第五章 轴心受力构件的
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第五章 轴心受力构件的    截面承载力计算. 第一节 轴心受压构件的     承载力计算. 本章内容. 第二节 轴心受拉构件的     承载力计算. 一、轴心受力构件分类:. 1、轴压构件: 以恒荷为主的多层房屋的 内 柱,桁架的受压腹杆。 2、轴拉构件 : 桁架的受拉腹杆,下拉杆, 圆形水池。. 二、轴压构件分类:. 1、根据配筋方式:. a、 纵筋和箍筋(或纵筋上焊横向钢筋) b、 纵筋和螺旋式(或焊接环式)间接钢筋. 2、截面形式: 矩形、方形、环形、圆形、正多边形.

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第五章 轴心受力构件的    截面承载力计算

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Presentation Transcript


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第五章 轴心受力构件的

   截面承载力计算

第一节 轴心受压构件的

    承载力计算

本章内容

第二节 轴心受拉构件的

    承载力计算


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一、轴心受力构件分类:

1、轴压构件:

以恒荷为主的多层房屋的 内 柱,桁架的受压腹杆。

2、轴拉构件:

桁架的受拉腹杆,下拉杆,

圆形水池。

二、轴压构件分类:

1、根据配筋方式:

a、纵筋和箍筋(或纵筋上焊横向钢筋)

b、纵筋和螺旋式(或焊接环式)间接钢筋

2、截面形式:矩形、方形、环形、圆形、正多边形


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第一节 轴心受压构件的

     承载力计算

一、配有纵筋和箍筋柱的承载力计算

本节内容

二、配有纵筋和螺旋式(焊接环 式)箍筋柱的承载力计算


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一、配有纵筋和箍筋柱的承载力计算

1、钢筋的作用

① 纵筋:

a、协助砼承担压力,减小截面尺寸。

b、防止脆性破坏,提高延性。

c、减小徐变变形

② 箍筋:

a、能与纵筋形成骨架

b、防止纵筋受力后外凸。

c、采用加密箍筋时能约束核  芯砼,提高极限变形值。


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2、短期加荷破坏特征和应力分布

①破坏特征

②应力分布

εS′=εc

∵εc=σ c /Ec′=σc/γEc

εs′=σs ′/ Es∴σc/γEc=σs′/ Es

σs′=Esσc/γE c =α Eσc/γ

又∵ N=σcA+σs′As ′

ρ′= As′/ A

a、荷载较小时,弹性阶段 σs′、 σc和N成线性关系

b、随荷载增加,砼进入塑性阶段时在相同荷载增量下σs′比σc增加得快


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3、长期荷载作用下的应力分析

① 应力分析


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② 配筋率ρ′的限值:

如果配筋率过大,可能使砼的拉应力超过其抗拉强度后开裂,产生与构件轴线相垂直的裂缝,设计时ρ′≤5%  如果过小,纵筋的存在对砼的承载力影响较小,接近素砼,徐变也使砼的应力降低很少,纵筋起不到防止脆性破坏的缓冲作用。同时为了承受可能引起的较小弯矩,以及砼收缩,温度变形引起的拉应力ρ′≥0.4%一般可取0.5 ~ 2% .

4、钢筋应力的限值

素砼棱柱体构件达到应力峰值时的应变一般为0.0015~0.002

钢筋砼短柱构件达到应力峰值时的应变一般为0.0025~0.0035

设计时,当构件压应变达到0.002时,认为此时构件达到抗压强度值,此时纵筋的应力值: σs′= Esεs′= 200×10-5×0.002 = 400 N/mm 2

对I,II,III级钢筋已达到屈服,而对于IV级和热处理钢筋也只能取400N/mm


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5、长细比对长柱承载力的影响

引入稳定系数    考虑长柱承载力的降低

l/b<8时 =1

l/b>8时:当l/b = 8~34时: =1.177- 0.021×l/b

当l/b =35~50时: =0.87- 0.012×l/b

《规范》中对 的取值制成计算用表

6、承载力计算公式

当ρ′>3%时,A改为An

An=A-As′


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二、配有纵筋和螺旋式(焊接环式)箍筋柱的 承载力计算

1、适用条件

当柱承受很大轴心受压荷载,并且柱截面尺寸由于建筑上和使用上的要求受到限制,若按配纵筋和箍筋的柱来计算,提高砼强度等级和增加配筋量不起作用时。

2、计算公式推导

4σr


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Asso——间接钢筋的换算截面面积:

3、注意几点

1)为使间接钢筋外的保护层不致过早剥落,《规范》规定按上式算得的构件承载力不应比按下式算得的大50%

2)在下列情况中,不考虑间接钢筋的影响,直接按 下式计算

① 当lo/d >12时,此时侧向弯曲过大而使螺旋筋不起作用


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② 当用式              计算的值比用式         计算的值小时 

  ③ 当Asso小于纵筋全部截面面积的25%时,可认为间 接钢筋配置得太少,约束作用不明显。

  3)构造:间接钢筋间距不应大于800mm,及dcor/5, 也不应小于40mm,其直径的规定同箍筋。


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第二节 轴心受拉构件的承载力

本节内容

一、受力过程和破坏特征

二、承载力计算公式


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一、受力过程和破坏特征

分三个阶段:(从加载至砼        开裂)

1、第I阶段(OA段)

σ与ε成正比,N和平均应变成正比

2、第II阶段(AB段)

从砼开裂至钢筋屈服前。此阶段在相同拉力增量时,平均拉应变比前一阶段大。

  • 3、第III阶段(BC段)

  • 受拉钢筋屈服阶段

  • 钢筋全部达到屈服时,也就是荷载达到Ny时,裂缝开展很大,可认为构件达到了破坏状态。


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二、承载力计算公式

N≤fyAs


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