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北京快3完整版)叶见曙结构设计原理第四版第6章

时间:2020-11-05 04:39

  (完整版)叶见曙结构设计原理第四版第6章_物理_自然科学_专业资料。叶见曙 ·结构设计原理(第4版)·教学课件 第6章 轴心受压构件的正截面 承载力计算 张娟秀 雷 笑 马 莹 编制 叶见曙 主审 Principle of Structure Design

  叶见曙 ·结构设计原理(第4版)·教学课件 第6章 轴心受压构件的正截面 承载力计算 张娟秀 雷 笑 马 莹 编制 叶见曙 主审 Principle of Structure Design 本章目录 6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件 2 教学要求 ? 深刻理解长细比对轴心受压构件破坏形态的影响。 ? 理解螺旋箍筋柱的受力性能及“间接配筋”的原理。 ? 理解轴心受压构件稳定系数的概念,掌握轴心受压 构件正截面承载力计算方法。 ? 了解关于纵向受力钢筋和箍筋的主要构造要求。 3 ? 当构件受到位于截面形心的轴向压力作用时,称为轴心 受压构件。北京快3。 { 钢筋混凝土轴心受压构件 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压 构件(普通箍筋柱),图6-1 a) 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压 构件(螺旋箍筋柱),图6-1 b) 4 1)普通箍筋柱的承载力主要由混凝土提供,设置纵向钢 筋的目的: (1)协助混凝土承受压力,可减少构件截面尺寸; (2)承受可能存在的弯矩; (3)防止构件的突然脆性破坏。 普通箍筋的作用是防止纵向钢筋局部压屈,并与纵向钢 筋形成钢筋骨架,便于施工。 5 2)螺旋箍筋柱的截面形状多为圆形或正多边形。 纵向钢筋外围设有连续环绕的间距较密的螺旋箍筋(或 间距较密的焊接环形箍筋)。 螺旋箍筋的作用是使截面中间部分(核心)混凝土成为 横向可约束混凝土(约束混凝土),从而提高构件的承载力 和延性。 6 6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 按照构件的长细比不同,轴心受压构件可分为短柱和长 柱两种,它们受力后的侧向变形和破坏形态各不相同。 钢筋混凝土轴心受压构件试件, 截面尺寸相同、混凝土及纵向钢筋 的强度级别相同、纵向钢筋根数及 直径相同。 构件试件的两端约束条件相同, 但构件的几何长度不同,分别为 500mm和2000mm。 对比试验,观察在轴心压力作用 下构件的变形及破坏形态。 图6-2 轴心受压构件试件 (尺寸单位:mm) 7 1)短柱 当轴向力P值逐渐增加时,试件A柱也随之缩短,试验测 试结果证明混凝土全截面和纵向钢筋均发生压缩变形,柱中 部的横向挠度很小。 钢筋混凝土短柱的破坏是一种材料破坏,即混凝土压碎 破坏。 短柱破坏时的轴心力: Ps = fc A+ f s As (6-1) 图6-3 轴心受压短柱的破坏形态 a) 短柱的破坏 b) 局部放大图 8 2)长柱 长细比较大的长柱(试件B 柱)破坏前,横向挠度增加得很 快,使长柱的破坏来得比较突然, 导致失稳破坏。 破坏时,凹侧的混凝土首先 被压碎,混凝土表面有纵向裂缝, 纵向钢筋被压弯而向外鼓出,混 凝土保护层脱落;凸侧则由受压 突然转变为受拉,出现横向裂缝 (图6-4)。 图6-4 轴心受压长柱的破坏形态 a) 长柱的破坏 b) 局部放大图 9 钢筋混凝土轴心受压构件试件对比试验结果比较。 图6-5 轴心受压构件的横向挠度u a) 横向挠度沿柱长的变化 b) 横向挠度u与轴心压力P的关系 10 钢筋混凝土轴心受压短柱是受压破坏,而长柱是失稳破 坏;长柱的承载力要小于相同截面、配筋、材料的短柱承载 力。 可以将钢筋混凝土轴心受压短柱的承载力乘以一个折减 系数 φ0来表示相同截面、配筋和材料的钢筋混凝土轴心受 压长柱承载力 Pl : Pl 0 Ps (6-2) Ps——短柱破坏时的轴心压力; Pl ——相同截面、配筋和材料的长柱失稳时的轴心压力。 11 6.1.2 稳定系数 φ 钢筋混凝土轴心受压构件计算中,考虑构件长细比增大 的附加效应使构件承载力降低的计算系数称为轴心受压构件 的稳定系数,用符号φ表示。 稳定系数是长柱失稳破坏时的临界承载力力 Pl 与短柱压 坏时的轴心力 Ps 的比值,表示长柱承载力降低程度。 12 稳定系数φ主要与构件的长细比有关,混凝土强度等级 及纵向钢筋配筋率ρ 对其影响较小。 《公路桥规》根据国内试验资料,考虑到长期荷载作用 的影响和荷载初偏心影响,规定了稳定系数值φ0,见(附表 1-9)。 构件纵向弯曲计算长度l0值 杆件 构件及其两端固定情况 直杆 两端固定 一端固定,一端为不移动铰 两端均为不移动铰 一端固定,一端自由 表6-1 计算长度l0 0.5l 0.7l 1.0l 2.0l 注:l —构件支点间长度; 13 6.1.3 正截面承载力计算 配有纵向受力钢筋和普通箍筋的轴心受压构件正截面承 载力计算式为 Nu 0.9 fcd A f , sd As, (6-7) —— 稳定系数,按附表1-9取用; A ——构件毛截面面积; As’ ——全部纵向钢筋截面面积; fcd ——混凝土轴心抗压强度设计值; fsd’ ——纵向普通钢筋抗压强度设计值。 当纵向钢筋配筋率ρ ’= As’ /A3%,式(6-7) 中A应改用混凝土截面净面积An = A- As’ 。 图6-6 普通箍筋柱正截面 承载 力计算图式 14 1)截面设计 1.假设与计算 2.求所需的纵向 受压钢筋面积 3.截面布置及 其它设计 已知:Nd , 0 , b h, l0 , fcd , f sd 求:所需的纵向受压钢筋面积 As 令 N 0Nd Nu 计算长细比 l0 / b , 由附表1-9查得相应的稳定系数 由式(6-8)计算所需纵向受压钢筋面积计算值 As N 0.9 fcd 0.9 f sd A 由附表1-5选择钢筋直径和根数、间距,由附表 1-7确定混凝土保护层厚度 计算实际纵向受压钢筋的配筋率 As ,并满 足附表1-8要求 bh 按普通箍筋柱要求选择箍筋直径和布置间距 结 束 15 2)截面复核 1.计算准备 2.求普通箍筋 柱截面