给水排水工程结构教学张飘主编钢筋混凝土受压构件承载力计算.pptx
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1、会计学1给水排水工程结构给水排水工程结构 教学教学 张飘张飘 主编主编 钢筋混钢筋混凝土受压构件凝土受压构件(gujin)承载力计算承载力计算第一页,共26页。6-16-16-16-1受压构件的分类受压构件的分类受压构件的分类受压构件的分类(fn li)(fn li)(fn li)(fn li)及构造要求及构造要求及构造要求及构造要求 n n受压构件:只承受受压构件:只承受受压构件:只承受受压构件:只承受(chngshu)(chngshu)纵向力,力的方向平行于构件的轴线。纵向力,力的方向平行于构件的轴线。纵向力,力的方向平行于构件的轴线。纵向力,力的方向平行于构件的轴线。n n一、分类一、分
2、类一、分类一、分类n n按轴力作用位置,受压构件分为两大类:按轴力作用位置,受压构件分为两大类:按轴力作用位置,受压构件分为两大类:按轴力作用位置,受压构件分为两大类:n n轴心受压构件轴心受压构件轴心受压构件轴心受压构件 :轴向压力的作用点与构件截面重心重合:轴向压力的作用点与构件截面重心重合:轴向压力的作用点与构件截面重心重合:轴向压力的作用点与构件截面重心重合 。n n偏心受压构件偏心受压构件偏心受压构件偏心受压构件 :轴向压力的作用点偏离构件截面重心。:轴向压力的作用点偏离构件截面重心。:轴向压力的作用点偏离构件截面重心。:轴向压力的作用点偏离构件截面重心。n n偏心受压构件分为偏心受
3、压构件分为偏心受压构件分为偏心受压构件分为 第1页/共25页第二页,共26页。6-16-16-16-1受压构件受压构件受压构件受压构件(gujin)(gujin)(gujin)(gujin)的分类及构造要求的分类及构造要求的分类及构造要求的分类及构造要求n n二、构造要求二、构造要求二、构造要求二、构造要求n n截面形式及尺寸截面形式及尺寸截面形式及尺寸截面形式及尺寸n n轴心受压构件一般采用方形、圆形、正多边形截面轴心受压构件一般采用方形、圆形、正多边形截面轴心受压构件一般采用方形、圆形、正多边形截面轴心受压构件一般采用方形、圆形、正多边形截面;n n偏心受压构件一般采用矩形、工字形截面。偏
4、心受压构件一般采用矩形、工字形截面。偏心受压构件一般采用矩形、工字形截面。偏心受压构件一般采用矩形、工字形截面。n n受压构件截面尺寸不宜选得过小。在一般情况下常取受压构件截面尺寸不宜选得过小。在一般情况下常取受压构件截面尺寸不宜选得过小。在一般情况下常取受压构件截面尺寸不宜选得过小。在一般情况下常取n n材料强度材料强度材料强度材料强度n n混凝土强度等级常采用混凝土强度等级常采用混凝土强度等级常采用混凝土强度等级常采用C30C40C30C40;钢筋通常采用;钢筋通常采用;钢筋通常采用;钢筋通常采用HRB335HRB335级和级和级和级和HRB400HRB400或或或或RRB400RRB40
5、0级热轧钢筋,不宜采用高强度钢筋。箍筋一般采级热轧钢筋,不宜采用高强度钢筋。箍筋一般采级热轧钢筋,不宜采用高强度钢筋。箍筋一般采级热轧钢筋,不宜采用高强度钢筋。箍筋一般采用用用用HPB235HPB235级、级、级、级、HRB335HRB335级热轧钢筋。级热轧钢筋。级热轧钢筋。级热轧钢筋。n n纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋纵向钢筋n n纵向受力钢筋的直径不宜小于纵向受力钢筋的直径不宜小于纵向受力钢筋的直径不宜小于纵向受力钢筋的直径不宜小于12mm12mm,工程上通常采用直径,工程上通常采用直径,工程上通常采用直径,工程上通常采用直径 16mm32mm16mm32mm的钢筋;钢筋的根数不得的钢筋;钢
6、筋的根数不得的钢筋;钢筋的根数不得的钢筋;钢筋的根数不得(bu de)(bu de)少于少于少于少于4 4根。根。根。根。n n轴心受压构件的全部受压构件钢筋的最小配筋率轴心受压构件的全部受压构件钢筋的最小配筋率轴心受压构件的全部受压构件钢筋的最小配筋率轴心受压构件的全部受压构件钢筋的最小配筋率()()为为为为0.6%0.6%;偏;偏;偏;偏心受压构件受力钢筋最小配筋率心受压构件受力钢筋最小配筋率心受压构件受力钢筋最小配筋率心受压构件受力钢筋最小配筋率()()为为为为0.2%0.2%。但配筋率也不宜过。但配筋率也不宜过。但配筋率也不宜过。但配筋率也不宜过大,总的配筋率一般以不超过大,总的配筋率
