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文檔簡介
1、單元13 鋼筋混凝土受壓和受拉構件承載力計算【學習目標】1、會進行軸心受壓柱截面設計,能準確繪制和識讀其結構施工圖; 2、能夠看懂柱的結構施工圖,并且可以指導工人鋼筋下料; 3、能夠靈活運用O3G101-1柱平法; 4、能夠分析柱的受力及配筋情況,能夠進行柱的的圖紙會審; 【知識點】 鋼筋混凝土受壓構件的構造要求;軸心受壓構件的承載力計算;偏心受壓構件的承載力計算求;受拉構件承載力計算;O3G101-1柱平法。 【工作任務】 項 目 鋼筋混凝土受壓柱設計 【教學設計】 本單元的教學內容是受壓和受拉構件,本單元設計一個項目
2、-鋼筋混凝土受壓柱設計。要完成這個項目,教學分6個步驟完成,布置項目學生收集相關設計資料及工程實際調研教師教學(按知識點分別依次教學)學生動手設計(提出問題,教師解答)學生檢驗設計成果(分小組討論)教師、工程技術人員檢驗評價 131 受壓構件的構造要求 受壓構件實例 按照縱向力在截面上作用位置的不同,縱向受力構件分為軸心受力構件和偏心受力構件。縱向力作用線與構件軸線重合的構件稱為軸心受力構件,否則為偏心受力構件。偏心受力構件又可分為單向偏心受力構件和
3、雙向偏心受力構件。縱向力可以是拉力,也可以是壓力,因此,軸心受力構件可分為軸心受拉構件和軸心受壓構件(如圖13.1,13.2)。偏心受力構件可分為偏心受拉構件和偏心受壓構件。建筑工程中,受壓構件是最重要最常見的承重構件之一。本課只介紹軸心受力構件和單向偏心受力構件。材料強度 受壓構件的承載力主要取決于混凝土強度,采用較高強度等級的混凝土可以減小構件截面尺寸,節省鋼材,因而柱中混凝土一般宜采用較高強度等級,但不宜選用高強度鋼筋。其原因是受壓鋼筋要與混凝
4、土共同工作,鋼筋應變受到混凝土極限壓應變的限制,而混凝土極限壓應變很小,所以高強度鋼筋的受壓強度不能充分利用。混凝土規范規定受壓鋼筋的最大抗壓強度為400N/mm2。一般柱中采用C25及以上等級的混凝土,對于高層建筑的底層柱可采用更高強度等級的混凝土,例如采用C40或以上;縱向鋼筋一般采用HRB400和HRB335級熱軋鋼筋。截面型式及尺寸要求 鋼筋混凝土受壓構件通常采用方形或矩形截面,以便制作模板。一般軸心受壓柱以方形為主,偏心受壓柱以矩形為主。當
5、有特殊要求時,也可采用其他形式的截面,如軸心受壓柱可采用圓形、多邊形等,偏心受壓柱還可采用I形、T形等。 為了充分利用材料強度,避免構件長細比太大而過多降低構件承載力,柱截面尺寸不宜過小。一般應符合25及30(其中為柱的計算長度,h和b分別為截面的高度和 寬度)。對于方形和矩形截面,其尺寸不宜小于250×250mm。為了便于模板尺寸模數化,柱截面邊長在800mm以下者,宜取50mm 的倍數;在800mm以上者,取為100mm的倍數。配筋構造 1、縱向受力鋼筋 13.3柱子縱向鋼筋的布置 (a)軸心受壓柱(b)偏心受壓柱
