钢筋的抗拉强度决定。

在混凝土全面屈服情况下,受压构件的承载力计算可以通过极限平衡原理得到。

混凝土柱的承载力可以表示为:P = 0.85 * fcb * Ac + As * fs其中,P为受压构件的承载力,0.85为抗压强度折减系数,fcb为混凝土的抗压强度,Ac为受压构件的截面积,As为受压构件内的钢筋面积,fs为钢筋的抗拉强度。

需要注意的是,在计算混凝土柱的承载力时,应考虑混凝土开裂后的受压区失效。

为了满足混凝土柱的延性要求,通常采用受压钢筋和箍筋束进行加固,并计算加固后的承载力。

在加勒式轴心受压构件中,受压钢筋抵抗混凝土开裂是非常重要的。

在钢筋屈服情况下,受压构件的承载力主要由钢筋的抗拉强度决定。

P = As * fs其中,As为受压构件内的钢筋面积,fs为钢筋的抗拉强度。

最后,我们需要对计算结果进行验证和修正。

通过计算得到的承载力与结构的实际要求进行比较,以确定设计方案的可行性。

如果计算结果超过了结构的要求,需要进行结构的优化和调整。

综上所述,受压构件的承载力计算是结构设计中的重要环节。

通过确定受压构件的几何形状和材料性能参数,然后根据受压构件的屈服状态选择对应的计算公式,最后验证和修正计算结果,可以得到一个符合实际要求的结构设计方案。

受压构件承载力计算

受压构件承载力计算

e0b M b 0.5[fcbb (h bh0 ) ( f yAs f y As )(h0 a) / h0 ]
h0 Nbh0
fcb bh0 f yAs f y As
第六章 受压构件
e0b M b 0.5[fcbb (h bh0 ) ( f yAs f y As )(h0 a) / h0 ]
6 受压构件承载力计算
6.1 概述 主要以承受轴向压力为主,一般还有弯矩
和剪力作用
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c)坏,往往造成整个构造旳损坏,甚至倒塌。
轴心受压构件
纵筋旳主要作用: 帮助混凝土受压
箍筋旳主要作用: 预防纵向受力钢筋压屈
Ass 0
dcor Ass1
s
c
Nu fc Acor f yAs 2 f y Ass0
N Nu 0.9( fc Acor f yAs 2f y Ass0 )
螺旋箍筋对混凝土约束旳折减系数,当fcu,k≤50N/mm2时,取 = 1.0;当fcu,k=80N/mm2时,取 =0.85,其间直线插值。
第六章 受压构件
受拉破坏和受压破坏旳界线
◆ 即受拉钢筋屈服与受压区混凝土边沿极限压应变ecu
同步到达 ◆ 与适筋梁和超筋梁旳界线情况类似。 ◆ 所以,相对界线受压区高度仍为,
b
1
b
fy
e cu Es
第六章 受压构件
当 ≤b时 —受拉破坏(大偏心受压)
Nu fcbx f yAs f y As
fcc fc 4 c
c sdcor 2 f y Ass1
c
c
2 f y Ass1 s dcor
f cc
fc
8 f y Ass1 s dcor

钢筋混凝土受压构件承载力计算

钢筋混凝土受压构件承载力计算

第5章 偏心受压构件的正截面承载力
(一)偏心受压构件的破坏类型
1)短柱 l0 / h 8 :不考虑二
N
阶弯矩的影响,各截面的
弯矩均等于Ne0 ,弯矩与 轴力呈线性关系。(材料 破坏)
2)长柱 8 l0 / h 30 :需考 虑二阶弯矩的影响。当
N0
Nus Num
Nusei Numei
Nul Nul ei
B(Nb,Mb)
C(0,M0) Mu
CB段(N≤Nb)为受拉破坏(大偏心受压); M u 随N
的增加而增加(CB段);
AB段(N >Nb)为受压破坏(小偏心受压), Mu随N 的
增加而减小(AB段)。 。
第5章 偏心受压构件的正截面承载力
Nu
⑸如截面尺寸和材料 N0
强度保持不变,NuMu相关曲线随配筋
率的增加而向外侧
增大。
A(N0,0)
B(Nb,Mb)
C(0,M0) Mu
⑹对于对称配筋截面,如果截面形状和尺寸相同,
砼强度等级和钢筋级别也相同,但配筋率不同,
达到界限破坏时的轴力Nb是一致的。
第5章 偏心受压构件的正截面承载力
三、偏心受压构件 的纵向弯曲影响
第5章 偏心受压构件的正截面承载力
◆ 由于侧向挠曲变形,轴向力将产生二阶效应, 引起附加弯矩。
第5章 偏心受压构件的正截面承载力
关于公式的有关说明:
(1)受拉钢筋的应力 s s :
当 x / h0 b 时为大偏心受压构件,
取 s s fsd ;
当 x / h0 b 时为小偏心受压构件:
s si
cu
Es
(
h0i
x
1)
(5—2—3)

