5.1 钢筋砼柱设计PPT.pptVIP

第五章 柱;5.1 钢筋混凝土柱设计;一、受压构件的分类;二、受压构件截面形式及尺寸;四、纵向钢筋;对配有螺旋式或焊接环式间接钢筋的柱， 间接钢筋的间距不应大于80mm及柱子核心截面直径的五分之一，且不宜小于40mm，间接钢筋的直径同普通柱箍筋的直径； 圆柱中纵向受力钢筋应沿圆周均匀布置； 根数最好多于8根，不得小于6根； 圆柱箍筋应做成封闭式，其搭接长度不应小于受拉钢筋的锚固长度la=αfy/ft，末端应做1350的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的5倍；其他同普通柱一样。 ;常见箍筋形式：;常见箍筋形式：;5.1.2 轴心受压构件正截面承载力;Nus;(1)短柱承载力计算 由于混凝土和钢筋具有相近的压应变，因而两者可共同工作，当混凝土达到极限压应变（约0.002左右）时，柱的四周出现明显的纵向裂缝（混凝土受压时将产生横向变形，使得混凝土被拉坏而产生纵向裂缝），混凝土保护层脱落，纵向钢筋被压曲，向外凸出，混凝土被压坏而导致构件破坏。破坏时，一般中等强度的钢筋能达到抗压屈服强度，两者强度都能充分利用。短柱破坏形态及受力计算图形如图5-3所示，短柱的抗压承载力计算公式为：;图5-4长柱破坏形态; 依据以上所述，截面承载力的计算公式为：; 在计算时，需确定构件的计算长度l0 , l0与构件的两端支撑情况有关，对钢筋混凝土框架柱，《规范》规定： 现浇楼盖：底层柱， l0=1.0H;其余各层柱， l0=1.25H 装配式楼盖：底层柱， l0=1.25H;其余各层柱， l0=1.5H H为构件的实际长度，对底层柱, H为基础顶面到一层楼盖顶面的距离，其余各层为楼盖顶面到楼盖顶面之间的距离。 不论长柱还是短柱均按公式5-3（长柱）进行计算，计算分为截面设计和截面复核两种情。;（3）截面设计步骤 ①按照荷载组合计算轴心压力设计值 ②拟定截面尺寸，可根据工程经验及经济配筋率来确定 ③确定l0及 ④计算As;(4)截面复核步骤 ①确定 ②求承载力Nu ③比较N及Nu;二、螺旋箍筋柱和焊接环式箍筋柱的配筋计算;式中：Acor——构件的核心面积， Acor=πd2cor／4 dcor——构件核心直径，算至箍筋内皮，见图5-5 ASSO——螺旋式或焊接环式单根间接钢筋换算截面积;（3）应用应注意的问题 ①螺旋箍筋柱的承载能力不得大于普通箍筋柱承载能力的1.5倍； ◆如遇下列情况之一，不考虑螺旋箍筋的影响，按普通箍筋柱计算承载力 ②当l0/d ＞12,因细长比太大，螺旋箍筋对混凝土的约束作用难以发挥； ③按螺旋箍筋柱算得的承载力比按普通箍筋柱算得的还低； ④当间接钢筋的换算面积ASSO小于全部纵筋面积的25%， ⑤螺旋箍筋或焊接环式箍筋间距不应大于dcor/5及80mm,也不宜小于40mm，纵筋根数不宜少于8根，沿四周等间距布置。;（4）正截面设计计算步骤 ①确定截面尺寸，可按工程经验或按普通箍筋柱的方法确定； ②验算是否可设计成螺旋箍筋柱，如l0/d 12,可设计成螺旋箍筋柱； ③确定纵向受压钢筋面积，可取配筋率ρ′为2.5% AS′= ρ′πd2／4 ④计算箍筋的换算截面面积ASSO;例题5-1 某无侧移多层现浇框架结构的第二层中柱，承受轴心压力N=1840KN，楼层高H=5.4m，混凝土等级为C30（fc=14.3N/mm2）,用HRB400级钢筋配筋（ fy′=360N/mm2 ）,试设计该截面。 解： ①初步确定截面尺寸 按工程经验假定受压钢筋配筋率ρ′为0.8%，先不考虑稳定系数的影响，按普通箍筋柱正截面承载能力计算公式确定截面尺寸。;②计算 l0 ＝ 1.25H=1.25×5.4=6.75（m） l0／b ＝ 6.75 ／0.35=19.3,查表得： ＝0.776 ③计算AS′; 在轴向压力和弯矩共同作用下的构件称为偏心受压构件，力的等效作用如图5-6所示。;（1）大偏心受压破坏——受拉破坏 此类破坏在压力的偏心距较大，且受拉钢筋配置适量时发生。截面的破坏特征是:受拉钢筋首先屈服，最终受压区边缘的混凝土也因压应变达到极限值而被压坏，对于受压钢筋，只要受压区高度不是太小，一般也能屈服，其破坏特征与适筋的双筋受弯构件相似。破坏情况如图5-7（a）所示。这种破坏有明显预兆。 （2）小偏心受压破坏——受压破坏 压力的偏心距较小，或虽然偏心距不小但受拉纵筋配置过多时，会发生此种破坏。截面破坏特征一般是：靠近压力一侧的受压区边缘的混凝土压应变首先达到极限值被压坏，该侧的受压钢筋屈服；而压力远侧的钢筋虽受拉但并未屈服,甚