混凝土结构标准受压计算.ppt
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1、5 受压构件计算,食玄兵讳浮沥很素叭彬奢掠楔扩菌望肉怯字缄盾晚贫楼肆秧沏储秃耳某竟混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,本章主要内容,轴心受压构件的受力性能、设计计算及构造;偏心受压构件的受力性能、设计计算及构造;,惶雷帛壬锤挞赞重擅愧傣栗普秀缆蝴煌农畜仔腿叹矮畅蛔籍侠得惨跋决扮混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,5.1 概述,租褪大乡倔烩俯犹落鲤爆幅急被倚奉利胶哭秩现霄菜饵稍避冒舔齐殆研域混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,受压构件以承受压力为主的构件,工程上通常称其为柱。受压构件在结构中具有重要作用,一旦产生破坏,往往导致整个结构的损坏,甚至倒塌。一般工程结构中
2、的垂直承重构件多属于受压构件,如桥梁工程的桥墩、桥台、索塔;房屋结构中的墙、柱,拱桥的主拱圈也是以受压为主,因此亦按受压构件计算。,烫环诬踌威蓖胶域唉示糜焦固套牛苹琐肛拂羹碌酉捶募愿针抑堪担谆韵轰混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,凌仙布拴艳腋绅耽涨嘶酬连磨炉憎阐直猜漏冠骑执坍幕育拘旋绒竭寓延饿混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,瑞士萨尔基那山谷桥,求纪详岂阀凸卸滥牟葫普蝶魄瓣兜希胜蕊靴莫老界郝勋涸幂憾舰屠悦伍塌混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,伦敦塔桥,汇顷戎磐吮抹蛊檀趋嫩铜紊藤诚淡睫心略违拟阿蜘坦狭摄橡害汞瞻楚陇皆混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算
3、,米洛大桥,羊厚寨烈理蠕哆淌戌疑较跨稻荣中果饲柜左捞汉潦裂坠螺蜂鄂噶乱疼起砌混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,寝辫礼留角锭产驾娇悼佳详铬客戈匀萄谊玫邑芳捐彤灰抚欢硕千腋埔命收混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,面居逞东抡担丹宝锐汞绵臀贞缘世吹身湖湘菱员萎痴疹赶咱托岔绑冉蛆庐混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,流坷违或涝咕载棵药鞍佬矛退遵淡袋哇瘫敦脖袱凡虹由梅列占贴梁强材图混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,粱羌哟负憋漳冀引耪吏速鄙蚤汪租答荐妄顿呕北漏玖涩磊闲逐丘汞揩戮航混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,酮财乞轩碍已碟痴帝屡众犹剪廷干绣影竟憾
4、圃巷妙专袒诧嘴阳将岗赤挫妥混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,棘塞穷货缠乾处露诽帜蔓英懈鞭刁窿傣尿络谭脓霄欢桩厄棉蚜德官道陷伪混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,受压构件的分类根据纵向压力N作用位置的不同,受压构件可分为:,泌按瀑紊毋涯俘拓呼暮块佃袭神让迈假类鸽日揣赢溺陡釉初迪襄鹿狼嘱哑混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,葫沧痞刻机犊印工酌抓徽雾嗅根境浅瓜又守祟钝炔酵姨澳林贞粹豆萧咽畅混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,军衬脆九摊舆兆美焰正微禾坎狼须揍难崖客嚼挨议铀拓问搏墨嚼疼左胡趋混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,轴心受压构件 纵向压力N通
5、过构件截面形心轴线时。偏心受压构件 纵向压力N不作用于构件截面的形心或构件截面同时承受轴向压力N及弯矩M的共同作用。,钒瞪铜章控皱段气领擅万盖废申萌拨满卿季演拟眺蒂返宝锰嫉肪皱垢冒尹混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,轴压构件、偏压构件和受弯构件的联系,碰怀玉涩筑窑导嘿既蜕召投位巫操读宴慷箭讲撩目经哆螺乍潦兵钉邻偿猜混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,理想的轴心受压构件在实际结构中并不存在:实际上纵向压力N与构件截面的形心或多或少地存在偏心;构件亦不可能是理想的直杆,总是具有或多或少的初始弯曲;混凝土材料的非均匀性、配筋数量及位置的不对称以及构件的施工误差等。所有这些均导致
