轴心受压构件承载力计算(教案15).pdf

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1、教案2010～2011学年第一学期主讲教师刘金慧课程名称结构设计原理课程类别专业必修课学时及学分80学时4.5学分授课班级土木081、2、3、4使用教材结构设计原理叶见曙主编系(院、部)土木工程系教研室(实验室)桥梁教研室课时授课计划课次序号：15一、课题：§6.1普通箍筋轴心受压构件的强度计算§6.2螺旋箍筋轴心受压构件的强度计算二、课型：课堂讲授三、目的要求：掌握普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的概念，普通箍筋柱的构造要求、破坏特征、计算公式及计算步骤。理解螺旋箍筋柱的受力特点及计算方法。四、重点、难点：重点是普通箍

2、筋柱与螺旋箍筋柱的概念，普通箍筋柱的构造要求、破坏特征、计算公式及计算步骤。难点是螺旋箍筋柱的受力特点。五、教学方法及手段：讲授六、参考资料：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》《公路桥涵设计通用规范》七、作业：1.普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的概念2.普通箍筋柱破坏特征、计算公式及计算步骤3.习题6.5八、授课记录：授课日期2010.10.10班次土木081~4九、授课效果分析：十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）内容复习、导入课题总结、布置作业普通箍筋柱螺旋箍筋柱时间（分钟）23第6章轴心受压构

3、件的强度计算当构件受到位于截面形心的轴向压力作用时，为轴心受压构件。钢筋混凝土轴心受压构件按照箍筋的功能和配置方式的不同可分为两种：配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件(普通箍筋柱)，如图1所示；配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件(螺旋箍筋柱)。如图所示2。图1普通箍筋柱图2螺旋箍筋柱（阴影部分代表核心面积）a)螺旋箍筋柱；b)焊接环筋柱第1节普通箍筋柱一、构造要求1．截面形式：普通箍筋柱的截面形状多为正方形、矩形和圆形等。2．混凝土标号：轴心受压构件的混凝土一般多采用C20~C30号混凝土。3．截面尺寸：轴

4、心受压构件截面尺寸不宜过小，因长细比越大，值越小，承载力降低很多，不能充分利用材料强度。构件截面尺寸不宜小于250mm。4．纵向钢筋纵向钢筋为对称布置，设置纵向钢筋的目的是：(1)协助混凝土承受压力，可减少构件截面尺寸；(2)承受可能存在的不大的弯矩；(3)防止构件的突然脆性破坏。纵向受力钢筋的直径应不小于12mm。在构件截面上，纵向受力钢筋至少应有4根并且在截面每一角隅处必须布置一根。纵向受力钢筋的净距不应小于50mm，也不大于350mm。纵向钢筋与混凝土截面边缘的净距c≥25mm。对于纵向受力钢筋的配筋率要

5、求，一般是从轴心受压构件中不可避免存在混凝上徐变、可能存在的较小偏心弯矩等非计算因素而提出的。全部钢筋的纵向配筋率应不小于0.5%，当混凝土强度等级为C50及以上时，不应小于0.6%，同时每侧纵向受力钢筋的配筋率不宜小于0.2%。一般纵向钢筋的配筋率约为0.5%~2%。5．箍筋普通箍筋柱沿构件高度设置有等间距的箍筋。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。普通箍筋柱中的箍筋必须做成封闭式的箍筋，箍筋直径应不小于8mm。间距应不大于纵向受力钢筋直径的15倍，或构件截面的较小尺寸

6、，并不大于400mm。在纵向钢筋接头处，箍筋的间距应不大于纵向钢筋直径的10倍，且不大于200mm。当纵向钢筋截面积超过混凝土计算截面的3%时，箍筋间距应不大于纵向钢筋直径的10倍，且不大于200mm。被同一箍筋所箍的纵向钢筋根数，在构件的角边上不宜多于3根。若多于3根，则应设置附加箍筋。二、破坏形态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，它们的受力变形和破坏形态各不相同。1．短柱当压力P逐渐增加时，柱也随之缩短，用仪表测量，证明混凝土全截面和纵向钢筋均发生压缩变形。当轴向压力N达到破坏荷载的9

7、0%左右时，柱四周混凝土表面出现纵向裂缝等压坏的迹象，混凝土保护层剥落，最后由于箍筋间的纵向钢筋发生屈曲，向外凸出，混凝土被压碎而整个试验柱破坏。破坏时，测得的混凝土压应变大于1.8×l0-3，而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。2．长柱试件长柱在压力P不大时，全截面也是受压，但随着压力增大，长柱不仅发生压缩变形，同时产生较大的横向挠度f，凹侧压应力较大，凸侧较小。在长柱破坏前，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，

8、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，出现水平裂缝)。三、纵向弯曲系数如前所述，对于钢筋混凝土轴心受压构件，把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值，称为纵向弯曲系数。当柱的材料及纵筋含筋一定时，随着长细比的增加，纵向弯曲系数就减小，则柱破坏时临界压力P也愈小。纵向弯曲系数主要与构件的长细比有关，c混凝土强度等级及配