《结构设计原理》第三版 叶见曙 课件 第10章 局部承压

青海大学结构设计原理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)青海大学结构设计原理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概述青海大学结构设计原理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——受力状态青海大学结构设计原理青海大学结构设计原理青海大学结构设计原理bAA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拉区：中间最大，离开轴线递减受压区Pσx分布AA压拉xy10.1概述——受力状态青海大学结构设计原理根据局部承压区应力分析，存在以下应力：纵向正应力σy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。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——受力状态青海大学结构设计原理与全面积受压相比，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。10.1概述——受力状态特点青海大学结构设计原理与全面积受压相比，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——受力状态特点青海大学结构设计原理HaHab)9＜A/Al＜36a)A/Al＜9破坏形态：先开裂后破坏；一开裂即破坏；局部混凝土下陷10.1概述——破坏形态青海大学结构设计原理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：lbAA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10.2局部承压强度提高系数青海大学结构设计原理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）。青海大学结构设计原理配置间接钢筋时的砼局部承压强度提高系数βcor1、承压区加强钢筋——间接钢筋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青海大学结构设计原理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：(10—4)corcorlAA10.2局部承压强度提高系数青海大学结构设计原理2、间接钢筋体积配筋率ρv计算（1）网格筋(10—2)l1指短边方向，l2指长边方向虚框内为底面积AbL2L11s112s22vcornAlnAlAs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。网格筋外围钢筋轴线包围的范围是核芯区AcorAcor＝l1×l2青海大学结构设计原理（2）螺旋形钢筋(10—3)虚线内为底面积Ab螺旋箍筋内皮包围的范围——核芯区Acor2corcor14Ad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。ss11vcor4Alds青海大学结构设计原理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：(10—4)corcorlAA10.2局部承压强度提高系数Acor：方格网或螺旋型间接钢筋内表面范围内的砼核芯面积；青海大学结构设计原理10.3局部承压区的计算配置间接钢筋时（10—5）0dcdvcorsdn0.9()lslFfkfAcorcorlAA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；青海大学结构设计原理0dcdb0.9llNAfAA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”）：10.3局部承压区的计算青海大学结构设计原理配置间接钢筋的砼结构，其局部承压区尺寸应满足：（10—6）0dcdn1.3lslFfAblAA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。10.3局部承压区的计算——抗裂性计算青海大学结构设计原理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小结