3. 轴心构件.docVIP

3. 轴心受力构件正截面承载力计算 3. 轴心受力构件正截面承载力计算 内容概要 主要内容 3.1 概述 本章主要讲述钢筋混凝土轴心受拉 3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算 和受压构件正截面承载力的计算方法及 3.3 轴心受压构件正截面承载力计算 相关构造要求。 3.4 本章小结 1 2 3. 轴心受力构件正截面承载力计算 3.1 概述 学习要求 ① 轴心受拉构件 ①了解轴心受力构件的受力全过程； 纵向拉力作用线与构件截面形心线重合的构件。 实际工程中，由于荷载的偏心、构件制作和安装 过程中的误差，此类构件几乎是不存在的。 ②掌握轴心受力构件的正截面承载力计 由于设计计算简单，拱和桁架结构中的拉杆以及圆 算方法； 形水池池壁等结构构件，可近似按轴心受拉构件设计。 ③熟悉轴心受力构件的构造要求。 N N 3 4 3.1 概述 3.1 概述 ① 轴心受拉构件 ② 轴心受压构件 纵向压力作用线与构件截面形心线重合的构件。 与轴心受拉构件类似，实际工程中，此类构件也 几乎没有。 多层多跨房屋的内柱以及桁架的受压上弦杆等结 圆形水池池壁 构构件，可近似按轴心受压构件设计。 N N 桁架结构 5 6 13.1 概述 3.1 概述 ② 轴心受压构件 ③ 轴心受力构件配筋特点 轴心受力构件配有纵筋和 箍筋。纵向钢筋的作用是承受 轴向拉力或压力；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）和约束混凝土（如对轴 房屋内柱 桁架结构 压构件，可防止纵向钢筋过早 压屈等）。 7 8 3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算 3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算 ④ 受力过程及破坏特征 ⑤ 正截面承载力计算 N Nu Ny Ncr A B 阶段III(BC段)：钢筋屈服后强化，变形显 著增大，裂缝不断加宽N ，≤直N ≤至N构件破坏。 y u C 阶段II (AB段)：混凝土开裂后退 出工作，钢筋单独受拉直至屈服。 N N N cr y A. 设计计算依据 以构件第III阶段的受力情况为依据，混凝 土因开裂不能承受拉力，全部拉力由纵向钢筋 O 阶段I(OA段):两种材料共同 受力，应力－应变呈线性关系。 N ≤ N ε cr t OA段— 抗裂计算依据； AB段— 变形、裂缝宽度计算依据； 承受（为保证构件的可靠度，不考虑钢筋的强 化阶段）。 BC段— 截面的承载力计算依据。 9 10 3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算 3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算 ⑤ 正截面承载力计算 γ ≤ 0S R ⑤ 正截面承载力计算 B. 设计计算公式 C. 构造要求 x N } fy As a. 受力钢筋不得采用绑扎的搭接接头； b. 纵筋一侧配筋率不应小于 0.2% 和 0.45 ft/fy 中的较 ∑ F = 0 x N ≤ f A y s 大值； c. 纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先采用直 N —— 轴向拉力的设计值； 径较小的钢筋（控制裂缝宽度）； fy —— 钢筋抗拉强度设计值，为防止构件在正常使 用阶段变形过大，裂缝过宽， fy ≤ 300 N/mm2 ； As —— 全部纵向钢筋面积。 11 d. 箍筋直径不小于6mm, 间距一般不宜大于200mm (屋架的腹杆中不宜超过150mm)。 12 23.2 轴心受拉构件正截面承载力计算 3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算 开始 D. 设计计算流程 确定基本参数 ft , fy , ρmin ⑤ 正截面承载力计算 E. 算例 N 计算纵筋截面面积 A = N f s y 已知某钢筋混凝土屋架下弦， 截 面 尺 寸 b×h=200mm×150m 验算纵筋配筋率 A = ρ A s min 是 ρ ρ min ? 否 m，安全等级为二级。承受的轴心 拉力设计值 N = 235kN，混凝土强 N 选配纵筋 度等级为C30，钢筋为HRB335级。 h 选配箍筋 b 试设计截面受力纵筋和箍筋。 结束 13 14 3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算 3.2 轴心受拉构件正截面承载力计算 【解】 (2) 验算纵筋最小配筋率 (1) 计算受拉钢筋截面面积 全部纵筋配筋率为 轴心受拉构件正截面承载力计算公式为 ρ = A A = 783 (200×150) =2.61% s N ≤ f A y s (1) 全部纵筋最小配筋率为 由已知条件知：N = 235kN ρmin = max(0.9 ft fy , 0.4%) (2) 查附表2-3 知：HRB335级钢筋， y 300 N mm f = 2 查附表1-2知 C30混凝土， f =1.43N mm 2 t