1、任务3: 某宾馆客房轴心受压柱的设计,任务背景：某宾馆客房建施图.详见附图 任务成果：目标柱设计计算书和设计详图。,1.读取与设计有关的关键信息； 2.进行柱的内力分析； 3.柱的构造初选 3.进行轴心受压柱的承载力计算； 7.绘制轴心受压柱的结构施工详图,学习目标：,纵向受力构件的内力,图4.1（a）所示在纵向荷载F作用下将产生纵向变形l和横向变形b。若用假想平面m-m将杆件截开（图4.1（b），其截面上与外力F平衡的力N就是杆件的内力。显然，该内力是沿杆件轴线作用的，因此，我们将轴向拉（压）杆的内力称为轴力。,轴心受力构件的内力,拉（压）杆内力的概念,图4.1 轴心受压构件受力图,截面法求
2、轴力的步骤如下: (1)取脱离体 用假想的平面去截某一构件，例如图4.1（a）中m-m截面，从而把构件分成两部分，移去其中一部分，保留部分为研究对象。 (2)列平衡方程 在脱离体截开的截面上给出轴力（假设为轴向拉力或轴向压力），例如图4.1（b）假定轴力N为压力，利用平衡方程就可以求得轴力N。,截面法求轴力,(3)画轴力图 应用上述原理就可以求得任一横截面上的轴力值。假定与杆件轴线平行的轴为x轴，其上各点表示杆件横截面对应位置；另一垂直方向为y轴，y坐标大小表示对应截面的轴力N，按一定比例绘成的图形叫轴力图。,【例4.1】已知矩形截面轴压柱的计算简图如图4.2（a）所示，其截面尺寸为bh，柱高
3、H，材料重度为，柱顶承受集中荷载F，求各截面的内力并绘出轴力图。 【解】（1）取脱离体 用假想平面距柱顶x处截开，取上部分为脱离体(图4.2（b）)。柱子自重FW（x）=bhx，对应截面的轴力为N（x），假定为压力（箭头指向截面）。 （2）列平衡方程 由Fx=0得：-N（x）FW（x）F=0 N（x）=FW（x）F=bhxF（0xH）,当x=0时，NB=F；当x=H时，NA=FbhH 。 本题计算结果N（x）为正，与图中标注方向一致，所以N（x）为压力。 （3）绘轴力图 绘轴力图时，符号规定：拉力为正；压力为负。 轴力方程是x的一元一次方程，所以绘出NA、NB其连线即为该柱轴力图，如图4.2所
4、示。 本题中若不考虑杆件自重，则轴力N（x）=F，即各截面轴力相等，轴力图略。,图4.2 轴心受压构件,图4.2 轴心受压构件,钢筋混凝土受压构件,钢筋混凝土受压构件分为轴心受压构件和偏心受压构件，它们在工业及民用建筑中应用十分广泛。 轴心受压柱最常见的形式是配有纵筋和一般的横向箍筋，称为普通箍筋柱。箍筋是构造钢筋，这种柱破坏时，混凝土处于单向受压状态。 当柱承受荷载较大时，增加截面尺寸受到限制时，普通箍筋柱又不能满足承载力要求时，横向箍筋也可以采用螺旋筋或焊接环筋，这种柱称为螺旋箍筋柱。 ,螺旋箍筋是受力钢筋，这种柱破坏时由于螺旋箍筋的套箍作用，使得核心混凝土（螺旋筋或焊接环筋所包围的混凝土
5、）处于三向受压状态，从而间接提高柱子的承载力。所以螺旋箍筋也称间接钢筋，螺旋箍筋柱也称间接箍筋柱。螺旋箍筋柱常用的截面形式为圆形或多边形。,混凝土宜采用C20、C25、C30或更高强度等级。钢筋宜用HRB335、HRB400或RRB400级。为了减小截面尺寸，节省钢材，宜选用强度等级高的混凝土，而钢筋不宜选用高强度等级的，其原因是受压钢筋与混凝土共同工作，钢筋应变受到混凝土极限压应变的限制，而混凝土极限压应变很小，所以钢筋的受压强度不能充分利用。混凝土规范规定受压钢筋的最大抗压强度为400N/mm2。,构造要求,材料要求,轴压柱常见截面形式有正方形、矩形、圆形及多边形。 矩形截面尺寸不宜小于2
6、50mm250mm。为了避免柱长细比过大，承载力降低过多，常取l0/b30，l0/h25，b、h分别表示截面的短边和长边，l0表示柱子的计算长度，它与柱子两端的约束能力大小有关。,截面形式及尺寸,（1）纵筋及箍筋构造（见表4.2） （2）纵向钢筋的接头 受力钢筋接头宜设置在受力较小处，多层柱一般设在每层楼面处。当采用绑扎接头时，将下层柱纵筋伸出楼面一定长度并与上层柱纵筋搭接。 同一构件相邻纵向受力钢筋接头位置宜相互错开，当柱每侧纵筋根数不超过4根时，可允许在同一绑扎接头连接区段内搭接，如图4.9(a)；,配筋构造,纵筋每边根数为58根时，应在两个绑扎接头连接区段内搭接，如图4.9(b)； 纵筋每边根数为912根时，应在三个绑扎接头连接区段内搭接，如图4.9(c)。 当上下柱截面尺寸不同时，可在梁高范围内将下柱的纵筋弯折一斜角，然后伸入上层柱，如图4.9(d)，或采用附加短筋与上层柱纵筋搭接，如图4.9(e)。,
