3 轴心受力构件承载力计算

钢弱荷筋处载和产稍混生有凝第增土一加共条，同裂承缝受，
拉随迅力速。着扩应荷展力载。与的当应增钢变加筋大，全致先
Ncr
成后部正在达比一到。些屈拉截服力面时荷上，载出(值即现和荷
截裂载面缝达平。到均此屈拉时服应，荷变在载之裂N间y缝基时) 本处裂上的缝呈混开线凝展性土很关不大系再，，承可受认
拉为力构，件所达有到拉了力破均坏由状
大量应用于桥梁及建筑结构和构筑物中。
New Antioch Bridge. This high-level bridge completed in 1979 replaced an older truss-type lift bridge crossing the main shipping channel. The bridge consists of continuous spans of variable depth in Cor-Ten steel. Maximum span is 460 ft, and maximum height of roadway above water level is 135 ft. (California)
时作用轴力及弯矩。
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
偏心受 压构件
工业和民用建 筑中的单层厂 房和多层框架 柱
◆纵筋:帮助混凝土承受压力， 以减小构件的截面尺寸；防 止构件突然脆裂破坏及增强 构件的延性；以及减小混凝 土的徐变变形。
◆箍筋:能与纵筋形成骨架；防 止纵筋受力后外凸。
Highway interchange structure. Spans are all multi-cell reinforced concrete box girders. Being stiff in torsion, these sections can be supported on a single line of columns, as well as on double columns or bents. (Oakland, California)钢态筋Nu来ຫໍສະໝຸດ 承担。在相同的拉力增量作用下，
平均拉应变增量加大
el ey
二、承载力计算公式
轴心受拉构件破坏时，混凝土早巳被 拉裂，全部外力由钢筋来承受。轴心 受拉构件的承载力计算公式如下：
式中
N≤fyAs N—— fy—— As——
第三节 轴心受压构件截面承载力计算
受压构件：以承受轴向压力为主的构件。 工程应用：
危险截面
一、配有普通箍筋的承载力计算
1．受力分析和破坏特征
（1）矩形截面轴心受压短柱
◆在轴心荷载作用下整个截面的应变基本 上是均匀分布的。
◆当外力较小时压缩变形的增加与外力 的增长成正比，但外力稍大后，变形增 加的速度快于外力增长的速度，配置纵 筋数量越少，这个现象越为明显。
◆随着外力的继续增加，柱中开始出 现微细裂缝，在临近破坏荷载时， 柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋 间的纵筋发生压屈，向外凸出，混 凝土被压碎而整个柱破坏
Elevated highway, San Pablo Bay, California. The 2-story concrete frames supporting the roadway are loaded on the top beam by highway loading, and transversely by inertia forces due to earthquake. (San Francisco Bay Area)
一、受力过程和破坏特征
轴心受拉构件从加载开始到破坏为止， 其受力过程可分为三个不同阶段。
0→Ncr
N>Ncr
N
y
0→Ncr
N>Ncr
An
N
y
As
三阶段描述
N
• 混当凝拉土力开值裂接后近至屈钢服筋荷
Nu
• 屈载从服N加y前载时，到，属混受于凝拉第土钢Ⅱ开筋阶裂开
前段始，。屈属首服于先。第在I阶截此段面过。最程此薄中时，，
N
初始受力
（2）钢筋的受压设计强度取值
e y
fy Es
e
时，
0
e y
fy Es
e
时，
0
f y f y
f y Ese0 400MPa
• 试验表明，素混凝土棱柱体构件达到最大应力值时的压应变值一般在 0.0015～0.002左右，而钢筋混凝土短柱达到应力峰值时的压应变一般在 0.0025～0.0035之间。其主要原因可以认为是柱中配置了纵筋，起到了调整 混凝土应力的作用，能比较好地发挥混凝土的塑性性能，使构件达到应力峰 值时的应变值得到增加，改善了受压破坏的脆性性质。
受压构件往往在 结构中具有重要 作用，一旦产生 破坏，将导致整 个结构的损坏， 甚至倒塌。
受压构件往 往在结构中 具有重要作 用，一旦产 生破坏，将 导致整个结 构的损坏， 甚至倒塌。
受压构件往往在 结构中具有重要 作用，一旦产生 破坏，将导致整 个结构的损坏， 甚至倒塌。
受压构件分类：
轴心受压构件：轴（纵）向力作用点与纵轴线重合。 偏心受压构件 ：纵向外力N作用线偏离构件轴线或同
Elevated highway. Taken during construction. Designed as concrete box girders, these bridges were cast in place and post-tensioned. (Vienna, Austria)
• 在破坏时，一般是纵筋先达到屈服强度，此时可继续增加一些荷载。最后 混凝土达到最大应力值，构件破坏。当采用高屈服强度的纵筋时，也可能在 混凝土达到最大应力时，钢筋没有达到屈服强度，在继续变形一段后，构件 破坏。
在计算时，以构件的压应变0.002为控制条件
第3章 钢筋混凝土轴心受力构件
正截面承载力计算
第一节 概述 轴心受力构件--屋架弦杆
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。
矩形水池的池壁、矩形剖面料仓或煤斗的壁板、受地 震作用的框架边柱，以及双肢柱的受拉肢，属于偏心 受拉构件。
第二节 轴心受拉构件的正截面承载力计算