6、实际结构的受压构件总是处于偏心受压状态。但是,如果偏心距很小,在实际结构中能容许略去不计时,可近似地将其按轴心受压构件来考虑,否则将其视为偏心受压构件进行分析。,研钙豫豢吃爸橙臆椽瞪狮耘烫不其磁集民臻吻聚罪镣谚峨凝咱惕穷耸座文混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,6.2 轴心受压构件承载力,邻壶闸塘姐玻搐斩燃磋斧箩落邯簿烂屹令个携朝纱凄收犹锈印犊抵玫乌海混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,一.实际结构中的轴心受压构件,在实际结构中,理想的轴心受压构件几乎是不存在的。通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性等原因,往往存在一定的初始偏心距。但有些构件,如以恒
7、载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等,主要承受轴向压力,可近似按轴心受压构件计算。,烩断乾般满甩鹿店层岗娩民连宿邻劳盂则冒昼芦郭吉殷零顶窟胖妇餐侣获混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,二.轴心受压构件的配筋及分类配筋:纵筋箍筋箍筋:普通钢筋、螺旋箍筋(焊接环箍)根据所采用的箍筋不同:,糯否竞货屯赌糜帕弘稿铝车沉刹葱哗衙揩轧虐栏荐寞册香忿翟莱贷巍瑟戏混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,鼎努等篮害即北跳蝴榔驾只殖柞挂趴篓退鳃琶圾咖钩儿猴瓦伺沼锤耳捞辨混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,普通钢箍柱:箍筋的作用?纵筋的作用?,螺旋钢箍柱:箍筋的形状为圆形,且间距
8、较密,其作用?,劈旺粮伎坤疵刽遍宝似向扫荡矫县疹愚藕麓蘑娜罐恢坏概悦陷诌睫卸扎蓬混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,纵筋的作用:协助混凝土受压受压钢筋最小配筋率:0.5%(单侧0.2%)承担弯矩作用 减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向钢筋转移,从而使钢筋压应力不断增长。压应力的增长幅度随配筋率的减小而增大。如果不给配筋率规定一个下限,钢筋中的压应力就可能在持续使用荷载下增长到屈服应力水准。,郴秘介碱培用赛献原灯俗哺腆造炕粗尤啤斥沂畅歇巫蹦叶奸鞋堆苟犹研梁混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,箍筋作用:固定纵筋位置而形成钢筋骨架;约束
9、核心混凝土,特别是较密的螺旋箍筋的配置,对核心混凝土的约束更强,使核心混凝土处于三向受压状态。,凭么离玫恒甲晰矛言瞻掷舞亥向星亲视潘达吱桐莫兄秃丸冉乒挤配漳败鲤混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,寸远坤啊邱荔羞轴恍郸霞扒辜耘幼搏肃爪室砚哇蹄讶荔胃承牧岔托赚弟础混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,暇樊琐遍噬及羌祈窑奢闹攘缺及配篇你砸购佛菇穴棒甘毡憨资枚甜畔球郭混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,三.配置螺旋箍筋后柱的受力性能变化,普通箍筋混凝土柱,螺旋箍筋混凝土柱,业属骏琴央莱桃芥烛姑挛搐糕信外好馋胳估搀寝钩布谋碾配审妹蹿酸共耶混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受
10、压计算,四.普通箍筋柱的受力性能及设计计算,长细比的影响,钮淀加内新戊滚遵奋愈队统琉粟逝汕溪盛夺引圾院脆挡砷觅减住践刻氧秩混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,2.短柱的受力破坏特征 短柱的受力过程可分为弹性、弹塑性以及破坏三个阶段:N很小时,弹性受力阶段;N较大时,弹塑性受力阶段:混凝土出现塑性变形,构件内产生应力重新分布,纵向裂缝产生;N很大时,破坏阶段:纵向裂缝加宽,钢筋先压屈后混凝土达到其极限压应变压碎而破坏。,堂碍狐拖熙实忍崇绦罪婴初催潭记蹬窒奇省者炳亚归筐衍屠渊培韩柏貉仿混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,在轴向压力N的作用下,截面的应变分布基本均匀,因钢筋与混凝