6、160; 軸心受壓構件的荷載主要由混凝土承擔,設置縱向受力鋼筋的目的有三:協助混凝土承受壓力,減小截面尺寸;承受可能的彎矩,以及混凝土收縮和溫度變形引起的拉應力;防止構件突然的脆性破壞。軸心受壓柱的縱向受力鋼筋應沿截面四周均勻對稱布置,偏心受壓柱的縱向受力鋼筋布置在彎矩作用方向的兩對邊,圓柱中縱向受力鋼筋宜沿周邊均勻布置。 縱向受力鋼筋直徑d不宜12mm,通常采用 1232mm。一般宜采用根數較少,直徑較粗的鋼筋,以保證骨架的剛度。方形和矩形截面柱中
7、縱向受力鋼筋不少于根,圓柱中不宜少于8根且不應少于6根。縱向受力鋼筋的凈距不應小于50mm,偏心受壓柱中垂直于彎矩作用平面的側面上的縱向受力鋼筋及軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋的中距不宜大于300mm(圖13.3)。對水平澆筑的預制柱,其縱向鋼筋的最小凈距距可按梁的有關規定采用。受壓構件縱向鋼筋的最小配筋率應符合規范的規定。從經濟和施工方便(不使鋼筋太密集)角度考慮,全部縱向鋼筋的配筋率不宜超過5。受壓鋼筋的配筋率一般不超過3,通常在0.5 2之間。
8、 偏心受壓構件的縱向鋼筋配置方式有兩種。一種是在柱彎矩作用方向的兩對邊對稱配置相同的縱向受力鋼筋,這種方式稱為對稱配筋。對稱配筋構造簡單,施工方便,不易出錯,但用鋼量較大。另一種是非對稱配筋,即在柱彎矩作用方向的兩對邊配置不同的縱向受力鋼筋。非對稱配筋的優缺點與對稱配筋相反。在實際工程中,為避免吊裝出錯,裝配式柱一般采用對稱配筋。屋架上弦、多層框架柱等偏心受壓構件,由于在不同荷載(如風荷載、豎向荷載)組合下,在同一截面內可能要承受不同方向的彎矩,即在某一種荷載組合作用下受拉的部位在另一種荷載組合作用下可能就變為受壓,當這兩種不同符號的彎矩相差不大時,為了設計、施工方便,通常也采用對稱配筋。2、
9、箍筋(如圖13.5施工現場箍筋施工照片與結構圖比照)13.4 箍筋的構造(a)軸心受壓柱 (b)偏心受壓柱 受壓構件中箍筋的作用是保證縱向鋼筋的位置正確,防止縱向鋼筋壓屈,從而提高柱的承載能力。 受壓構件中的周邊箍筋應做成封閉式。箍筋直徑不應小于(為縱向鋼筋的最大直徑),且不應小于6mm。箍筋間距不應大于400mm及構件截面的短邊尺寸,且不應大于15(為
10、縱向受力鋼筋的最小直徑)如圖13.5。當柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過3時,箍筋直徑不應小于8mm,間距不應大于10(為縱向受力鋼筋的最小直徑), 且不應大200mm;箍筋末端應做成135°彎鉤且彎鉤末端 平直段長度不應小于直徑的10倍。 在縱向鋼筋搭接長度范圍內,箍筋的直徑不宜小于搭接鋼筋直徑的0.25倍。箍筋間距,當搭接鋼筋為受拉時,不應大于5(為受力鋼筋中最小直徑),且不應大于100mm;當搭接鋼筋為受壓時,不應大于10,且不應大于
11、200mm。當搭接受壓鋼筋直徑大于25mm時,應在搭接接頭兩個端面外100mm范圍內各設置2根箍筋。 當柱截面短邊尺寸大于400mm且各邊縱向受力鋼筋多于3根時,或當柱截面短邊尺寸不大于400mm但各邊縱向鋼筋多于4根時,應設置復合箍筋,以防止中間鋼筋被壓屈(圖13.4)。復合箍筋的直徑、間距與前述箍筋相同。 當偏心受壓柱的截面高度 600mm時,在柱的側面上應設置直徑為1016mm的縱向構造鋼筋,并相應設置復合箍筋或拉筋。 對于截面形狀復雜的構件,不可采用具有內折角的箍筋(圖13.
