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1、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第7章7.1概概 述述 压压压拉拉第1页/共83页轴心受拉构件的配筋形式纵筋纵筋箍筋bh第2页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第7章7.2轴心受拉构件轴心受拉构件受力过程及破坏特征第3页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第7章轴拉构件计算1.计算公式7-1N 轴心拉力的设计值；fy 钢筋抗拉强度设计值，fy 300N/mm2；As 纵向钢筋面积。第4页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第7章2.构造要求v箍筋直径d6mm,间距s200mm(腹杆中 s 150mm)。v 纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先采用直径较小的
2、钢筋。v钢筋连接有绑扎连接、焊接连接、螺栓连接、套筒挤压连接等多种方式。轴拉构件不得采用绑扎的搭接接头。v纵筋一侧配筋率，且。（为混凝土轴心抗拉强度设计值）第5页/共83页第7章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理7.3偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件的分类及受力特点第6页/共83页小偏心受拉构件正截面承载力计算1.1.小偏心受拉的受力分析h0fyAsfyAseeN e0as和偏压不同N位于As和As之间时，混凝土全截面受拉（或开始时部分混凝土受拉，部分混凝土受压，随着N的增大，混凝土全截面受拉）开裂后，拉力由钢筋承担最终钢筋屈服，截面达最大承载力第7页/共
3、83页第7章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.2.小偏心受拉构件承载力计算公式 分别对As与的重心取矩可得：其中：h0fyAsfyAseeN e0as第8页/共83页大偏心受拉构件承载力计算1.大偏心受拉构件受力分析N位于As和As之外时，部分混凝土受拉，部分混凝土受压，开裂后，截面的受力情况和大偏压类似最终受拉钢筋屈服，压区混凝土压碎，截面达最大承载力eeN e0h0fyAsfyAsas1fcx第9页/共83页第7章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.2.大偏心受拉构件计算公式 适用条件:eeNu e0h0fyAsfyAsas 1fcx第10页/共83页 设计时为了使钢筋总用量(A
4、s+As)最少，同偏心受压构件一样，应取 x=bh0，则得：第11页/共83页 当对称配筋时，由于As=As，代入基本公式后，必然会求得x为负值，即属于x1.7时，取 =1.7，常用值的区间为1.01.3箍筋内皮所包围的面积，取截面尺寸减去保护层厚度第39页/共83页在在轴轴向向压压力力和和扭扭矩矩共共同同作作用用下下的的矩矩形形截截面面，受受扭承载力计算公式：扭承载力计算公式：公式的适用条件：避免少筋避免完全超筋1.矩形截面纯扭构件承载力计算第40页/共83页2.箱形截面htwbhtwbwhwtwtw第41页/共83页3.T T形、I I形截面将截面分成若干个矩形截面，求Tui注意翼缘抗扭抵
5、抗矩的计算第42页/共83页带翼缘截面有效翼缘宽度应满足bfb+6hf 及bfb+6hf的条件，且hw/b6。第43页/共83页腹板：受压翼缘：受拉翼缘：bfhbhfbfbbfhfhfh各矩形截面所负担的扭矩：第44页/共83页构造要求：防止少筋破坏防止超筋破坏线性插值第45页/共83页抗扭承载力计算公式应用矩形截面或箱形截面-设计步骤第46页/共83页抗扭承载力计算公式应用矩形截面或箱形截面-构造要求Ast/3Ast/3Ast/313510d 纵筋沿截面均匀布置箍筋带135的弯钩，当采用复合箍时，位于内部的箍筋不应计入受扭箍筋的面积第47页/共83页抗扭承载力计算公式应用T形截面或I形截面-
