三峡大学：《混凝土结构设计原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算

第二章钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算 本章的重点是: 了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程; 掌握的轴心受拉构件和轴心受压构件正截面承载 力的计算方法; 了解建筑工程轴心受力构件与公路桥涵工程轴心 受力则构件设计计算方法的相同与不同之处; 熟悉轴心受力构件的构造要求

第二章钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算 本章的重点是： 了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程； 掌握的轴心受拉构件和轴心受压构件正截面承载 力的计算方法； 了解建筑工程轴心受力构件与公路桥涵工程轴心 受力则构件设计计算方法的相同与不同之处； 熟悉轴心受力构件的构造要求

82.1概述 纵向拉力作用线与构件截面形心线重合的构件 (图2-1),称为轴心受拉构件。在实际工程中,由于 荷载不可避免的偏心和构件制作过程中的不均匀性, 轴心受拉构件几乎是不存在的。但是,轴心受拉构 件设计简单,因此,拱和桁架结构中的拉入,以及 形水 十之 图2-1轴心受拉构件

§2.1 概述 纵向拉力作用线与构件截面形心线重合的 构件 (图2-1)，称为轴心受拉构件。在实际工程中，由于 荷载不可避免的偏心和构件制作过程中的不均匀性， 轴心受拉构件几乎是不存在的。但是，轴心受拉构 件设计简单，因此，拱和桁架结构中的拉杆，以及 圆形水

池的池壁等结构构件,可近似的按轴心受拉构件设 计计算。 同理,纵向压力作用线与构件截面形心轴重合 的构件,称为轴心受压构件。实际工程哩想的轴 心受压构件也是不存在的。但是,在在设计以恒载 为主的多层多跨房屋的内柱和屋架的受压腹、等构 件时,可近似的简化轴心受压构件的计算,轴心受 压构件中配有纵向钢筋和箍筋,纵向钢筋的作用是 承受压力,箍筋的主要作用是固定纵向钢筋,使其 在构件制作过程中不发生变形和错位

池的池壁等结构构件，可近似的按轴心受拉构件设 计计算。 同理，纵向压力作用线与构件截面形心轴重合 的构件，称为轴心受压构件。实际工程中理想的轴 心受压构件也是不存在的。但是，在在设计以恒载 为主的多层多跨房屋的内柱和屋架的受压腹杆等构 件时，可近似的简化轴心受压构件的计算，轴心受 压构件中配有纵向钢筋和箍筋，纵向钢筋的作用是 承受压力，箍筋的主要作用是固定纵向钢筋，使其 在构件制作过程中不发生变形和错位

82.2钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载力计 221受力过程及破坏特征 轴心受拉构件从开始加载到破坏,美受力过程可 分为三个不同的阶段: 1第I阶段 从开始加载到混凝上开裂前,属于第I阶段,此 时纵问钢筋和混凝士共同承受拉力应力与应变大致 成正比,拉力N与截面平均拉应变E之间基本上是线 性关系如图2-2a中的OA段

§2.2 钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载力计算 2.2.1 受力过程及破坏特征 轴心受拉构件从开始加载到破坏，其受力过程可 分为三个不同的阶段： 1.第I阶段 从开始加载到混凝上开裂前，属于第I阶段，此 时 纵问钢筋和混凝土共同承受拉力 应力与应变大致 成正比，拉力N与截面平均拉应变ε之间基本上是线 性关系 如图2-2a中的OA段

N Nx-开裂荷载 N≤N N N<N<N 第Ⅱ阶段 N (Ⅱ) N=N 第I阶段 图2-2轴心受拉构件破坏的三个阶段

2第Ⅱ阶段 混凝土开裂后至纵向钢筋屈服前属于第I阶段, 首先在截面最薄弱处产生第一条裂缝随着荷载的增 加,先后在一些截面上出现裂缝、送渐形成图22b中 (N)所示的裂缝分布形式。此时,在裂美处的混凝士 不再承受拉力,所有拉力均由纵向钢筋来承担。拉 力增加时,纵向钢筋的应变显著增大反映在图22a中 的AB段斜率比第二阶段的OA段的斜率要小 3.第Ⅲ阶段 纵向钢筋屈服后,拉力N保持不变的措况下,构 件的变形继续增大,裂缝不断加宽,直至构件破坏 此为构件受力的第I阶段如图22A中的BC段

2.第II阶段 混凝土开裂后至纵向钢筋屈服前属于第II阶段， 首先在截面最薄弱处产生第一条裂缝 随着荷载的增 加，先后在一些截面上出现裂缝、逐渐形成图2-2b中 (N)所示的裂缝分布形式。此时，在裂缝处的混凝土 不再承受拉力，所有拉力均由纵向钢筋来承担。拉 力增加时，纵向钢筋的应变显著增大反映在图2-2a中 的AB段斜率比第二阶段的OA段的斜率要小。 3. 第III阶段 纵向钢筋屈服后，拉力N保持不变的措况下，构 件的变形继续增大，裂缝不断加宽，直至构件破坏。 此为构件受力的第III阶段如图2-2A中的BC段