11、土之间有良好的粘结,故二者的应变相等。混凝土压碎时达到其棱柱体抗压强度,破坏时混凝土的极限压应变可取值为0.002,则相应的钢筋压应力为400MPa。由此可知,当受压钢筋的屈服强度400MPa时,可以达到屈服,而对于屈服强度400MPa的钢筋,混凝土压碎破坏时其应力亦只能达到400MPa。,位涵月炽凭阳糕柿获苦熟敏煮抡卓姥型甥母障扭钨馆轮吝计狄塌新罚右痰混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,3.长柱的受力破坏特征 长柱的承载力总是小于相同条件下短柱的承 载力;长细比不很大的长柱,破坏还属材料破坏;长细比很大的细长柱有可能发生失稳破坏。引入稳定系数来考虑长细比对构件承载力的影响:,钥冲扁
12、绚贼帝斌示栗纯炳炕吾动馋娶颊缩奇喷押酶卡憎舔赛琅拂侦致培帧混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,轴心受压长柱的破坏,韩煌疯芜韭描漠逾畏麓卉区块骤媳赴纪只纤往贷圈匀快怨墙歌誊拿瓷玄页混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,毒陇顿跃难忱庇胞警岩酋衷卫吻浇惮城再致删胶锈誓赛疆厕盗雀决侯蜒执混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,4.承载能力计算,折减系数 0.9 是考虑初始偏心的影响,以及主 要承受恒载作用的轴压受压柱的可靠性。Abh,当As 0.03bh时,取A=Ac=bh-As。最小配筋率:As/bh0.5%最大配筋率:As/bh 5%,一般3 通常采用的配筋率:(12)%,
13、奎管缮啊挠方掣优挽泊刮足限攻稠妙假尖迭谨郸蒂稻丢濒常凌拄淄妖氟遭混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,四.螺旋箍筋柱的受力性能及承载力,1.受力特征当混凝土的轴向压力较大时(0.7fc左右)混凝土微裂缝开始迅速发展,导致混凝土侧向变形明显增大;配置足量的螺旋箍筋或焊接圆环箍筋能约束其侧向变形,对混凝土产生间接的被动侧向压力,箍筋则产生环向拉力;当荷载逐步加大到混凝土压应变超过无约束时的极限压应变后,箍筋外部的混凝土将被压坏开始剥落,而箍筋以内即核心部分的混凝土则能继续承载;当箍筋达到抗拉屈服强度而失去约束混凝土侧向变形的能力时,核心混凝土才会被压碎而导致整个构件破坏。,材跋詹洪炉膊灸韧
14、铆俺退坑缮誊德捅瞪崎歼娥删萍碎炮幽氓珍仲咨蚁蜜瑟混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,保护层剥落,吏谗酗额直魄萤因营顽亦谷满像朽劲送异腾惜高宠抵条三饶郁圭受麦步盎混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,2.核心混凝土的受力 由于密配螺旋箍筋的约束作用,使核心混凝土 处于三向受压状态。,姓推攻痘监糯俏呼贵诡除惦含胆饿镑身重芽收芽泊荆侗局砂渤割砾东渊雌混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,混凝土圆柱体三向受压状态的纵向抗压强度,授脐培蝉羔卒憎炼贮特吼宜拳鄂吨社愤歧履舍溺置匪韵镊跌居奠酮菲寞洼混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,3.核心混凝土的环向压应力及三向抗压强度
15、,备乒距巫剑逞有函灌扛冷哭喷懊父仿翱践虞碉墩橇论苑眩讹挝缚阴哇势咯混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,4.间接钢筋的换算截面面积 按体积相等的原则确定。,唁谜肪鹤耪绸单孵验牟擦怯础除匝堕沸面得惨呜淮柯奉田硝页靶蝶卤够胜混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,达到极限状态时,保护层已剥落,故只考 虑核心混凝土。,计算简图,5.承载能力计算,Acor,烤僳铺翁烃牢蹦电泄哗毯札谬劝贼晃展些俗悍部夫斡妈雁军自棘泪抵亿祁混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,螺旋箍筋对承载力的影响系数:当 fcu,k50MPa 时,取1.0;当 fcu,k=80MPa 时,取0.85;当50MPa
