第四章《建筑结构》钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算.ppt
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混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章第四章第四章轴心受力构件正截面承载力轴心受力构件正截面承载力混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章结构有构件组成:
结构有构件组成:
轴心受力构件:
轴心受力构件:
N(+,-)偏心受力构件偏心受力构件:
M、N(+,-)受弯构件受弯构件:
M、V受扭构件受扭构件:
T、M、V力学:
进行结构的内力分析得到构件截面上的作力学:
进行结构的内力分析得到构件截面上的作用效应。
用效应。
结构设计的目标:
安全可靠、经济适用结构设计的目标:
安全可靠、经济适用。
混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章钢筋混凝土构件的研究思路:
对构件进行试验研究,明确构件在各个对构件进行试验研究,明确构件在各个阶段的受力特征阶段的受力特征。
找出构件的受力规律找出构件的受力规律按构件的功能确定极限状态按构件的功能确定极限状态根据极限状态的根据极限状态的受力特征,建立结构的受力特征,建立结构的计算模型计算模型考虑结构的可靠度建立基本计算公式,并考虑结构的可靠度建立基本计算公式,并列出公式适用条件列出公式适用条件混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章本章重点本章重点了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程;全过程;掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截面掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截面承载力的计算方法;承载力的计算方法;熟悉轴心受力构件的构造要求。
熟悉轴心受力构件的构造要求。
第六章受压构件图中杆件分别收到什么力作用?
图中杆件分别收到什么力作用?
第六章受压构件压压压压压压拉拉拉拉混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章理想的轴心受力理想的轴心受力构件不存在。
构件不存在。
图图3-1轴心受力构件轴心受力构件4.1概概概概述述述述混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章纵筋纵筋箍筋bhNN压压压拉拉混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章4.2轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受拉构件4.2.1受力过程及破坏特征受力过程及破坏特征NtNtNtNtNtcrNtcr混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章3.2轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受拉构件4.2.1受力过程及破坏特征受力过程及破坏特征建筑建筑结构结构第四章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章构件从开始受力到破坏的全构件从开始受力到破坏的全过程程第一第一阶段:
混凝土开裂前段:
混凝土开裂前建筑建筑结构结构第四章建筑建筑结构结构第四章第二第二阶段:
混凝土开裂后段:
混凝土开裂后第三第三阶段:
破坏段:
破坏阶段段当当钢筋筋应力达到抗拉屈服力达到抗拉屈服强度度fy时,裂,裂缝开展很大,可开展很大,可认为构件达到了破坏构件达到了破坏状状态。
混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章4.2.2建筑工程中的轴拉构件建筑工程中的轴拉构件1.计算公式计算公式31N拉力的组合设计值;拉力的组合设计值;fy钢筋抗拉强度设计值,钢筋抗拉强度设计值,fy300N/mm2;As纵向钢筋面积。
纵向钢筋面积。
混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章2.构造要求构造要求v箍筋直径箍筋直径d6mm,间距间距s200mm(腹杆中腹杆中s150mm)。
v纵筋应沿截面周边均匀对称布置,并宜优先纵筋应沿截面周边均匀对称布置,并宜优先采用直径较小的钢筋。
采用直径较小的钢筋。
v不得采用绑扎的搭接接头。
不得采用绑扎的搭接接头。
v纵筋配筋率纵筋配筋率,且且。
(为混凝土轴心抗拉强度设计值)为混凝土轴心抗拉强度设计值)混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第四章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章例例3-1(GB50010)某钢筋混凝土屋架某钢筋混凝土屋架下弦,其节间最大轴心拉力设计值下弦,其节间最大轴心拉力设计值N=200kN,截面尺寸,截面尺寸bh=150mm150mm,混凝土强度等,混凝土强度等级级C30,钢筋用,钢筋用HRB335级钢筋,试求级钢筋,试求由正截面抗拉承载力确定的纵筋数量由正截面抗拉承载力确定的纵筋数量As。
混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第四章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章例例3-1(GB50010)某钢筋混凝土屋架下弦,其节间最某钢筋混凝土屋架下弦,其节间最大轴心拉力设计值大轴心拉力设计值N=200kN,截面尺寸,截面尺寸bh=150mm150mm,混凝土强度等级,混凝土强度等级C30,钢筋用,钢筋用HRB335级钢筋,试求由正截面抗拉承载力确定的纵级钢筋,试求由正截面抗拉承载力确定的纵筋数量筋数量As。
解解由参考资料附表由参考资料附表3查得查得HRB335级钢筋级钢筋fy=300N/mm2,代入公式(,代入公式(3-1)NfyAs得得选用选用416(As=804mm2)且且【例题3.2】某钢筋混凝土屋架下弦杆,截面尺寸为某钢筋混凝土屋架下弦杆,截面尺寸为200mm200mm160mm160mm,配置,配置416HRB335416HRB335级钢筋,混凝土强级钢筋,混凝土强度等级为度等级为C40C40。
承受。
承受轴心轴心拉力设计值为拉力设计值为N=240kNN=240kN。
结。
结构重要性系数为构重要性系数为1.01.0。
问。
问此构件正截面承载力是否合格此构件正截面承载力是否合格?
解:
(1)查表得查表得fy=300N/mm2、As=804mm2、ft=1.71N/mm2(22)最小配筋率验算)最小配筋率验算45ft/fy%=451.71/300%=0.26%0.2%As/bh=402/(200160)=1.26%0.26%(钢筋面积为一侧的)满足最小配筋率要求。
满足最小配筋率要求。
【例题3.2】某钢筋混凝土屋架下弦杆,截面尺寸为某钢筋混凝土屋架下弦杆,截面尺寸为200mm200mm160mm160mm,配置,配置416HRB335416HRB335级钢筋,混凝土强级钢筋,混凝土强度等级为度等级为C40C40。
承受。
承受轴心轴心拉力设计值为拉力设计值为N=240kNN=240kN。
结。
结构重要性系数为构重要性系数为1.01.0。
问。
问此构件正截面承载力是否合格此构件正截面承载力是否合格?