6、设计步骤将截面分成若干个矩形第48页/共83页抗扭承载力计算公式应用T形截面或I形截面-配筋构造第49页/共83页8.4 弯剪扭构件的扭曲截面承载力弯剪扭构件的破坏特征VMT1.1.弯型破坏弯型破坏M作用显著，且T/M较小，配筋适量时斜裂缝首先在弯曲受拉的底部开裂，再发展破坏时，底部受拉纵筋已屈服第50页/共83页弯剪扭构件的破坏特征VMT2.2.扭型破坏扭型破坏T起控制作用，T/M较大，且AsAs时由M引起的As的压力不足以抵消T引起的As中的拉力由于As0.175ftWt和和V 0.35ftbh0时，要考虑剪扭的相时，要考虑剪扭的相 关性。关性。2.考虑剪扭相关性的计算考虑剪扭相关性的计算
7、8-78-8第58页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章式中：式中：t 剪扭构件中混凝土受扭承载力降低系数剪扭构件中混凝土受扭承载力降低系数：8-9当当 t 0.5时，取时，取t0.5；当；当 t 1.0时，取时，取t1.0。特点：特点：（1）规范将全线段剪扭相关变为部分线段相关；）规范将全线段剪扭相关变为部分线段相关；（2）承载力降低体现在混凝土的抗剪和抗扭上。）承载力降低体现在混凝土的抗剪和抗扭上。第59页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章主页目录上一章下一章帮助若为集中荷载作用下的独立梁，式（若为集中荷载作用下的独立梁，式（8-7）应改为：）应改
8、为：式中，式中，8-118-10第60页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章主页目录上一章下一章帮助3.计算方法：计算方法：按叠加原则计算出抗剪、抗扭总的箍筋用量按叠加原则计算出抗剪、抗扭总的箍筋用量第61页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章主页目录上一章下一章帮助二二.弯扭作用时截面的承载力弯扭作用时截面的承载力不考虑弯扭相关性不考虑弯扭相关性，分别按纯弯和纯扭构件计算及，分别按纯弯和纯扭构件计算及配筋，然后将钢筋面积叠加。配筋，然后将钢筋面积叠加。第62页/共83页规范规范规定：规定：先按受弯构件求Asm 梁底配筋As=Asm+平均分配到底边的As
9、tl相关 按剪、扭构件求弯、剪、扭 弯剪扭作用时截面的承载力第63页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章1.矩形截面弯剪扭承载力计算矩形截面弯剪扭承载力计算弯矩弯矩 按纯弯构件计算；按纯弯构件计算；剪力剪力 按剪、扭构件计算，按剪、扭构件计算，扭矩扭矩 验算是否要考虑剪、扭相关性。验算是否要考虑剪、扭相关性。分别计算，然后将钢筋面积叠加。分别计算，然后将钢筋面积叠加。第64页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章2.T形和形和I形截面弯、剪、扭构件形截面弯、剪、扭构件弯矩由整个截面承担；弯矩由整个截面承担；剪力由剪力由腹板单独腹板单独承担；承担；扭矩由腹板
10、和翼缘共同承受。扭矩由腹板和翼缘共同承受。计算原则计算原则第65页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章扭矩分配：扭矩分配：腹板腹板8-12受压翼缘受压翼缘8-13受拉翼缘受拉翼缘8-14第66页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章式中，式中，截面各部分受力：截面各部分受力：翼缘翼缘 弯、扭弯、扭；腹板腹板 弯、剪、扭弯、剪、扭；截面配筋截面配筋弯剪扭分别配筋，再叠加。弯剪扭分别配筋，再叠加。8-158-168-178-18第67页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章3.箱箱形截面形截面纯扭纯扭8-198-208-21第68页/共83页
11、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章剪扭构件剪扭构件一般剪扭构件一般剪扭构件8-228-23第69页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章主页目录上一章下一章帮助式中：式中：t 按前式计算；按前式计算；Wt 应以应以 Wt代替代替。集中力作用下的独立剪扭构件：集中力作用下的独立剪扭构件：8-248-25弯剪扭构件弯剪扭构件 像矩形、像矩形、T形和形和I形截面一样，弯矩按纯弯构件计形截面一样，弯矩按纯弯构件计 算，剪力和扭矩按剪扭构件计算。算，剪力和扭矩按剪扭构件计算。0svyv0tt0.1175.1)5.1(hsAfbhfV+-l lb bh 第70页/共83页混凝
