03第三章轴心受压构件计算
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轴心受压构件正截面承载力计算首先,要计算轴心受压构件的正截面承载力,我们需要了解构件的几何参数,例如截面的尺寸和形状,以及构件的材料特性,如弹性模量和抗压强度等。
下面介绍一种常用的计算方法,即欧拉公式。
欧拉公式适用于细长的杆件,可以计算其承载力。
根据欧拉公式,轴心受压构件的正截面承载力可以表示为:Pcr = (π^2 * E * I) / (Lr)^2其中,Pcr 是构件的临界承载力,E 是构件的弹性模量,I 是构件截面的惯性矩,Lr 是约化长度。
对于不同的构件形状,惯性矩I的计算公式也不同。
以下是一些常见形状的惯性矩计算公式:1.矩形截面:I=(b*h^3)/12,其中b是截面的宽度,h是截面的高度;2.圆形截面:I=π*(d^4)/64,其中d是截面的直径;3.方管截面:I=(b*h^3-(b'*h')^3)/12,其中b是外边框的宽度,h是外边框的高度,b'是内边框的宽度,h'是内边框的高度。
约化长度Lr的计算取决于构件的边界条件。
以下是一些常见边界条件的约化长度计算公式:1.双端固定支承:Lr=L;2.一端固定支承、一端支座支承:Lr=0.7*L;3.双端支座支承:Lr=2*L。
通过使用上述公式,我们可以计算出轴心受压构件的正截面承载力。
需要注意的是,上述公式是基于一些理想化假设和条件下推导得出的,实际工程中还需要考虑一些因素,例如构件的稳定性和局部细部构造等。
因此,在实际设计中,应该根据具体情况综合考虑各种因素,并结合相关的规范和标准进行设计和验证,以确保构件的安全性和可靠性。
总之,轴心受压构件正截面承载力计算是工程设计中的重要环节。
通过合理的参数选择和计算,可以确定构件能够安全承受的最大压力,从而保证结构的安全和可靠性。
第一节一、普通箍筋柱二、螺旋箍筋柱以承受轴向压力为主的构件称为受压构件。
凡荷载的合力通过截面形心的受压构件称之为轴心受压构件(compression members with axial load at zero eccentricity)。
若纵向荷载的合力作用线偏离构件形心的构件称之为偏心受压构件。
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。
按箍筋作用的不同,钢筋混凝土轴心受压构件可分为两种基本类型:一种为配有纵向钢筋及普通箍筋的构件,称为普通箍筋柱(tied columns),如图;另一种为配有纵向钢筋及螺旋箍筋或焊环形箍筋的螺旋箍筋柱(spirally reinforced columns),如图。
一、普通箍筋柱(一)构造要点1、截面形式:正方形、矩形、工字形、圆形;2、截面尺寸:根据正压力、柱身弯距来确定,截面最小边长不宜小于250mm;3、纵筋:(1)纵向受力钢筋的直径不应小于12mm,其净距不应小于50mm,也不应大于350mm,根数不少于4根。
(2)构件的全部纵向钢筋配筋率不宜超过5%。
构件的最小配筋率不应小于0.5%,当混凝土强度等级为C50及以上时不应小于0.6%;同时,一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。
(3)纵向受力钢筋应伸入基础(foundations)和盖梁(caps),伸入长度不应规定的锚固长度。
4、箍筋:(1)箍筋应做成封闭式,以保证钢筋骨架的整体刚度。
(2)箍筋间距应不大于纵向受力钢筋直径的15倍且不大于构件横截面的较小尺寸(圆形截面采用0.8倍直径)且不大于400mm。
纵向受力钢筋搭接范围的箍筋间距,当绑扎搭接钢筋受拉时不大于主钢筋直径的5倍且不大100mm;当搭接钢筋受压时不大于主钢筋直径的10倍且不大于200mm。
纵向钢筋截面面积大于混凝土截面面积3%时,箍筋间距不应大于纵向钢筋直径的10倍且不大于200mm。
(3)箍筋直径不小于8mm且不小于纵向钢筋直径的1/4。