7、一般以不超过大,总的配筋率一般以不超过大,总的配筋率一般以不超过5%5%为宜。为宜。为宜。为宜。n n (a)(b)(a)普通箍筋柱;(b)螺旋箍筋柱图6-2 柱的中箍筋的配置形式第2页/共25页第三页,共26页。6-16-16-16-1受压构件受压构件受压构件受压构件(gujin)(gujin)(gujin)(gujin)的分类及构造要求的分类及构造要求的分类及构造要求的分类及构造要求n n二、构造二、构造二、构造二、构造(guzo)(guzo)要求要求要求要求n n箍筋箍筋箍筋箍筋n n柱中箍筋应做成封闭式柱中箍筋应做成封闭式柱中箍筋应做成封闭式柱中箍筋应做成封闭式n n 复杂截面的箍筋形
8、式受压构件的配筋构造第3页/共25页第四页,共26页。6-2 6-2 配有普通配有普通(p(p tng)tng)箍筋的轴心受压构件箍筋的轴心受压构件一、轴心受压短柱的破坏一、轴心受压短柱的破坏(phui)(phui)特征特征(a)(b)(a)钢筋和混凝土应力与轴压力的关系;(b)钢筋和混凝土应力与轴压应变的关系 轴心受压构件的受力性能轴心受压构件的受力性能短柱轴心受压破坏形态第4页/共25页第五页,共26页。6-2 6-2 配有普通箍筋的轴心配有普通箍筋的轴心配有普通箍筋的轴心配有普通箍筋的轴心(zhu xn)(zhu xn)受压构件受压构件受压构件受压构件n n二、长细比的影响二、长细比的影
9、响二、长细比的影响二、长细比的影响n n规范采用规范采用规范采用规范采用(c(c iyng)iyng)稳定系数稳定系数稳定系数稳定系数 来表示来表示来表示来表示n n长柱承载力降低的程度长柱承载力降低的程度长柱承载力降低的程度长柱承载力降低的程度 轴心受压长柱的破坏形态 第5页/共25页第六页,共26页。6-2 6-2 配有普通配有普通配有普通配有普通(p(p tng)tng)箍筋的轴心受压构件箍筋的轴心受压构件箍筋的轴心受压构件箍筋的轴心受压构件n n三、轴心受压构件三、轴心受压构件三、轴心受压构件三、轴心受压构件(gujin)(gujin)承载力计算承载力计算承载力计算承载力计算n n基本
10、公式基本公式基本公式基本公式n n截面设计截面设计截面设计截面设计轴心受压短柱承载力计算简图bhfcNf/yA/sA/s第6页/共25页第七页,共26页。6-2 6-2 配有普通配有普通配有普通配有普通(p(p tng)tng)箍筋的轴心受压构箍筋的轴心受压构箍筋的轴心受压构箍筋的轴心受压构件件件件n n【例【例6-16-1】某清水池装配式顶盖的中间支柱,承受顶传来的轴向压力设计值】某清水池装配式顶盖的中间支柱,承受顶传来的轴向压力设计值N=1050kNN=1050kN(包(包括柱自重),柱高括柱自重),柱高H=5.0mH=5.0m,混凝土强度等级为,混凝土强度等级为C20C20,钢筋为,钢筋
11、为HPB 235HPB 235。试确定柱截面尺寸及。试确定柱截面尺寸及配筋。配筋。n n解解:由附录由附录(fl)(fl)分别查得:分别查得:,n n先假定稳定系数先假定稳定系数 =1.0 =1.0,纵向配筋率,纵向配筋率 ,把,把 和和 代入公式(代入公式(6-46-4),求得柱截面面积为:),求得柱截面面积为:n n选用正方形截面,边长选用正方形截面,边长 ,取,取 。柱计算长度取。柱计算长度取n n H=5.0m H=5.0m。/b=5000/350=14.28 /b=5000/350=14.28,查表,查表6-16-1得得 =0.9 =0.9将已知数据代入公式(将已知数据代入公式(6-
12、26-2)求纵向)求纵向钢筋面积:钢筋面积:n n选用选用416416(如图所示),(如图所示),AsAs=804mm2=804mm2,n n箍筋选用箍筋选用6200mm6200mm,直径大于,直径大于d/4=16/4=4mmd/4=16/4=4mm;n n间距小于间距小于400mm400mm,同时小于,同时小于b=350mm b=350mm,n n亦小于亦小于15d=1516=240mm15d=1516=240mm。满足各项构造要求。满足各项构造要求。4166200350350第7页/共25页第八页,共26页。6-3 6-3 偏心偏心偏心偏心(pinxn)(pinxn)受压构件受压构件受压构