12、6)。其原因是,內折角處受拉箍筋的合力向外,可能使該處混凝土保護層崩裂。 圖13.6 復雜截面的箍筋形式 【實訓練習】參觀黃岡附近的一些框架結構施工工地,對照施工圖紙拍照分析柱所配縱筋、箍筋是否復合構造要求。看看縱筋的連接方式、箍筋的復合形式、間距等。 13.2 軸心受壓構件的承載力計算 前言 按照箍筋配置方式不同,鋼筋混凝土軸心受壓柱可分為兩種:一種是配置縱向鋼筋和普通箍筋的柱(圖13.7.1),稱為普通箍筋柱;一種是配置縱向
13、鋼筋和螺旋筋(圖13.7.2)或焊接環筋(圖13.7.2)的柱,稱為螺旋箍筋柱或間接箍筋柱。圖13.7 普通箍筋柱和螺旋箍筋柱 需要指出的是,在實際工程結構中,幾乎不存在真正的軸心受壓構件。通常由于荷載作用位置偏差、配筋不對稱以及施工誤差等原因,總是或多或少存在初始偏心距。但當這種偏心距很小時,如只承受節點荷載屋架的受壓弦桿和腹桿、以恒荷載為主的等跨多層框架房屋的內柱等,為計算方便,可近似按軸心受壓構件計算。此外,偏心受壓構件垂直于彎矩作用平面的承
14、載力驗算也按軸心受壓構件計算。軸心受壓構件的破壞特征 按照長細比的大小,軸心受壓柱可分為短柱和長柱兩類。對方形和矩形柱,當8時屬于短柱,否則為長柱。其中為柱的計算長度,為矩形截面的短邊尺寸。 1、軸心受壓短柱的破壞特征(圖) 配有普通箍筋的矩形截面短柱,在軸向壓力N作用下整個截面的應變基本上是均勻分布的。N較小時,構件的壓縮變形主要為彈性變形。隨著荷載的增大,構件變形迅速增大
15、。與此同時,混凝土塑性變形增加,彈性模量降低,應力增長逐漸變慢,而鋼筋應力的增加則越來越快。對配置HPB235、HRB335、HRB400、RRB400級熱軋鋼筋的構件,鋼筋將先達到其屈服強度,此后增加的荷載全部由混凝土來承受。在臨近破壞時,柱子表面出現縱向裂縫,混凝土保護層開始剝落,最后,箍筋之間的縱向鋼筋壓屈而向外凸出,混凝土被壓碎崩裂而破壞。破壞時混凝土的應力達到棱柱體抗壓強度。當短柱破壞時,混凝土達到極限壓應變=0.002,相應的縱向鋼筋應力值 =2×105×0.002N/mm2=400N/mm2。
16、60; 因此,當縱向鋼筋為高強度鋼筋時,構件破壞時縱向鋼筋可能達不到屈服強度。設計中對于屈服強度超過400N/mm2 的鋼筋,其抗壓強度設計值只能取400N/mm2。顯然,在受壓構件內配置高強度的鋼筋不能充分發揮其作用,這是不經濟的。圖13.8軸心受壓柱的破壞形式 (1)軸心受壓短柱的破壞形式 (2)偏心受壓長柱的破壞形式2、軸心受壓長柱的破壞特征(圖) 對于長細比較大的長柱,由于各種偶然因素造成的初
17、始偏心距的影響是不可忽略的,在軸心壓力N作用下,由初始偏心距將產生附加彎矩,而這個附加彎矩產生的水平撓度又加大了原來的初始偏心距,這樣相互影響的結果,促使了構件截面材料破壞較早到來,導致承截能力的降低。破壞時首先在凹邊出現縱向裂縫,接著混凝土被壓碎,縱向鋼筋被壓彎向外凸出,側向撓度急速發展,最終柱子失去平衡并將凸邊混凝土拉裂而破壞。試驗表明,柱的長細比愈大,其承截力愈低,對于長細比很大的長柱,還有可能發生“失穩破壞”。 由上述試驗可知,在同等條件下,即截面相同,配筋相同,材料相同的條件下,長柱承載力低于短柱承載力。在確定軸心受壓構件承截力計算公式時,規范采