12、土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8章8.5 在在N、M、V、T作用下矩形框架柱受扭承载力计算作用下矩形框架柱受扭承载力计算8-268-278-11第71页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章 简化计算条件：简化计算条件：简化计算条件：简化计算条件：当满足下列条件时当满足下列条件时，可仅按偏心受压构件的正截，可仅按偏心受压构件的正截面承载力和框架柱的斜截面受剪承载力分别计算。面承载力和框架柱的斜截面受剪承载力分别计算。第72页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章8.6 对属于协调扭转的钢筋混凝土构件对属于协调扭转的钢筋混凝土构件 扭曲截面承载力扭曲截面
13、承载力 设设计计时时取取支支承承梁梁的的扭扭转转刚刚度度为为零零，即即取取扭扭矩矩为为零零。为为了了保保证证支支承承梁梁有有足足够够的的延延性性和和裂裂缝缝控控制制能能力力，应应按按构构造造要要求求配置受扭纵筋和箍筋。配置受扭纵筋和箍筋。零刚度法零刚度法（国外规范）（国外规范）第73页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章8.6 对属于协调扭转的钢筋混凝土构件对属于协调扭转的钢筋混凝土构件 扭曲截面承载力扭曲截面承载力 受受相相邻邻构构件件约约束束的的支支承承梁梁的的扭扭矩矩宜宜考考虑虑内内力力重重分分布布，将将扭扭矩矩设设计计值值T降降低低（降降低低幅幅度度不不宜宜超超过过
14、40%），按按弯弯、剪剪、扭扭构件进行承载力构件进行承载力计算计算。混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范第74页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章8.7 受扭构件公式使用条件及构造要求受扭构件公式使用条件及构造要求为了防止超筋为了防止超筋,要求截面尺寸满足要求截面尺寸满足8-28当当hw/b4时时,8-29当当hw/b=6时时,第75页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第8 章为了防止少筋为了防止少筋 受扭纵向钢筋的间距受扭纵向钢筋的间距200mm及及b。8-30 受扭纵筋要满足：受扭纵筋要满足：VbTffllytmin,tt6.0=r rr r第76页/共8
15、3页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8 章为了防止少筋为了防止少筋8-31 受剪及受扭箍筋要满足：受剪及受扭箍筋要满足：其它要求：其它要求：箍筋必须封闭，且应沿截面周边布置，箍筋箍筋必须封闭，且应沿截面周边布置，箍筋末端应做成末端应做成1350弯钩弯钩，弯钩，弯钩端头平直段端头平直段10d当采当采用复合箍筋时，位于截面用复合箍筋时，位于截面内部的箍筋不应计入内部的箍筋不应计入。第77页/共83页混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 8章可按构造配置抗扭纵筋和箍筋的条件可按构造配置抗扭纵筋和箍筋的条件8-32 纵筋的配筋率应不小于受弯时的最小配筋率纵筋的配筋率应不小于受弯时的最小配筋率
16、和受扭时最小配筋率之和。和受扭时最小配筋率之和。构造要求构造要求受扭箍筋应采用封闭式箍筋，做法见下图。受扭箍筋应采用封闭式箍筋，做法见下图。受扭钢筋受扭钢筋应应对称对称设置于截设置于截面周边，面周边，四四角角处应有处应有纵筋纵筋。第78页/共83页弯剪扭构件承载力公式应用 1.基于承载力的截面设计矩形截面或箱形截面为例-步骤一：扭剪钢筋分别按照扭、剪公式计算相应配筋第79页/共83页弯剪扭构件承载力公式应用 1.基于承载力的截面设计矩形截面或箱形截面为例-步骤二：受弯钢筋按照单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算公式计算受弯钢筋（纵筋）第80页/共83页弯剪扭构件承载力公式应用 1.基于承载力的截面设计矩形截面或箱形截面为例-步骤三：截面配筋Ast/3 Ast/3Ast/3+AswAsv1+Asvt（抗剪箍筋+抗扭箍筋）第81页/共83页截面设计的主要步骤截面设计的主要步骤1.验算截面尺寸；2.验算构造配筋条件；3.确定计算方法是否可简化计算；4.根据M值计算受弯纵筋；5.根据V和T计算箍筋和抗扭纵筋；6.验算最小配筋率，符合规范构造要求。第82页/共83页感谢您的观看！第83页/共83页