13、件受压构件n n一、矩形截面一、矩形截面一、矩形截面一、矩形截面(jimin)(jimin)偏心受压构件正截面偏心受压构件正截面偏心受压构件正截面偏心受压构件正截面(jimin)(jimin)承载承载承载承载力计算力计算力计算力计算NMMNVVN1N2RG1G2(a)(b)工程中常见偏心受压构件工程中常见偏心受压构件压弯构件 偏心受压构件 截面配筋偏心受压构件及截面配筋+第8页/共25页第九页,共26页。6-3 6-3 偏心偏心偏心偏心(pinxn)(pinxn)受压构件受压构件受压构件受压构件n n一、矩形截面偏心一、矩形截面偏心一、矩形截面偏心一、矩形截面偏心(pinxn)(pinxn)受
14、压构件正截面承载力计算受压构件正截面承载力计算受压构件正截面承载力计算受压构件正截面承载力计算n n(一)正截面受力过程及破坏形态(一)正截面受力过程及破坏形态(一)正截面受力过程及破坏形态(一)正截面受力过程及破坏形态n n受拉破坏受拉破坏受拉破坏受拉破坏大偏心大偏心大偏心大偏心(pinxn)(pinxn)受压破坏受压破坏受压破坏受压破坏n n受压破坏受压破坏受压破坏受压破坏小偏心小偏心小偏心小偏心(pinxn)(pinxn)受压破坏受压破坏受压破坏受压破坏 (a)截面应力;(b)受拉破坏形态图6-9 受拉破坏时的截面应力和破坏形态(a)(b)(c)(a)、(b)截面应力;(c)受压破坏形态
15、图6-10 受压破坏时的截面应力和受压破坏形态a)e0较小,压应力较大一侧混凝土及钢筋先压坏;b)e0稍大,受压区混凝土及钢筋先压坏;c)e0较大,但受拉钢筋过多,受压区混凝土及钢筋先压坏;d)e0较大,受拉钢筋不过多,受拉钢筋先达到屈服强度,然后受压区混凝土急钢筋压坏。a)、b)、c)是“小偏心受压情况”;d)是“大偏心受压情况”。e0e0e0e0NNNN/sAssAssAsf/yA/sf/yA/sf/yA/sf/yA/sfyAsa)b)c)d)第9页/共25页第十页,共26页。6-3 6-3 偏心偏心偏心偏心(pinxn)(pinxn)受压构件受压构件受压构件受压构件n n大小偏心受压构件
16、的界限大小偏心受压构件的界限大小偏心受压构件的界限大小偏心受压构件的界限(jixin)(jixin)n n =n n大、小偏心受压构件的计算判别准则:大、小偏心受压构件的计算判别准则:大、小偏心受压构件的计算判别准则:大、小偏心受压构件的计算判别准则:n n当当当当 时,为大偏心受压破坏;时,为大偏心受压破坏;时,为大偏心受压破坏;时,为大偏心受压破坏;n n当当当当 时,为小偏心受压破坏。时,为小偏心受压破坏。时,为小偏心受压破坏。时,为小偏心受压破坏。第10页/共25页第十一页,共26页。6-3 6-3 偏心偏心偏心偏心(pinxn)(pinxn)受压构件受压构件受压构件受压构件n n一、
17、矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算一、矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算一、矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算一、矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算n n(二)偏心距增大系数(二)偏心距增大系数(二)偏心距增大系数(二)偏心距增大系数n n材料破坏:截面由于材料达到强度极限而破坏;材料破坏:截面由于材料达到强度极限而破坏;材料破坏:截面由于材料达到强度极限而破坏;材料破坏:截面由于材料达到强度极限而破坏;n n失稳破坏:具有突然性,且材料强度未失稳破坏:具有突然性,且材料强度未失稳破坏:具有突然性,且材料强度未失稳破坏:具有突然性,且材料强度未n n充分发挥,在实际工程中避免充分发挥,
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