18、用構件的穩定系數來表示長柱承截力降低的程度。試驗的實測結果表明,穩定系數主要和構件的長細比有關,長細比越大,值越小。當8時,= 1,說明承截力的降低可忽略。 穩定系數可按下式計算: (13.1)式中: 柱的計算長度;矩形截面的短邊尺寸,圓形截面可取普通箍筋柱的正截面承截力計算 1 、基本公式鋼筋混凝土軸心受壓柱的正截面承載力由混凝土承載力及鋼筋
19、承載力兩部分組成,如圖13.9所示。根據力的平衡條件,得短柱和長柱的承載力計算公式為: NNu=0.9 (fAc+fy/Ac) (13.2) 式中:Nu軸向壓力承載力設計值;N軸向壓力設計值;鋼筋混凝土構件的穩定系數;fc混凝土的軸心抗壓強度設計值,按教材附表采用;A構件截面面積,當縱向鋼筋配筋率大于3%時, A應改為Ac=AAs;fy 縱向鋼筋的抗壓強度設計值按附表采用;Ay 全部縱向鋼筋的截面面積。式中系數0.9,是考慮到初
20、始偏心的影響以及主要承受永久荷載作用的軸心受壓柱的可靠性,引入的承載力折減系數; 圖13.9 軸心受壓構件的計算簡圖 2、計算方法 實際工程中,軸心受壓構件的承載力計算問題可歸納為截面設計和截面復核兩大類。(1)截面設計已知:構件截面尺寸b×h,軸向力設計值,構件的計算長度,材料強度等級;求:縱向鋼筋截面面積。計算步驟如圖所示。 若構件截面尺寸b×h為未知,則可先根據構造要求并參照同類工程假定柱截面尺寸b×h,然后按上述步驟計算。縱向鋼筋配筋率宜在0.5%2%之間。若配筋率' 過大或
21、過小,則應調整b、h,重新計算。也可先假定和的值(常可假定=1,=1%),由下式計算出構件截面面積,進而得出b×h: (13.3)(2)截面承載力復核 已知:柱截面尺寸b×h,計算長度,縱向鋼筋數量及級別,混凝土強度等級;求:柱的受壓承載力Nu,或已知軸向力設計值,判斷截面是否安全。計算步驟如圖所示。 【項目】 某多層現澆鋼筋混凝土框
22、架結構房屋,現澆樓蓋,二層層高H=3.6m,其中柱承受軸向壓力設計值N=2420kN(含柱自重)。采用C25混凝土和HRB335級鋼筋。求該柱截面尺寸及縱筋面積。 【設計思路】本例題屬于截面設計類 (1)初步確定截面形式和尺寸 由于是軸心受壓構件,截面形式選用正方形。 查附表4和附表7,C25混凝土,fc =11.9N/mm2;HRB335級鋼筋,fy=300 N/mm2,假定=3%,=0.9,代入公式估算截面面積: 選截面尺寸為400mm×400mm。 (2)計算受壓縱筋面積 查規范附表,l0=1.25H,l0/b=1.25×3.6/0.4=11.25查規范附表,=0.9
23、61由公式得 (3)選配鋼筋 選配縱筋8f22,實配縱筋面積As=3014mm2 = As/ A=3041/160000=1.9%>min=0.6% 滿足配筋率要求; 按構造要求,選配箍筋柱截面配筋圖如右圖(結構施工圖) 螺旋箍筋柱簡介 在普通箍筋柱中,箍筋是構造鋼筋。柱破壞時,混凝土處于單向受壓狀態。而螺旋箍筋柱的箍筋既是構造鋼筋又是受力鋼筋。由于螺旋筋或焊接環筋的套箍作用可約束核心混凝土(螺旋筋或焊接環筋所包圍的混凝土)的橫向變形,使得核
