《结构设计原理》第三版叶见曙课件第10章局部承压.ppt

10.3 局部承压区的计算
Aln：混凝土局部受压面积，依孔洞和垫板形式计算。 不满足式（10—5）时应加大局部承压面积，或增加 间接钢筋用量。 补充：圬工结构局部承压承载力按下式计算（“公路 圬工桥涵设计规范”）：
0 N d 0.9 Al fcd Ab
Al
10.3 局部承压区的计算——抗裂性计算
b) 9＜A/Al＜36
10.2 局部承压强度提高系数
混凝土局部承压提高系数β 局部承压时混凝土的抗压强度高于棱柱体抗压强度，
《桥规》提出局部承压提高系数β，规定β值按下式计算：
Ab Al
Al——局部承压面积（有钢垫板时按45°扩散），当有孔 道时（对圆形承压面积而言）不扣除孔道面积。 Ab——局部承压的计算底面积，当有孔道时（对圆形承压 面积而言）应扣除孔道面积，按图10-7计算
1）间接钢筋作用： 约束混凝土横向变形； 抑止纵向裂缝发展；
2）配筋方案： 方案1：层状网格钢筋； 方案2：螺旋形钢筋； 方案3：层状网格钢筋+螺旋形钢筋
10.2 局部承压强度提高系数
局部承压区配置间接钢筋后， 砼局部承压强度提高系数βcor为：
cor
Acor Al
(10—4)
虚框内为底面积Ab L2
L1
2、间接钢筋体积配筋率ρv计算 （1）网格筋
v

n1As1l1 n2As2l2 Acors
(10—2)
n1、As1—— 方格网沿l1方向的钢筋 根数、单根钢筋的截面面积；
n2、As2—— 方格网沿l2方向的钢筋 根数、单根钢筋的截面面积；
s ——方格网间接钢筋的层距。
l1 指短边方向，l2指长边方向
Acor

1 4

d
2 cor
10.2 局部承压强度提高系数
局部承压区配置间接钢筋后， 砼局部承压强度提高系数βcor为：
cor
Acor Al
(10—4)
Acor：方格网或螺旋型间接钢筋内表 面范围内的砼核芯面积；
10.3 局部承压区的计算
配置间接钢筋时
0 F ld 0 .9 (s f c d k vc o r f s d ) A ln
Ab的计算原则：是采用“同心对称有效面积法”，即与 局部承压面积 Al具有相同的形心位置，且要求相应对称。
具体计算时，规定沿Al各边向外扩大的有效距离不超过 Al窄边尺寸b（矩形）或 直径a（圆形）。
10.2 局部承压强度提高系数
配置间接钢筋时的砼局部承压强度提高系数βcor 1、承压区加强钢筋——间接钢筋
结构设计原理
青海大学 土木工程学院 教授班级：交通2011(1、2)
10.1 概述
1. 局部承压：构件受力表面，仅有部分面积来承受压力状态 应用：支座反力对梁底混凝土的作用
支座垫石对墩（台）的作用等 后张法预应力混凝土构件端部锚固区 桥梁工程中拱上立柱对拱圈垫梁的作用
10.1 概述——受力状态
混凝土在局部承压时受力性能与均匀受压时不同。 在局部压力下，由于混凝土接触面积很小，将承受很 大的局部压力，受压区会产生裂缝，甚至会发生破坏， 故设计时，必须进行混凝土的局部承压计算（强度、抗 裂性）。
10.1 概述——受力状态
压
A
x
拉
A
y
P A
A b
σx分布
受拉区：范围不大但应 力很高，所以间接钢筋 尽可能靠顶边布置
受压区
受拉区：中间最大，离 开轴线递减

10.1 概述——受力状态
根据局部承压区应力分析，存在以下应力： 纵向正应力σ y 剪应力τ 横向拉压应力σx
剪应力τ、横向压应力σx都不大，横向拉应力σx必须考虑。
10.1 概述——受力状态特点
与全面积受压相比，混凝土构件局部承压有如下特点： (2)构件表面受压面积小于构件截面积； (3)在局部承压区的中部有横向拉应力，这种横向拉应 力可使混凝土产生裂缝
10.1 概述——破坏形态
破坏形态：先开裂后破坏；一开裂即破坏；局部混凝土下陷
a
a
H H
a) A/Al＜9
网格筋外围钢筋轴线包围的范围是核 芯区Acor Acor＝ l1×l2
虚线内为底面积Ab
（2）螺旋形钢筋
v

4 Ass1l1 d cor s
(10—3)
Ass1——单根螺旋形间接钢筋的截面面积；
dcor——螺旋形间接钢筋内表面范围内混凝 土核芯面积的直径；
s ——螺旋型间接钢筋的层距。
螺旋箍筋内皮包围的范围——核芯区Acor
（10—5）
cor
Acor Al
βcor：配置间接钢筋时局部抗压承载力提高系数，当Acor＞Ab 时，应取Acor=Ab ；
k：间接钢筋影响系数，按表10—1取值；
Acor：方格网或螺旋型间接钢筋内表面范围内的砼核芯面积； ηs：混凝土局部承压修正系数，C50及以下混凝土，取ηs=1.0； C50～C80混凝土，取ηs=1.0～0.76；
配置间接钢筋的砼结构，其局部承压区尺寸应满足：
0F ld1.3s fcdA ln
（10—6）
Ab Al
Fld——局部承压面积上的局部压力设计值，对后张法 构件的锚头局压区，应取1.2倍张拉时的最大压力 ；
满足了（10—6）式——就避免出现纵向裂缝
不满足（10—6）式时，应加大构件端部截面尺寸，或 调整局部承压面积，或提高砼强度等级，或调整锚具位置。
小结
1. 熟悉局部承压区的概念，掌握构件局部承压区设计计 算方法；
2. 间接钢筋体积配筋率和承载力的计算方法
当拉应力超过 ft 时，将出现纵向裂缝，导致局部受压破坏。 计算项目：抗压承载力、抗裂计算
10.1 概述——受力状态特点
与全面积受压相比，混凝土构件局部承压有如下特点： (1)局部承压面积部分的混凝土抗压强度比全面积受压 时混凝土抗压强度高； 原因：局部受压区的横向变形，不仅受钢垫板与试件 变面之间摩擦力的约束，更主要是受试构件外围混凝土的 约束，限制了纵向裂缝的开展，因而其强度比棱柱体抗压 强度大得多。