6.2-偏心受压构件承载力计算

6.2-偏心受压构件承载力计算
二、基本公式:
第六章 受压构件承载力计算
x
e
N
ei
As
As'
b
as
h
a
' s
s s As
1 fcbx f'yA's
N 1 fcbx f yAs s s As
Ne 1 fcbx(h0 x 2) f yAs(h0 as' )
N——轴向力设计值; e——轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离
第六章 受压构件承载力计算
N 1 fcbx f yAs s s As Ne 1 fcbx(h0 x 2) f yAs(h0 as' )
e ei 0.5h as 初始偏心距 ei e0 ea
ss——受拉钢筋应力;As——受拉钢筋面积;
As’——受压钢筋面积;b——宽度; x ——受压区高度;fy‘——受压钢筋屈服强度 ;
情形1最大弯矩M2,二阶弯矩不引起最大弯矩的增加
情形2最大弯矩Mmax ,距离端部某距离,Nf只能使Mmax比
M2稍大。
e0 N
情形1 情形2
M2=N e0 M2
M2
M2
Nf
N
M0
N e1
N M1 = -N e1 M1
Mmax= M0+ Nf
第六章 受压构件承载力计算
结论:
•构件两端作用相等弯矩时,一阶、 二阶弯矩最大处重 合,一阶弯矩增加最大,即,临界截面弯矩最大。
e0
M N
e0为相对偏心距。
由于施工误差及材料的不均匀性等,将使构件的
偏心距产生偏差,因此设计时应考虑一个附加偏心 距ea,规范规定:附加偏心距取偏心方向截面尺寸 的1/30 和20mm中的较大值。
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纵筋数量不能过少,破坏呈脆性。
要 纵筋不宜过多,合适配筋率0.8%~2.0%。 求
常用HRB335、HRB400。不宜用高强钢筋。
直径12mm,常用直径12~32mm。
箍筋
受 压 构
①阻止纵筋受压向外凸, 防止砼保护层剥落;
件 的
②约束砼;③抗剪。

造 箍筋应为封闭式。

求 箍筋直径和间距
b<400 b<400
偏压短柱受压破坏






正 截
e0很小,全部受压 发生条件

e0稍大,小部分受拉 e0较大,拉筋过多


破坏特征:砼→ εcu , As应力达不到屈服 。

破坏时截面应力σ’s=f
’ y
,
As应力达不到屈服 。


属于脆性破坏,也称为小偏心受压破坏。
偏压短柱破坏形态
破坏形态
破坏条件
破坏特征
截面应力
轴心受压、偏心受压和受弯构件截面极限应力状态
构件截面应力随偏心距变化
矩形截面偏心受压

心 受
计算基本假定
压 平截面假定 构
件 不考虑混凝土的抗拉作用
正 截 混凝土和钢筋的应力应变关系

承 受压区混凝土采用等效矩形应力图形。 载
力 x 2a 时,受压钢筋达到抗压设计强度。


适筋、超筋、界限破坏时的截面平均应变图

推导
小偏心受压σs的计算
偏 平截面假定 心
εcu和x εs
σs= εsEs


cu x0
构 cu s h0

s
cu
(
1 x0
1)
h0

x 0.8x0 s Es s

cu 0.0033
面 承
s
0.0033
0.8 Es(
1)

N M
As
As’
εs x0
εcu

h0
计 算
代入小偏心受压构件计算公式,变为3个 方程,要解x的三次方程。将σs的计算式简化。
300 350 310
300
3螺栓
300
00
60
0
0
刚架横向计算
计算简图 立柱和横梁轴线组成 框架结构。
荷载 水平荷载和垂直荷载
最不利工况 闸门开启到最高位。
250 250
7900 3950
400 200
120 31.9
300
100
200 190
120
7 2 12
300 7 445
8@100 8@200



轴心N
柱 的
的 构 造
纵筋改善构件脆性破坏性质
钢 筋
纵筋全部受压



箍筋作用

受 压 构 件 的 心受构压 造 要 求
偏心受压
(b)单向偏心受压 (c)
a
a'
As
As?
b
h0
偏心N 纵筋受力:受压或受拉 双向偏心受截压面长边及纵筋布置 箍筋作用
截面形式和尺寸

轴压采用方形或圆形





955 8@100
对称配筋,最不利内力组合的选取。
500
60 75
75
24.0
50
刚架配筋图 1 :20
9
300 350 310
24.0
78 9-9剖面图 1 : 300
50 75
300
研究内容
轴心受压构件正截面承载力计算 偏心受压构件正截面承载力计算 对称配筋的矩形截面偏心受压构件 偏心受压构件截面承载能力N与M的关系 牛腿设计
平截面假定在受压构件中的应用?