24、心混凝土處于三向受壓狀態,從而間接地提高混凝土的縱向抗壓強度。當混凝土縱向壓縮產生橫向膨脹時,將受到密排螺旋筋或焊接環筋的約束,在箍筋中產生拉力而在混凝土中產生側向壓力。當構件的壓應變超過無約束混凝土的極限應變后,盡管箍筋以外的表層混凝土會開裂甚至剝落而退出工作,但核心混凝土尚能繼續承擔更大的壓力,直至箍筋屈服。顯然,混凝土抗壓強度的提高程度與箍筋的約束力的大小有關。為了使箍筋對混凝土有足夠大的約束力,箍筋應為圓形,當為圓環時應焊接。由于螺旋筋或焊接環筋間接地起到了縱向受壓鋼筋的作用,故又稱之為間接鋼筋。 需要說明的是,螺旋箍筋柱雖可提高構件承載力,但施工復
25、雜,用鋼量較多,一般僅用于軸力很大,截面尺寸又受限制,采用普通箍筋柱會使縱向鋼筋配筋率過高,而混凝土強度等級又不宜再提高的情況。 螺旋箍筋柱的截面形狀一般為圓形或正八邊形。箍筋為螺旋環或焊接圓環,間距不應大于80mm及0.2(為構件核心直徑,即螺旋箍筋內皮直徑),且不宜小于40mm。間接鋼筋的直徑應符合柱中箍筋直徑的規定。 13.3 偏心受壓構件承載力計算 偏心受壓構件破壞特征 偏心受壓構件在承受軸向力
26、N和彎矩M的共同作用時,等效于承受一個偏心距為e0=M/N的偏心力N的作用,當彎矩M相對較小時,e0就很小,構件接近于軸心受壓,相反當N相對較小時, e0就很大,構件接近于受彎,因此,隨著e0的改變,偏心受壓構件的受力性能和破壞形態介于軸心受壓和受彎之間。按照軸向力的偏心距和配筋情況的不同,偏心受壓構件的破壞可分為受拉破壞和受壓破壞兩種情況。1、受拉破壞 當軸向壓力偏心距e0較大,且受拉鋼筋配置不太多時,構件發生受拉破壞。在這種情況下,構件受軸向壓力
27、后,離較遠一側的截面受拉,另一側截面受壓。當增加到一定程度,首先在受拉區出現橫向裂縫,隨著荷載的增加,裂縫不斷發展和加寬,裂縫截面處的拉力全部由鋼筋承擔。荷載繼續加大,受拉鋼筋首先達到屈服,并形成一條明顯的主裂縫,隨后主裂縫明顯加寬并向受壓一側延伸,受壓區高度迅速減小。最后,受壓區邊緣出現縱向裂縫,受壓區混凝土被壓碎而導致構件破壞(圖13.10(a)。此時,受壓鋼筋一般也能屈服。由于受拉破壞通常在軸向壓力偏心距e0較大發生,故習慣上也稱為大偏心受壓破壞。受拉破壞有明顯預兆,屬于延性破壞。2、受壓破壞
28、 當構件的軸向壓力的偏心距e0較小,或偏心距e0雖然較大但配置的受拉鋼筋過多時,就發生這種類型的破壞。加荷后整個截面全部受壓或大部份受壓,靠近軸向壓力一側的混凝土壓應力較高,遠離軸向壓力一側壓應力較小甚至受拉。隨著荷載逐漸增加,靠近軸一側混凝土出現縱向裂縫,進而混凝土達到極限應變cu被壓碎,受壓鋼筋的應力也達到fy,遠離一側的鋼筋可能受壓,也可能受拉,但因本身截面應力太小,或因配筋過多,都達不到屈服強度(13.10(b))。由于受壓破壞通常在軸向壓力偏心距e0較小時發生,故習慣上也稱為小偏心受壓破壞。受壓破壞無明顯預兆,屬脆性破壞。圖13.10
29、 (a)受拉破壞 (b)受壓破壞 3、受拉破壞與受壓破壞的界限 綜上可知,受拉破壞和受壓破壞都屬于“材料破壞”。其相同之處是,截面的最終破壞都是受壓區邊緣混凝土達到極限壓應變而被壓碎。不同之處在于截面破壞的起因不同,即截面受拉部分和受壓部分誰先發生破壞,前者是受拉鋼筋先屈服而后受壓混凝土被壓碎,后者是受壓部分先發生破壞。受拉破壞與受彎構件正截面適筋破壞類似,而受壓破壞類似于受彎構件正截面的超筋破壞,故受拉破
