东大工程结构设计原理课件10 混凝土柱承载力计算原理

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1、东南大学远程教育结构设计原理第五十五讲主讲教师：曹双寅舒赣平第55讲：混凝土柱承载力(1/40)内容提要（1/1）一、轴心受压柱正截面承载力计算二、偏心受压柱正截面承载力计算三、受拉构件正截面承载力计算四、斜截面受剪承载力计算五、本章要点第55讲：混凝土柱承载力(2/40)一、轴心受压柱的承载力计算（1/7）1、配有普通箍筋柱的计算（1）受力全过程近似弹性阶段：应力按照弹性材料分配、发展非线性阶段：由于混凝土非线性产生应力重分布钢筋屈服阶段：由于钢筋的非线性产生应力重分布第55讲：混凝土柱承载力(3/40)一、轴心受压柱的承载力计算（2/7）（2）正截面内

2、力分析及承载力短期荷载下截面的应力分析平衡条件本构关系变形协调截面的应力第55讲：混凝土柱承载力(4/40)一、轴心受压柱的承载力计算（3/7）长期荷载下截面的应力分析变形协调条件截面平衡条件材料本构关系截面的应力长期荷载与短期比较产生应力重分布：混凝土应力降低，钢筋应力增大重分布与配筋率有关：高，混凝土应力降低的程度越大低，钢筋应力增加的程度越大问题：配筋率过低，长期荷载作用下可能出现的现象？配筋率很高，如果长期荷载突然卸除，现象？第55讲：混凝土柱承载力(5/40)一、轴心受压柱的承载力计算（4/7）极限荷载下截面的应力分析标

3、志：当混凝土达到极限压应变钢筋的应力：低强度等级钢筋，钢筋达到屈服强度；高强度等级钢筋，钢筋仍未屈服，截面的承载能力：（3）正截面受压设计方法设计公式截面设计步骤：确定截面和材料；求稳定系数；确定钢筋面积；选钢筋并验算截面复核步骤：求稳定系数；代入公式验算第55讲：混凝土柱承载力（1）下一讲的主要内容1、轴心受压螺旋筋柱的计算2、偏心受压构件计算的简化和原则东南大学远程教育结构设计原理第五十六讲主讲教师：曹双寅舒赣平第56讲：混凝土柱承载力（2）上一讲的主要内容1、普通箍筋柱的受压全过程弹性阶段、弹塑性阶段、钢筋屈服阶段2、短期和长期荷载下截

4、面应力分析平衡条件、变形条件、材料本构关系3、极限状态下的应力状态4、设计计算公式第56讲：混凝土柱承载力(6/40)一、轴心受压柱的承载力计算（5/7）2、螺旋箍筋柱的计算（1）受力特点混凝土受压横向膨胀螺旋箍筋受拉混凝土处于三向受压（2）受力全过程达到普通柱极限荷载前，约束小，与普通柱相似；超过普通柱极限荷载后，核心混凝土强度和变形明显增大螺旋筋屈服后，约束作用无法继续提高，构件破坏。第56讲：混凝土柱承载力(7/40)一、轴心受压柱的承载力计算（6/7）（3）正截面承载力计算混凝土抗压强度箍筋的约束力根据：得到：极限承载能力公式变换令：

5、得到：第56讲：混凝土柱承载力(8/40)一、轴心受压柱的承载力计算（7/7）（4）设计计算方法设计计算公式=1.7—2.0，与混凝土强度等级有关。适用条件螺旋筋柱承载力设计值不应高于普通柱的1.5倍；长细比l0/d>12时，不考虑螺旋筋的作用；螺旋筋的换算面积不应小于全部纵筋的25%；螺旋筋柱受压承载力设计值不应小于普通箍筋柱。第56讲：混凝土柱承载力(9/40)二、偏心受压柱的承载力计算（1/24）1、基本计算原则（1）基本假设和简化基本假设：与受弯构件正截面承载力计算相同简化：对受压区混凝土应力采用等效矩形应力图形。（2）轴向力的初始偏心

6、距定义：ei=e0+eae0—轴向力对截面中心的偏心距，=M/N；ea—附加偏心距，取max(20mm,h/30)第56讲：混凝土柱承载力(10/40)二、偏心受压柱的承载力计算（2/24）（3）用偏心距增大系数考虑纵向弯曲的影响控制截面的弯矩为轴向力偏心距增大系数影响系数：Cm侧移和杆端弯矩影响系数；考虑长期影响系数；1曲率修正，与偏心距有关；2长细比的影响系数第56讲：混凝土柱承载力(11/40)二、偏心受压柱的承载力计算（3/24）（4）大小偏心受压破坏的判别条件截面破坏类型受拉破坏（大偏心受压）：破坏时受拉钢筋受拉屈服

7、受压破坏（小偏心受压）：破坏时受拉钢筋没有受拉屈服界限破坏现象：受拉筋屈服时，受压边混凝土刚好达到极限压应变界限破坏时的受压区高度：xb=bh0判别条件大偏心受压破坏：xbh0小偏心受压破坏：x>bh0第56讲：混凝土柱承载力（2）下一讲的主要内容1、偏心受压截面的基本计算公式东南大学远程教育结构设计原理第五十六讲主讲教师：曹双寅舒赣平第56讲：混凝土柱承载力（2）上一讲的主要内容1、普通箍筋柱的受压全过程弹性阶段、弹塑性阶段、钢筋屈服阶段2、短期和长期荷载下截面应力分析平衡条件、变形条件、材料本构关系3、极限状态下的应力状态4、设计计算公式

8、第56讲：混凝土柱承载力