軸心受壓構件正截面承載力計算

受壓構件正截面承載力計算（軸心受壓部分）精選ppt學習目標1.理解普通箍筋軸心柱破壞特征，掌握普通箍筋柱正截面承載力計算方法。2.理解螺旋箍筋軸心受壓柱破壞特征，掌握螺旋箍筋柱正截面承載力計算方法。3.掌握偏心受壓短柱、長柱的正截面破壞形態(tài)，理解偏心受壓長柱的偏心距增大系數(shù)。4.理解并掌握大偏心受壓構件和小偏心受壓構件的承載力計算公式。精選ppt學習目標5.掌握不對稱配筋矩形截面偏心受壓構件的截面設計和截面復核方法。6.掌握對稱配筋矩形截面偏心受壓構件的截面設計和截面復核方法。7.了解工字形和T形截面偏心受壓構件正截面承載力計算方法。8.理解受壓構件的構造要求。精選ppt本章重點1.普通箍筋軸心受壓柱和螺旋箍筋軸心受壓柱的截面設計及截面復核方法。2.矩形截面大偏心受壓構件的截面設計及截面復核方法。3.矩形截面小偏心受壓構件的截面設計及截面復核方法。本章難點1.大偏心受壓構件的判別方法、截面設計和截面復核方法。2.小偏心受壓構件的判別方法、截面設計和截面復核方法。精選ppt受壓構件軸心受壓構件普通箍筋螺旋箍筋偏心受壓構件大偏心受壓構件對稱配筋非對稱配筋小偏心受壓構件對稱配筋非對稱配筋精選ppt軸心受壓構件主要內容（7.1節(jié)—7.2節(jié)）

1．配有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構件的破壞形態(tài)、承載力計算；

2．配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓構件的破壞形態(tài)、承載力計算；

3．穩(wěn)定系數(shù)的概念及其影響因素；

4．核心混凝土強度分析及強度計算；

5．普通箍筋柱、螺旋箍筋柱的配筋特點和構造要求。精選ppt7.1普通箍筋軸心受壓構件精選ppt普通箍筋柱：配有縱筋和箍筋的柱(圖7-1a)。螺旋箍筋柱：配有縱筋和螺旋筋或焊接環(huán)筋的柱,(圖7-1b)。其中：縱筋幫助受壓、承擔彎矩、防止脆性破壞。螺旋筋提高構件的強度和延性。a)普通箍筋柱b)螺旋箍筋柱圖7-1兩種鋼筋混凝土軸心受壓構件1.鋼筋混凝土軸心受壓柱的分類精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt縱向鋼筋作用:幫助混凝土承擔壓力，防止混凝土出現(xiàn)突然的脆性破壞，并承受由于荷載的偏心而引起的彎矩。箍筋作用:與縱筋組成空間骨架，減少縱筋的計算長度因而避免縱筋過早的壓屈而降低柱的承載力精選ppt2.受力分析和破壞特征承載能力(1)短柱的受力分析和破壞特征當荷載較小時,混凝土和鋼筋都處于彈性階段，縱筋和混凝土的壓應力與荷載成正比，但鋼筋的壓應力比混凝土的壓應力增加的快；隨著荷載的繼續(xù)增加,柱中開始出現(xiàn)微細裂縫，在臨近破壞荷載時，柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫，縱筋壓屈外凸，混凝土被壓碎。短柱破壞形貌精選ppt試驗表明：素混凝土短柱達到最大壓應力值時的壓應變值約為0.0015～0.0020；而鋼筋混凝土短柱達到應力峰值時的壓應變值一般在0.0025～0.0035之間。主要原因：縱向鋼筋起到了調整混凝土應力的作用，使混凝土的塑性性質得到了較好的發(fā)揮，改善了混凝土受壓破壞的脆性性質。精選ppt短柱破壞時，一般是縱筋先達到屈服強度，此時可繼續(xù)增加一些荷載,隨后混凝土達到極限壓應變值(一般在0.0025～0.0035)，構件破壞時表現(xiàn)為“材料破壞”。當縱向鋼筋的屈服強度較高時，可能會出現(xiàn)鋼筋沒有達到屈服強度而混凝土達到了極限壓應變值的情況。破壞時的鋼筋應力取值？精選ppt根據(jù)軸向力平衡，就可求得短柱破壞時的軸向壓力精選ppt(2)長柱破壞——失穩(wěn)破壞破壞特征：首先在凹側出現(xiàn)縱向裂縫，隨后混凝土被壓碎，縱筋被壓屈向外凸出；凸側混凝土出現(xiàn)橫向裂縫，側向撓度不斷增加，柱子破壞時表現(xiàn)為“材料破壞”和“失穩(wěn)破壞”。