解:
(1)查表得查表得fy=300N/mm2、As=804mm2、ft=1.71MPa(22)最小配筋率验算)最小配筋率验算45ft/fy%=451.71/300%=0.26%0.2%As/bh=402/(200160)=1.26%0.26%(钢筋面积为一侧的)满足最小配筋率要求。
满足最小配筋率要求。
(33)正截面承载力验算)正截面承载力验算Nu=fyAs=300804103=241.2kN0N=240kN合格。
合格。
混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章例:
例:
已知一普通杆件截面尺寸已知一普通杆件截面尺寸b*h=200mm*250mm,恒荷标准值产生,恒荷标准值产生的轴心拉力的轴心拉力Ngk=185KN,活荷载标准值产活荷载标准值产生的轴心拉力生的轴心拉力Nqk=70KN,结构重要性,结构重要性系数系数r0=1.1,构件环境类别以内,混凝,构件环境类别以内,混凝土强度等级土强度等级C30,钢筋类别,钢筋类别HRB335。
试计算纵向受力钢筋截面面积,并选择试计算纵向受力钢筋截面面积,并选择钢筋钢筋混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章例:
例:
已知一普通杆件截面尺寸已知一普通杆件截面尺寸b*h=200mm*250mm,恒荷标准值产生的轴心拉力恒荷标准值产生的轴心拉力Ngk=185KN,活荷载标准活荷载标准值产生的轴心拉力值产生的轴心拉力Nqk=70KN,结构重要性系数,结构重要性系数r0=1.1,构件环境类别以内,混凝土强度等级,构件环境类别以内,混凝土强度等级C30,钢筋类别钢筋类别HRB335。
试计算纵向受力钢筋截面面积,并选择钢筋试计算纵向受力钢筋截面面积,并选择钢筋1、计算轴向拉力、计算轴向拉力N由永久荷载控制时:
由永久荷载控制时:
N=1.35*185+1.4*1*0.7*70=318.35KN由可变荷载控制时:
由可变荷载控制时:
N=1.2*185+1.4*1*70=320KN所以,选所以,选N=320KNr0N=1.1*320=352KN混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章查表查表可得可得HPB335级钢筋:
级钢筋:
fy=300N/mm2C30混凝土强度等级:
混凝土强度等级:
ft=1.43N/mm2由于:
由于:
所以,所以,r0NNu=fyAs得:
钢筋截面面积得:
钢筋截面面积As352000/300=1173.33因为,因为,1173.33107.25。
所以,此构件截面面积取所以,此构件截面面积取As=1173.33详附表详附表1:
选用:
选用4B20Max(0.2%,45ft/fy%)*200*250=107.25混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第四章受压构件(柱)受压构件(柱)往往在结构中具有重要作用,一旦产生破往往在结构中具有重要作用,一旦产生破坏,往往导致整个结构的损坏,甚至倒塌。
坏,往往导致整个结构的损坏,甚至倒塌。
混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理4.3轴心受压构件轴心受压构件轴心受压构件轴心受压构件工业和民用建筑中的单层厂房和多层框架柱偏心受偏心受压构件压构件拱和屋架上弦杆,拱和屋架上弦杆,及水塔、烟囱的筒及水塔、烟囱的筒壁等属于偏心受压壁等属于偏心受压构件构件偏心受压构件第六章受压构件6轴心受压构件的受力性能1.1.轴心受压构件的受力性能轴心受压构件的受力性能矩形截面轴心受压矩形截面轴心受压短柱:
短柱:
a.a.应力分析应力分析:
(a).纵向钢筋与混凝土共同受压纵向钢筋与混凝土共同受压.(b).压应变沿构件长度上基本上呈均匀压应变沿构件长度上基本上呈均匀分布分布.(c).当当N时时,弹性工作阶段弹性工作阶段.(d)._N,进入塑性阶段进入塑性阶段.(e).N,薄弱区出现微细裂缝薄弱区出现微细裂缝,裂缝延伸裂缝延伸与发展与发展.(f).达到极限荷载时,裂缝发展为较宽达到极限荷载时,裂缝发展为较宽的纵向裂缝。
外层混凝土剥落,核心混的纵向裂缝。
外层混凝土剥落,核心混凝土压碎凝土压碎。
第六章受压构件6轴心受压构件的受力性能b.b.破坏特征破坏特征:
(a).柱四周出现明显的纵向裂缝柱四周出现明显的纵向裂缝,箍箍筋间的纵筋发生压屈向外凸出筋间的纵筋发生压屈向外凸出,混混凝土被压碎而整个柱破坏凝土被压碎而整个柱破坏.(b).钢筋的压应变在钢筋的压应变在0.0025,0.0035之间,一般中等强之间,一般中等强度的钢筋均能达到屈服度的钢筋均能达到屈服.计算时计算时,以以构件的压应变等于构件的压应变等于0.002为控制条为控制条件件.第六章受压构件6轴心受压构件的受力性能配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算1.1.轴心受压构件的受力性能轴心受压构件的受力性能BehaviorofAxialCompressiveMemberc.c.承载能力计算公式承载能力计算公式:
混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第三章主主页页目目录录上一章上一章帮帮助助下一章下一章4.3轴心受压构件轴心受压构件轴心受压构件轴心受压构件4.3.1概述概述(普通箍筋柱)(普通箍筋柱)(螺旋箍
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- 建筑结构 第四 钢筋混凝土 轴心 构件 截面 承载力 计算