水工钢筋混凝土结构学第5章.ppt

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1、第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算受压构件分为轴心受压和偏心受压。由于混凝土浇筑不均匀、结构尺寸的施工误差、钢筋的偏位、装配式构件安装定位的不准确，都会导致轴向压力产生偏心，因此实际工程中真正的轴心受压构件是不存在的水电站厂房柱第一节受压构件的构造要求一、截面形式及尺寸1、为了模板制作的方便，受压构件一般都采用方形或矩形、圆形或多边形；2、为了减轻自重，预制装配式构件可做成I形或T形；3、受压构件的截面尺寸不宜太小；4、为施工方便，截面尺寸一般采用整数二、混凝土受压构件的承载力主要取决于混凝土，因此常采用较高强度等级的混凝土

2、如C25、C30、C35、C40以减少构件截面尺寸。三、纵筋轴心受压构件纵筋沿截面的四周均匀放置，钢筋根数不得少于4根，直径不小于12mm，常用12～32mm。。偏心受压构件纵筋放置在偏心截面的两边，截面高度≥600mm时，侧面应设置直径10～16mm的纵向构造钢筋，并设附加箍筋或拉筋。纵筋：采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋，不宜采用高强度钢筋。承重墙内竖向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于300mm。纵向钢筋的用量不能过少：1、用量过少，破坏时呈脆性，对抗震不利；2、用量过少，在荷载长期作用下，由于混凝土的徐变，容易引起钢筋的过早屈

3、服纵向钢筋配筋率不宜过多，不经济，不方便。一般在0.8-2.0%四、箍筋箍筋应做成封闭式，间距在绑扎骨架中不大于15d，在焊接骨架中不大于20d，且不大于400mm，也不大于构件截面的短边尺寸。箍筋直径不小于d/4，且不小于6mm。纵筋配筋率超过3%时，直径不小于8mm，间距不大于10d，且不应大于200mm。当柱子截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3根时；或短边尺寸不大于400mm每边多于4根纵筋时，应设复合箍筋。箍筋的作用：1、阻止纵向钢筋受压时向外弯凸，从而防止混凝土保护层横向胀裂剥落；2、抵抗剪力，增加受压

4、构件的延性；3、间距紧密的螺旋箍筋和焊环筋，对提高混凝土的抗压强度和延性有很大作用，常用于抗震结构中第五章钢筋砼受压构件承载力计算截面有内折角时箍筋的布置基本箍筋和附加箍筋不应采用有内折角的箍筋，内折角箍筋受力后有拉直趋势，易使转角处混凝土崩裂。第五章钢筋砼受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面承载力计算第二节轴心受压构件正截面承载力计算试件为配有纵筋和箍筋的短柱。柱全截面受压，压应变均匀。钢筋与砼共同变形，压应变保持一样。一、试验结果荷载较小，砼和钢筋应力比符合弹模比。荷载加大，应力比不再符合弹模比。荷载长期持续作用，

5、砼徐变发生，砼与钢筋之间引起应力重分配。破坏时，砼的应力达到，钢筋应力达到。不同箍筋短柱的荷载—应变图A——不配筋的素砼短柱；B——配置普通箍筋的钢筋砼短柱；C——配置螺旋箍筋的钢筋砼短柱。矩形截面轴心受压长柱长柱在轴向力作用下，不仅发生压缩变形，同时还发生纵向弯曲，产生横向挠度。破坏时，凹侧混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯而向外弯凸，凸侧则由受压突然变为受拉，出现水平受拉裂缝。原因：钢筋混凝土柱不可能是理想的轴心受压构件，轴向力多少存在一个初始偏心。长柱的破坏荷载小于短柱，且柱子越细长则小得越多。用稳定系数φ表示长柱承载力较短

6、柱降低的程度。φ=Nu长/Nu短，影响因素：柱子的长细比l0/b，混凝土强度等级和配筋率影响很小。l0/b<8时，不考虑纵向弯曲的影响，φ=1，称为短柱。l0/b<8的称为短柱。实际工程构件计算长度l0取值可参考规范。长细比限制在l0/b30，l0/h25。二、普通箍筋柱的计算某现浇的轴心受压柱，柱底固定，顶部为不移动铰接，柱高6500mm，该柱承受的轴向力设计值为N=650kN（含自重），采用C20混凝土，Ⅱ级钢筋，试设计截面及配筋。第三节偏心受压构件正截面承载力计算3.1实验结果实验结果表明，偏心受压短柱试件的破坏可

7、分为两类：受拉破坏、受压破坏6.2偏心受压构件的承载力计算受拉破坏---大偏心受压1、受拉区先出现横向裂缝，并随荷载增加开展；2、受拉钢筋首先达到屈服强度；3、中和轴不断向受压边移动，受压区缩小，应变增加，最后破坏受拉筋先屈服，随后压区混凝土压碎受压破坏-------小偏心共分为三种情况：受压破坏---情况11、偏心距很小，截面全部受压；2、靠近压力的一侧压应力大，荷载增加到一定程度后，这一侧混凝土被压碎，受压筋也达到屈服强度；3、另一侧混凝土和钢筋在构件破坏时也未能达到屈服强度受压破坏---情况21、偏心距稍大，截面出现小

8、部分受拉区；2、受拉钢筋靠近中和轴，拉应力小；3、受压应变的发展大于受拉应变的发展，破坏发生在受压一侧4、破坏无明显征兆，混凝土强度等级越高，破坏越带突然性；5、受拉钢筋破坏时达不到屈服强度受压破坏---情况31、偏心距大，但受拉钢筋配置过多，受拉一侧的钢筋应变小，破坏仍由受拉区混凝土压碎