承載能力要小于同截面、配筋、材料的短柱。

承載能力式中：——短柱破壞時的軸心壓力；——相同截面、配筋和材料的長柱失穩(wěn)時的軸心壓力；——軸心受壓柱的穩(wěn)定系數(shù)。精選ppt穩(wěn)定系數(shù)

定義：考慮構件長細比增大的附加效應使構件承載力降低的計算系數(shù)。

計算：

=pl/ps

影響因素:長細比、柱的初始撓度、豎向力的偏心有關，

混凝土強度等級、鋼筋強度等級及配筋率對其影響較小。截面回轉半徑精選ppt短柱：＝1.0長柱：…l0/r(或l0/b)查附表10得。l0

–––

構件的計算長度，與構件端部的支承條件有關。兩端鉸支一端固定，一端鉸支兩端固定一端固定，一端自由實際結構按

規(guī)范規(guī)定取值1.0l0.7l0.5l2.0ll——構件支點間的長度。精選ppt精選ppt

3.正截面承載力計算

《公路橋規(guī)》規(guī)定配有縱向受力鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構件正截面承載力計算式為

普通箍筋柱的正截面承載力計算分截面設計和截面復核兩種情況。

A

–––毛截面面積，當

>0.03時，改用混凝土截面凈面積精選ppt(1)截面設計已知截面尺寸，計算長度l0，混凝土軸心抗壓強度和鋼筋抗壓強度設計值，軸向壓力組合設計值，求縱向鋼筋所需面積。

按構造要求選擇并布置鋼筋。

(2)截面復核已知截面尺寸，計算長度l0，全部縱向鋼筋的截面面積，混凝土軸心抗壓強度和鋼筋抗壓強度設計值，軸向力組合設計值，求截面承載力。首先檢查縱向鋼筋及箍筋布置是否符合構造要求。然后計算正截面承載力，判斷其是否滿足要求。精選ppt4.構造要求(1)截面尺寸（模數(shù)化）：250，300，350…,不宜小于250mm。(2)混凝土一般多采用C25～C40級混凝土。(3)縱向鋼筋直徑：≥12mm，根數(shù)為≥4

，縱筋之間凈距≥50mm且≤350mm，凈保護層厚度≥30mm。最小配筋率:全截面不小于0.5%且不大于5%,一側不小于0.2%,見附表9。精選ppt(4)箍筋

●箍筋直徑：應不小于縱向鋼筋直徑的1/4,且不小于8mm;

●箍筋間距：不應大于縱向鋼筋直徑的15倍，且不大于構件截面的較小尺寸（圓形截面用0.8倍直徑），并不大于400mm；當縱向鋼筋截面積超過混凝土計算截面積的3%時，箍筋的間距應不大于縱向鋼筋直徑的10倍，且不大于200mm。

●復合箍筋:沿箍筋設置的縱向鋼筋離角筋間距大于150mm或15倍箍筋直徑（取較大者）范圍，則應設置復合箍筋。精選ppt復合箍筋的布置a)、b)S內設3根縱向受力鋼筋c)S內設2根縱向受力鋼筋精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt7.2螺旋箍筋軸心受壓構件精選ppt1.受力分析及破壞特征