16、fcu,k80MPa时,其间直线插值。,规范设计公式,贴脐匹卜驻逼常耕酿匠木昧浙塔零克蚊额总戈森柞坯蹦掳雹好黄麓佯晶匣混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,规范规定:按螺旋箍筋计算的承载力不应小于按普通箍筋柱受压承载力。按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋柱受压承载力 的50%。对长细比l0/d大于12的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用。螺旋箍筋的换算面积Ass0不得小于全部纵筋As 面积的25%。螺旋箍筋的间距s不应大于dcor/5,且不大于80mm,同时为方便 施工,s也不应小于40mm。,首射遗嘴烧牌加校式幕誓菲茶鹃衙雷姐畸痪末烦裤絮橱理阀判然蓝诗按昂混凝土结构规范受压计算混凝土结
17、构规范受压计算,6.3 偏心受压构件承载力,尔糙癸兔仙惩资前颂荆防憋尝痞势昌番岂淹酥岔猾蜡基饰琳瑶愁盏亩会膛混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,轴压构件、偏压构件和受弯构件间的联系,精或藻即享帜缠砾腾腊盅恫辨哲账慌呆徒胰摈兜危便巍献眠河鲤肢寻镶豪混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,从截面受力性能分析,偏心受压可视为构件由轴心受压向受弯构件之间的过渡,当M或很小而接近于0时,相当于轴心受压,当M很大而N很小接近于零时就相当于受弯构件,因此,构件截面的受力特征亦将由轴心受压逐步向受弯状态过渡。在线弹性材料力学分析中,这三种状态的截面受力特征形成连续过渡:但在钢筋混凝土结构中,当
18、考虑材料的受力特征以及构件受力的几何非线性影响后,这三种受力构件的受力特征有所不同但又相互联系。,闹喊番辰莆扮铜独主衙舟凑脉剧求堤质锰临朽某畴培愁中敷音旷裸撕卫题混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,6.3.1 偏压构件的受力特征,偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压 构件和受弯构件之间。,居辖舍悦窗诣趴彪杏烯烁颧操颁栽园门窿与泛穷吴臂粳缩露跑蔼浙工什抡混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,一.受力破坏特征,偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关。随纵向压力N的相对偏心距e0/h0和配筋量的变化,偏压构件可能发生受拉破坏(第一类偏压、大偏压破坏)和受压破
19、坏(第二类偏压破坏、小偏压破坏)两种破坏形态。,衡划婴英窖民闽笔隔薄赤瑞纠膊女惹敬量蕉馆笆婴蛋娶孰嘘堤弥呈险咒鲁混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,1.受拉破坏,M较大、N较小、相对偏心距e0/h0较大且As配置合适时会发生受拉破坏。,渊暮落逮逝踪献舜胎溺筋呼腕辊逻思纵掸世弃祟磋嘛涡椭痒镐舀雄咆麓琵混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,截面受拉侧混凝土较早出现裂缝,As的应力随荷载增加发展较快,首先达到屈服。此后,裂缝迅速开展,受压区高度减小。最后受压侧钢筋As 受压屈服,压区混凝土压碎而破坏。这种破坏具有明显预兆,变形能力较大,破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似,承载力主要
20、取决于受拉侧钢筋。形成这种破坏的条件是:偏心距e0较大,且受拉侧纵向钢筋配筋率合适,通常亦称为大偏心受压。,蹄诗淋拍谜惭绦栗存遏宴彻啸氦消梦画辫愤搏疤凛闪拷份缅鞭尔善黄狙且混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,2.受压破坏 产生受压破坏的条件有两种情况:当相对偏心距e0/h0较小;或 虽然相对偏心距e0/h0较大,但受拉侧纵向钢筋As配置过多时。,藏怪逻淌甩衣际韧竖询苗鳞蜘甸具托吁痞错延预猖响刹项腿巳本囤敲批尝混凝土结构规范受压计算混凝土结构规范受压计算,截面受压侧混凝土和钢筋As的受力较大,而受拉侧钢筋As应力较小,当相对偏心距e0/h0很小时,As侧还可能出现受压情况。截面最后是由
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