30、壞與受壓破壞也用界限相對受壓區高度作為界限,即:屬大偏心受壓破壞;為小偏心受壓破壞。其中按規范采用。偏心距增大系數 在偏心力作用下,鋼筋混凝土受壓構件將產生縱向彎曲變形,即會產生側向撓度,從而導致截面的初始偏心矩增大。如1/2柱高處的初始偏心距將由增大為f ,截面最大彎矩也將由增大為(f )。 f 隨著荷載的增大而不斷加大,因而彎矩的增長也就越來越快,結果致使柱的承載力降低。這種偏心受壓構件截面內的彎矩受軸向力和側向撓度變化影響的現象稱為“壓彎效應
31、”,截面彎矩中的N ei稱為一階彎矩,將N·f稱為二階彎矩或附加彎矩。引入偏心距增大系數,相當于用代替f 。 鋼筋混凝土偏心受壓構件按其長細比不同分為短柱、長柱和細長柱,其偏心距增大系數分別按下述方法確定: (1)對短柱(矩形截面5),可不考慮縱向彎曲對偏心距的影響,取1.0。 (2)對長柱(矩形截面530,偏心距增大系數按下式計算: (13.4)
32、; (13.5) (13.6)式中: 構件的計算長度。對無側移結構的偏心受壓構件,可取兩端不動之點之間的軸線長度; 截面高度,對環形截面取外直徑;對圓形截面取直徑; 截面有效高度; 小偏心受壓構件界面曲率修正系數,當大于1.0時,取等于1.0; 構件的截面面積,對于T形、I字形截面,均取; 偏心受壓構件長細比對截面曲率的修正系數,當15時,取等于1.0。 、承載力計算公式 根
33、據偏心受壓構件破壞時的狀態和基本假定,可繪出矩形截面偏心受壓構件正截面承載力計算簡圖(圖13.11)。(a)大偏心受壓 (b)界限偏心受壓 (c)小偏心受壓 圖13.11 矩形截面偏心受壓構件正截面承載力計算簡圖1、大偏心受壓 由平衡條件,可寫出基本計算 公式為: &
34、#160; (13.7) (13.8)式中 : 軸向壓力設計值; 混凝土軸心抗壓強度設計值; 截面寬度; 混凝土的受壓區高度; 截面的有效高度; 受壓鋼筋的合力作用點到截面受壓邊緣的距離; 、縱向受拉鋼筋和受壓鋼筋的強度計算值; 、縱向受拉鋼筋和受壓鋼筋的截面面積; 縱向壓力作用點至受拉鋼筋合力點的距離,。
35、為保證受壓鋼筋應力達到及受拉鋼筋應力達到,式 (13.7)、式(13.8)的適用條件為: 當時,受壓鋼筋不能屈服,為偏于安全和計算方便起見,取,并對受壓鋼筋合力點取矩,得 (13.9) 式中: 縱向壓力作用點至受壓鋼筋合力點的距離, 2、小偏心受壓 由平衡條件,可寫出基本計算公式為
36、160; (13.10) (13.11) 式中:離縱向力較遠一側鋼筋的應力; (13.12) 當為正值時,
37、鋼筋受拉;當為負值時,鋼筋受壓。 其符號含義同大偏心受壓情況。 、矩形截面對稱配筋的正截面承載力計算 非對稱配筋的偏心受壓構件,是在充分利用混凝土強度的前提下,按受壓和受拉的不同需要計算出和(),這種非對稱配筋方式可以節省鋼筋,但缺點是施工不便,容易把和的位置放錯,其計算方法可參見規范或其它教材。為了便于施工,在實際工程中常采用對稱配筋,即:,。 大偏心受壓的計算公式(13 .7)可簡化為,對稱配筋
