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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,混凝土结设计基本原理,教师：张茂雨,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。,本章重点,理想的轴心受力构件在实际工程中其实并不存在。,1.概 述,1.概 述,试验现象,2.轴心受拉,2.1 受力过程及破坏特征,2.1 受力过程及破坏特征,2.轴心受拉,2.2 建筑工程中的轴拉构件,N 拉力的组合设计值；,fy 钢筋抗拉强度设计值， fy 300 N/mm2 ；,As 纵向钢筋面积。,（1）计算公式,2.轴心受拉,2.2 建筑工程中的轴拉构件,2.轴心受拉,箍筋
2、直径 d6mm, 间距s 200mm (腹杆中 s 150mm)。,纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先采用直径较小的钢筋。,钢筋连接有绑扎连接、焊接连接、螺栓连接、套筒挤压连接等多种方式。轴拉构件不得采用绑扎的搭接接头。,纵筋一侧配筋率 ，且 。 （ 为混凝土轴心抗拉强度设计值）,（2）构造要求,2.轴心受拉,2.3 桥梁工程中的轴拉构件,Nd 拉力的组合设计值；,fsd 钢筋抗拉强度设计值， fsd 280 N/mm2 ；,2.轴心受拉,2.4 受拉构件配筋形式,纵筋,纵筋,箍筋,2.轴心受拉,3.1 概述,箍筋的作用： 固定； 约束砼（三向受力）提高承载力和延性； 防止钢筋在砼压碎前压
3、屈。,3.轴心受压,纵筋作用： 受拉、压； 提高延性； 减小砼徐变、收缩的影响，改善长期荷载作用下的构件力学性能。,3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,1、短柱：,l0 /i28 (l0 为柱计算长度， I 为回转半径) 矩形截面柱：l0 /b8; 圆形截面柱： l0 /d7,一、受力分析及破坏特征,混凝土压碎，钢筋压屈,构件压屈,长柱的承载力短柱的承载力,长柱受轴力和弯矩（二次弯矩）的共同作用,一、受力分析及破坏特征,2、长柱：,3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,二、建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算,3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,普通压杆：,细长压杆：,短柱：,长柱：,0.9,0.
4、9,j 稳定系数；, 钢筋抗压强度设计值；, 混凝土轴心抗压强度设计值；,当现浇钢筋混凝土轴压构件截面长边或直径小于300mm时，混凝土强度设计值应乘以系数0.8。,二、建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算,3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件, 全部纵向受压钢筋面积；,算 例,某轴心受压构件，截面尺寸为450450（mm），轴力设计值为N=2400kN，计算长度为l0=6.2m，混凝土采用C25，纵向受力钢筋采用HRB400钢筋，试求受力钢筋的面积。,(1)根据已知条件查材料强度： (2)由 查得 (3)根据式（3-3）计算,3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件, 稳定系数；, 混凝土抗压强度设计
5、值；, 纵向受压钢筋抗压强度设计值。,三、桥涵工程中配有普通箍筋的轴压构件计算,3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,截面：,四、构造要求,11.4.11 框架柱的截面尺寸宜符合下列要求： 1、柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm；圆柱的截面直径不宜小于350mm； 2、柱的剪跨比宜大于2； 3、柱的截面高度与宽度的比值不宜大于3。,11.4.11 框架柱的截面尺寸应符合下列要求： 1、矩形截面柱，抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面不宜小于300mm；一、二、三级抗震等级且层数超过2层时，不宜小于400mm；圆柱截面直径，抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面不宜小于350mm
6、；一、二、三级抗震等级且层数超过2层时，不宜小于450mm； 2、柱的剪跨比宜大于2； 3、柱的截面长边与短边的比值不宜大于3。,GB50010-2002,GB50010-2010,3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,材料：混凝土宜高一些，钢筋宜用HRB400级。,长细比： l0 /b30 。,纵筋： d12mm, 圆柱中根数 6， 5； 50mm 净间距 300mm, c20mm。,四、构造要求,箍筋：封闭式 d6mm , d纵 /4；s400mm , 15d纵,缺少箍筋的柱节点,3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,为何柱子的破坏常见于柱顶或柱底处？,3.2 配有普通箍筋的轴心受压构件,3.
7、3 配有螺旋箍筋的轴心受压构件,螺旋箍筋对混凝土变形产生约束，使其承载力提高。,（1）受力分析及破坏特征,3.轴心受压,荷载不大时螺旋箍柱和普通箍柱的性能几乎相同,保护层剥落使柱的承载力降低,螺旋箍筋的约束使柱的承载力提高,（1）受力分析及破坏特征,3.轴心受压,当螺旋筋屈服时，s2可由隔离体平衡条件求得：,（2）建筑工程中螺旋箍轴压构件承载力,3.轴心受压,根据轴向力平衡条件可得：,3.轴心受压,规范从提高安全度考虑，采用下式设计：,3.轴心受压,间接钢筋的换算截面面积Asso应大于纵向钢 筋全部截面面积的25。,按式（3-8）算得的承载力应大于按式（3-2） 算得的承载力，但不应超过其1.5倍；,l0 /d12；,（3）计算限制要求,3.轴心受压,（4）公式对照,3.轴心受压,