受拉破坏

先受拉钢筋屈

服,后砼压碎,

受压钢筋压屈。

N

M


As
As’

判 εy 别
受拉破坏
x0
受压破坏 界限破坏
εcu
h0
界限破坏
受拉钢筋屈服 的同时砼压碎, 受压钢筋压屈。
受压破坏
受压砼压碎, 受压钢筋压屈。
由平截面假定可知: 当x≤xb即ξ≤ξb时,为大偏心受压破坏 当x>xb即ξ>ξb时,为小偏心受压破坏
载 力
(ξ = ξb,σs = fy)


②点:中和轴N 通过As位置
M
As
As’
x0
h0
εcu
(ξ = 0.8, x0 = h0 ,σs =0)
x 0.8x0
x 0.8
h0
柱在偏心压力作用下,中间截面产生
偏 心
附加挠度f。承受初始(一阶)弯矩和

附加(二阶)弯矩。



短柱附加挠度和附加弯矩小,忽略不计;
长柱承载力
稳定系数表示长柱承载力较短柱的降低,考虑二次弯矩影响。
轴 心
N u长/N u短 N u长 N u短









力 长细比l0/b ≤ 8或 l0/i ≤8短柱的称为短柱。
计 算
长细比限制在l0/b 30,l0/h25。
直接在短柱承载力上打折扣
实际工程构件计算长度l0取值可参考规范。
第五章 受压构件承载力计算


x

件 种
y

(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
N
N, Mx
N, Mx , My
水电站厂房柱荷载分析及截面内力
受 压 构 件 内 力
N, M , V
受弯构件? 受压构件?
发电机层
框 架 结 构 荷 载 分 析
研究方法:受压构件承载力同受弯构件 破坏形态;计算简图;基本公式;适用条件
工况 1.一孔闸门刚开启,另一孔未开启. 2.两孔闸门同时开启。 3.一跨工作桥吊装完,相邻一跨未吊装
3950
400 164
7 8@200
445 8@100
8
60 75
75
24.0
955
8@100
8 24.0
955 8@100
20 200
500
50 75
50
刚架配筋图 1 :20
78
78
9
9-9剖面图 1 :20
h<400
600≤h≤1000
600≤h≤1000


1
600≤h≤1000



h≥400


2


1
b≥400 b≥400
1000<h≤1500
截面有内折角时箍筋的布置
基本箍筋和附加箍筋
承重墙
轴 说明
心 1.实际工程中有无理想的轴心受压构件?
受 压
2.现行规范把受压构件分为轴心受压和偏心受压两类。
长柱截面弯矩— Ne0
挠度和曲率的关系
f
l2 0
2
界限破坏截面曲率
偏 心 距 增 大 系 数
cu
y
h0
1
1 e0
cu
h0
y
l2 0
2
1 1 1400 e0
(
l0 h
)
2
1
2
h0
f cu y
1 1 1400
e0
(
l0 h
)2
1
2
h0
偏 心
1
考虑截面应变对曲率的影响系数

大偏压构件:偏心距影响不大,近似
偏压采用矩形、 T形和工字形


求 截面长边布置在弯矩作用方向,长短边比值1.5~2.5。
纵 向
截面尺寸不宜过小,水工建筑现浇立柱边长300mm。
弯 曲

受压构件承载力主要取决于砼强度,应采用强度等级
较高的砼,如C25 、C30或更高。 受
压 纵向钢筋

件 的 作用:①协助砼受压;②承担弯矩。
构 造
8@100
8@200
计算简图:独立柱 荷载:工作桥身传来及自重
3950 60
2600 8@200
8
200
7
2 12
5 10 8
2600 8@200
6 10
7900 400 200 190 20
300 1200 8@100
1200 8@100
300 300
60 2400 8@200 2400 8@200
b
1
0.8 fy
0.0033Es
基本公式

力和力矩的平衡
心 受
KN Nu fcbx fy' As s As

构 件 正
KNe
Nue
fcbx h0
x 2
f
' y
As'
h0
a'
截 面
e
e0
h 2
a

载 力 计
s——受拉边或受压较小边钢筋的应力;
e0——轴向力对截面重心的偏心距,e0=M/N。
受拉破坏 (大偏压)
偏心距较大, 纵筋配置适当
受拉钢筋首先达到屈服,
然后受压区砼压碎,受压钢筋 破坏时:
屈服,构件破坏。破坏有明显 的预兆,裂缝、变形显著发展。 具有延性破坏性质。
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