38、的計算包括截面設計和承載力校核兩方面的內容。 1、截面設計 已知:軸向壓力和彎矩設計值、,構件的截面尺寸,材料強度值。求鋼筋面積和。 (1)大、小偏心受壓的判別當時,按大偏心受壓計算; 當時,按小偏心受壓計算。 (2)大偏心受壓 若, (13.13)若,取
39、0; (13.14)其中,。 (3)小偏心受壓 取,聯立上式,可得的三次方程,直接求解極為不便。可近似采用下式計算 (13.15) 式中:截面中和高度修正系數。當混凝土強度等級不超過C50時,取;當混凝土強度等級為C80時,取;其間按線形內插法取用。
40、; 將代入式得 (13.16)偏心受壓構件斜截面承載力計算簡介 偏心受壓構件,一般情況下承受的剪力值相對較小 ,可不進行斜截面承載力的計算。但對有較大水平力作用的框架柱,有橫向力作用下的桁架上弦壓桿等,剪力影響相對較大,必須考慮其斜截面受剪承載力。 試驗表明,由于軸向壓力的存在,延緩了斜裂縫的出現和開展,且能使構件各點的主拉應力方向
41、與構件軸線的夾角與無軸向壓力構件相比均有增大,因而臨界斜裂縫與構件軸線的夾角較小,增加了混凝土剪壓高度,使剪壓區的面積相對增大,從而提高剪壓區混凝土的抗剪能力,然而,臨界斜裂縫的傾角雖然有所減少,但斜裂縫水平投影長度與無軸向壓力時相比基本不變,故對跨越斜裂縫箍筋所承擔的剪力沒有明顯影響。 其斜截面受剪承載力按下式計算 (13.17) 式中 :與剪力設計值相應的軸向壓力設計值,當
42、,時,取,此處為構件的截面面積; 配置在同一截面內箍筋各肢的全部截面面積; 偏心受壓構件計算截面的剪跨比,應按下列規定采用: 對各類結構的框架柱,宜取;對框架結構中的框架柱,當其反彎點在層高范圍內時,可取;當;當;此處,為柱凈高,為計算截面上與剪力設計值相應的彎矩設計值。 對其他偏心受壓構件,當承受均布荷載時,取;當承受集中荷載時(包括作用有多種荷載、且集中荷載對支座或節點邊緣所產生的剪力值占總剪力值的75%以上的情況),;當時,取;當時,取。此處,為集中荷載至支座截面或節點邊緣的距離。
43、60; 規范還規定: 矩形截面的鋼筋的鋼筋混凝土偏心受壓構件,為了避免斜壓破壞,防止過多的配筋不能充分發揮作用,構件的截面尺寸應滿足下式要求,否則,應加大截面尺寸。當4時 (13.18) 矩形截面的鋼筋混凝土偏心受壓構件,若符合下列公式要求時
44、60; (13.19)可不進行斜截面受剪承載力計算,按構造要求配置箍筋。 13.4 受拉構件承載力計算 受拉構件的分類 在鋼筋混凝土結構中,承受軸向拉力或承受軸向拉力及彎矩共同作用的構件稱為受拉構件。其中,軸向拉力作用點通過截面質量中心連線且不受彎矩作用的構件稱為軸心受拉構件,軸向拉力作用點偏離構件截
45、面質量中心連線或構件承受軸向拉力及彎矩共同作用的構件稱為偏心受拉構件。由于混凝土是一種非勻質材料,加之施工上的誤差,無法做到縱向拉力能通過構件任意橫截面的質量中心連線,因此嚴格地說實際工程中沒有真正的軸心受拉構件。但當構件上彎矩很小(或偏心距很小)時,為方便計算,可將此類構件簡化為軸心受拉構件進行設計。如圓形水池的池壁、鋼筋混凝土屋架的下弦桿等就是軸心受拉構件,如圖13.12(a);矩形水池的池壁,承受節間荷載的桁架下弦桿則是偏心受拉件,如圖13.12(b)、 (c)。(a) (b)
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