(1)受力分析

螺旋箍筋或焊接圓環(huán)箍筋能約束混凝土在軸向壓力作用下所產生的側向變形，對混凝土產生間接的被動側向壓力，從而提高混凝土的抗壓強度和變形能力。箍筋則產生環(huán)向拉力。當箍筋外部的混凝土被壓壞并剝落后，箍筋以內即核心部分的混凝土仍能繼續(xù)承受荷載，當箍筋達到抗拉屈服強度而失去約束砼側向變形的能力時，核心砼才會被壓碎而導致整個構件破壞。精選ppt軸心受壓柱的軸力——應變曲線螺旋箍筋柱具有很好的延性，在承載力不降低情況下，其變形能力比普通箍筋柱提高很多。精選ppt

(2)破壞特征

1）螺旋筋或焊接環(huán)筋在約束核心混凝土的橫向變形時產生拉應力，當它達到抗拉屈服強度時，就不再能有效地約束混凝土的橫向變形，構件破壞。2）螺旋筋或焊接環(huán)筋外的混凝土保護層在螺旋筋或焊接環(huán)筋受到較大拉應力時就開裂，故在計算時不考慮此部分混凝土。

螺旋箍筋柱破壞情況精選ppt2.適用條件和強度提高原理

(1)適用條件：①；②尺寸受到限制。

注意：螺旋箍筋柱不如普遍箍筋柱經濟，一般不宜采用。

圖7-8螺旋箍筋柱受力計算圖式

根據(jù)圖7-8所示螺旋箍筋柱截面受力圖式，由平衡條件可得到式中：

——核心混凝土面積；精選ppt(2)強度提高原理螺旋箍筋對其核心混凝土的約束作用，使混凝土抗壓強度提高，根據(jù)圓柱體三向受壓試驗結果，約束混凝土的軸心抗壓強度近似表達式：式中

fcc——處于三向壓應力作用下核心混凝土的抗壓強度；fc

——混凝土軸心抗壓強度；σ2——為作用于核心混凝土的徑向壓應力值。

精選ppt

螺旋箍筋柱破壞，螺旋箍筋達到了屈服強度，它對核心混凝土提供了最后的側壓應力?，F(xiàn)取螺旋箍筋間距S范圍內，沿螺旋箍筋的直徑切開成脫離體(圖7-9)，由隔離體的平衡條件可得到整理后為（1）精選ppt

現(xiàn)將間距為S的螺旋箍筋，按鋼筋體積相等的原則換算成縱向鋼筋的面積，稱為螺旋箍筋柱的間接鋼筋換算截面面積，即

整理后得

（2）將式(2)代入式(1)，則可得到由此可得到精選ppt3.承載力計算

螺旋箍筋柱正截面承載力的計算式并應滿足

★★螺旋筋僅能間接地提高強度，對柱的穩(wěn)定性問題毫無幫助，因此長柱和中長柱應按普通箍筋柱計算，不考慮螺旋筋作用。精選ppt(1)螺旋筋不能提高強度過多，否則會導致混凝土保護層剝落，即滿足：(2)當遇到下列任意一種情況時，不考慮螺旋箍筋的作用，而按式(7-6)計算軸心受壓構件的承載力。公式適用條件：精選ppt4.構造要求

(1)螺旋箍筋柱的縱向鋼筋應沿圓周均勻分布，其截面積應不小于箍筋圈內核心截面積的0.5%。常用的配筋率在0.8%~1.2%之間。

(2)構件核心截面積應不小于構件整個截面面積的2/3。

(3)螺旋箍筋的直徑不應小于縱向鋼筋直徑的1/4，且不小于8mm，一般采用（8~12）mm。為了保證螺旋箍筋的作用，螺旋箍筋的間距S應滿足：

●S應不大于核心直徑