222建筑工程中轴心受拉构件正截面承载力计算 正截面是指与构件轴线垂直的截面。对于轴心受拉 构件正截面承载力的计算而言,以构件第Ⅲ阶段的受 力情况为基础,但是要考虑可靠度的要求。此时,裂 缝截面上混凝士因开裂不能承受拉为全部拉力由纵 向钢筋承受。由内力与截面抗力的平衡件可得 “ 图2-3轴心受拉构件计算简图 N≤4 (2-4) 式中N轴向拉力组合设计值 钢筋抗拉强度设计值,按附表23取用,不大 于300N/mm2; A纵向钢筋的全部截面面积

N≤fyAs (2-4) 式中 N——轴向拉力组合设计值； fy——钢筋抗拉强度设计值，按附表2-3取用，不大 于300N/mm2 ； As——纵向钢筋的全部截面面积。 2.2.2 建筑工程中轴心受拉构件正截面承载力计算 正截面是指与构件轴线垂直的截面。对于轴心受拉 构件正截面承载力的计算而言，以构件第III阶段的受 力情况为基础，但是要考虑可靠度的要求。此时，裂 缝截面上混凝土因开裂不能承受拉力，全部拉力由纵 向钢筋承受。由内力与截面抗力的平衡条件可得

224构造要求 1纵向受力钢筋 (轴心受拉构件的受力钢筋不妥用绑扎的搭接 接头; (2)为避免配筋过少引起的脆性破坏,轴心受拉构 件的受拉钢筋不小于0.2%和45f中的较大值 3受力钢筋沿截面周边均匀对称布置,并宣优先 选择直径较小的钢筋 2钢筋 屋架的腹杆不宜超过15m。般不宜大于200m 箍筋直径不小于6mm,间距

2.2.4 构造要求 1.纵向受力钢筋 (1)轴心受拉构件的受力钢筋不得采用绑扎的搭接 接头； (2)为避免配筋过少引起的脆性破坏，轴心受拉构 件的受拉钢筋不小于0.2%和45ft/fy中的较大值； (3)受力钢筋沿截面周边均匀对称布置，并宜优先 选择直径较小的钢筋。 2.钢筋 箍筋直径不小于6mm，间距一般不宜大于200mm （屋架的腹杆不宜超过150mm）

§2.3钢筋混凝土轴心受压构件正截面承载力计算 轴心受压构件内配有纵 向钢筋和箍筋。根据箍筋的 配置方式不同,轴心受压构 件可分为配置普通钢筋和配 置间距较密的的螺旋箍筋 (或环式焊接钢筋)两大类图 24),后者又称为螺旋式或 普通箍筋 螺旋箍筋 焊接环式间接钢筋。 轴心受压构件的纵向钢 筋除了与混凝土共同承担轴图2-4普通箍筋柱和螺旋箍筋柱

§2.3 钢筋混凝土轴心受压构件正截面承载力计算 轴心受压构件内配有纵 向钢筋和箍筋。根据箍筋的 配置方式不同，轴心受压构 件可分为配置普通钢筋和配 置间距较密的的螺旋箍筋 (或环式焊接钢筋)两大类(图 2-4)，后者又称为螺旋式或 焊接环式间接钢筋。 轴心受压构件的纵向钢 筋除了与混凝土共同承担轴

向用由外,还能承担由于初始偏心或其他偶然因素引起 的附加弯矩在构件中产生的拉力、在配置普通箍筋的轴 心受压的件中,箍筋可以固定纵向受力钢筋的位置,防 止纵向钢筋在混凝土破碎之前压屈,证纵筋与混凝土 共同受压直到构件破坏;螺旋形箍筋对氵 有较强的 环向约束用而能够提高构件的承载力和延性 23.1配有普通箍筋的轴心受压构件 1受力分析及破坏特征 根据构件的长细比(构件的计算长度1与构件的截面 回转半径这比的不同,轴心受压构件可分为短构件(对 般截面/≤28;对矩形截面0-8,b为截面宽度)和中 长构件。习惯上将前者称为短柱后者称为长柱

向用由外，还能承担由于初始偏心或其他偶然因素引起 的附加弯矩在构件中产生的拉力、在配置普通箍筋的轴 心受压的件中，箍筋可以固定纵向受力钢筋的位置，防 止纵向钢筋在混凝土破碎之前压屈，保证纵筋与混凝土 共同受压直到构件破坏；螺旋形箍筋对混凝上有较强的 环向约束用而能够提高构件的承载力和延性。 2.3.1 配有普通箍筋的轴心受压构件 1.受力分析及破坏特征 根据构件的长细比(构件的计算长度l0与构件的截面 回转半径i之比)的不同，轴心受压构件可分为短构件(对 一般截面l0/i≤28；对矩形截面l0/i≤8，b为截面宽度)和中 长构件。习惯上将前者称为短柱后者称为长柱