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文檔簡介
1、第四章 軸心受力構(gòu)件性能與計算,同濟大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程系顧祥林,混凝土結(jié)構(gòu)基本原理,一、工程實例,,二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 1. 受拉構(gòu)件的配筋形式,,縱筋,縱筋,箍筋,二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 2. 試驗研究,鋼筋屈服,混凝土開裂,二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 2. 試驗研究,,二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 2. 試驗研究,結(jié)論,三個工作階段:開裂前,線彈性;開裂至鋼筋屈服,裂縫不斷發(fā)展;鋼筋屈服后,Nt基本
2、不增加,首根裂縫出現(xiàn)后還會繼續(xù)出現(xiàn)裂縫,但裂縫增至一定數(shù)量后便不在增加,極限承載力取決于鋼筋的用量和強度,二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 3. 混凝土和鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,混凝土,鋼筋,二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 4. 混凝土開裂前拉力與變形的關(guān)系,二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 5. 混凝土開裂荷載,二、軸心受拉構(gòu)件的受力分析 6. 極限承載力,,混凝土退出工作,三、極限承載力公式的應(yīng)用 1. 既有構(gòu)件軸心抗拉承載力計算
3、,,驗算Ntu> Ntcr,若成立,可以;否則取Ntu=Ntcr,三、極限承載力公式的應(yīng)用 1. 基于承載力的構(gòu)件截面設(shè)計,設(shè)計原則是:Nt?Ntu,,為了保證設(shè)計截面的極限承載力大于截面的開裂彎矩,避免脆性破壞,,三、極限承載力公式的應(yīng)用 1. 基于承載力的構(gòu)件截面設(shè)計,最小配筋率的確定原則是:Ntu= Ntcr,,不同規(guī)范可能還會對上述值進行調(diào)整,作為實例見附表4-1,,四、軸心受壓短柱的受力分析 1. 試驗研究,
4、第一階段:加載至鋼筋屈服,第二階段:鋼筋屈服至混凝土壓碎,四、軸心受壓短柱的受力分析 2. 截面分析的基本方程,平衡方程,變形協(xié)調(diào)方程,物理方程(以fcu?50Mpa為例),四、軸心受壓短柱的受力分析 3. 荷載-變形關(guān)系,第一階段,,非線性關(guān)系,,,四、軸心受壓短柱的受力分析 3. 荷載-變形關(guān)系,第二階段,當(dāng)?0=0.002時,混凝土壓碎,柱達到最大承載力,若? s=?0=0.002,則,,軸心受壓短柱中,當(dāng)鋼筋的強度超
5、過400N/mm2時,其強度得不到充分發(fā)揮,四、軸心受壓短柱的受力分析 4. 長期荷載下徐變的影響,Nc施加后的瞬時,,,四、軸心受壓短柱的受力分析 4. 長期荷載下徐變的影響,,,經(jīng)歷徐變后,四、軸心受壓短柱的受力分析 4. 長期荷載下徐變的影響,Nc撤去后,,,五、軸心受壓長柱的受力分析 1. 試驗研究,長柱的承載力<短柱的承載力(相同材料、截面和配筋),,原因:長柱受軸力和彎矩(二次彎矩)的共同作用,五、軸心
6、受壓長柱的受力分析 2. 穩(wěn)定系數(shù),,和長細比l0/b(矩形截面)直接相關(guān),《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中,為安全計,取值小于上述結(jié)果,詳見教材表4-1,,,五、軸心受壓長柱的受力分析 3. 承載力,,穩(wěn)定系數(shù),六、軸心受壓承載力公式應(yīng)用 1. 既有構(gòu)件軸心承載力計算,由l0/b查表4-1求?,驗算fy??400N/mm2,若As?/b?h?3%,則A=b?h;若As?/b?h>3%,則A=b?h- As?,六、軸心受壓承載
7、力公式應(yīng)用 2. 基于承載力的構(gòu)件截面設(shè)計,由l0/b查表4-1求?,驗算fy??400N/mm2,若As?/b?h?3%,則A=b?h;若As?/b?h>3%,則A=b?h- As? ,重新計算,驗算最小配筋率,七、配有螺旋筋柱的受力分析 1. 配筋形式,七、配有螺旋筋柱的受力分析 2. 試驗研究,,荷載不大時螺旋箍柱和普通箍柱的性能幾乎相同,,保護層剝落使柱的承載力降低,,螺旋箍筋的約束使柱的承載力提高,七、配有螺
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