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钢筋砼轴向受力构件.ppt


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第九章 钢筋砼轴向受力构件
受压构件(柱)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。
第九章 钢筋砼轴向受力构件
第九章 钢筋砼轴向受力构件
钢筋砼轴心受压构件的,ss=fy;
第九章 钢筋砼轴向受力构件
当x =b,ss=0
第九章 钢筋砼轴向受力构件

由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因,实际工程中不存在理想的轴心受压构件。为考虑这些因素的不利影响,引入附加偏心距,即在正截面压弯承载力计算中,偏心距取计算偏心距e0=M/N与附加偏心距ea之和,称为初始偏心距ei。
参考以往工程经验和国外规范,附加偏心距ea取20mm与h/30 两者中的较大值,此处h是指偏心方向的截面尺寸。
(1)附加偏心距
(2)偏心距增大系数
◆ 由于侧向挠曲变形,轴向力将产生二阶效应,引起附加弯矩。
◆ 对于长细比较大的构件,二阶效应引起附加弯矩不能忽略。
◆ 图示典型偏心受压柱,跨中侧向挠度为 f 。
◆ 对跨中截面,轴力N的偏心距为ei + f ,即跨中截面的弯矩为 M =N ( ei + f )。
◆ 在截面和初始偏心距相同的情况下,柱的长细比l0/h不同,侧向挠度 f 的大小不同,影响程度会有很大差别,将产生不同的破坏类型。
第九章 钢筋砼轴向受力构件
◆ 对于长细比l0/h≤8的短柱。
◆ 侧向挠度 f 与初始偏心距ei相比很小。
◆ 柱跨中弯矩M=N(ei+f ) 随轴力N的增加基本呈线性增长。
◆ 直至达到截面承载力极限状态产生破坏。
◆ 对短柱可忽略挠度f影响。
第九章 钢筋砼轴向受力构件
◆ 长细比l0/h =8~30的中长柱。
◆ f 与ei相比已不能忽略。
◆ f 随轴力增大而增大,柱跨中弯矩M = N ( ei + f ) 的增长速度大于轴力N的增长速度。
◆ 即M随N 的增加呈明显的非线性增长。
◆ 虽然最终在M和N的共同作用下达到截面承载力极限状态,但轴向承载力明显低于同样截面和初始偏心距情况下的短柱。
◆ 因此,对于中长柱,在设计中应考虑附加挠度 f 对弯矩增大的影响。
第九章 钢筋砼轴向受力构件
第九章 钢筋砼轴向受力构件
◆长细比l0/h >30的长柱
◆侧向挠度 f 的影响已很大
◆在未达到截面承载力极限状态之前,侧向挠度 f 已呈不稳定发展
即柱的轴向荷载最大值发生在荷载增长曲线与截面承载力Nu-Mu相关曲线相交之前
◆这种破坏为失稳破坏,应进行专门计算
偏心距增大系数


取h=
第九章 钢筋砼轴向受力构件
l0

◆实际工程中,受压构件常承受变号弯矩作用,当弯矩数值相差不大,可采用对称配筋。
◆采用对称配筋不会在施工中产生差错,故有时为方便施工或对于装配式构件,也采用对称配筋。
◆对称配筋截面,即As=As',fy = fy',a = a',其界限破坏状态时的轴力为Nb=a fcbxbh0。
第九章 钢筋砼轴向受力构件
因此,除要考虑偏心距大小外,还要根据轴力大小(N< Nb或N> Nb)的情况判别属于哪一种偏心受力情况。
(1)当hei>=,且N< Nb时,为大偏心受压

x=N /a fcb
若x=N /a fcb<2a',可近似取x=2a',对受压钢筋合力点取矩可得
e' = hei - + a'
第九章 钢筋砼轴向受力构件
(2)当hei≤=,为小偏心受压
或hei>=,但N > Nb时,为小偏心受压
由第一式解得
代入第二式得
这是一个x 的三次方程,设计中计算很麻烦。为简化计算,如前所说,可近似取as=x(1-)在小偏压范围的平均值,
代入上式
第九章 钢筋砼轴向受力构件
由前述迭代法可知,上式配筋实为第二次迭代的近似值,与精确解的误差已很小,满足一般设计精度要求。
对称配筋截面复核的计算与非对称配筋情况相同。
第九章 钢筋砼轴向受力构件
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