单层厂房柱的设计教材.pptx

3单层厂房柱的设计3.1.1.1柱的计算长度3.1.1.2柱在内力计算时采用的偏心距附加偏心距ea对小偏心受压构件承载力的影响较大，随着e0的增加，其影响逐渐减小，对大偏心受压构件的影响可以忽略不计。ea的计算公式为

当e0＞0.3h0时，取ea=0。在考虑附加偏心距后，计算初始偏心距ei按下式计算：
除附加偏心距以外，钢筋混凝土柱在偏心荷载作用下还将产生纵向弯曲变形，即侧向绕度f，侧向绕度引起附加弯矩Nf，因此，在矩形和工形截面柱计算中，对这种影响，采用偏心距增大系数η来反映，即采用ηei代替ei进行柱的截面设计：
经分析研究，《钢筋混凝土结构设计规范》规定偏心距增大系数η按下式进行计算：在对称配筋截面设计时，亦可近似取3.1.1.3大、小偏心受压的界限3.1.1.4矩形或工形对称配筋截面的计算一、大偏心受压情况
（一）矩形截面
条件是ηei＞0.3h0,且N≤Nb。这时，

如果算得的x<2a’,可近似取x=2a’，即为：
（二）工形截面
1.当N≤fcmb’fh’f时，受压区高度x≤h’f，在一般截面尺寸情况下，能够满足ξ≤ξb的条件，属于大偏心受压情况。当x=N/fcmb’f时:
2.当fcm〔ξbbh0+（b’f-b）h’f〕≥N＞fcmb’fh’f时，受压区高度x＞h’f，受压区进入腹板，但由于ξ≤ξb，属于大偏心受压情况。二、小偏心受压情况
（一）矩形截面
条件是ηei≤0.3h0,或ηei＞0.3h0且N＞Nb时。（二）工形截面
当N＞fcm〔ξbbh0+（b’f-b）h’f〕时，由于ξ﹥ξb，属于小偏心受压情况。
Sc——混凝土受压区面积对As合力中心的面积矩，

Ac——混凝土受压区面积.

三、截面受力钢筋的最小配筋率
1.当混凝土强度等级为C35及以下时：
受压钢筋As’——0.2%（混凝土计算面积）；
受拉钢筋As——0.15%（混凝土计算面积）。
2.当混凝土强度等级为C40~C60时：
As’、As——0.2%（混凝土计算面积）。
这里，最小配筋率的混凝土计算面积按实际截面计算。
由于单层工业厂房钢筋混凝土柱截面多为对称配筋，故
例某单层工业厂房柱的下柱截面尺寸如图所示，计算高度H0=11.50m，采用C30混凝土（fcm=16.6N/mm2,fc=15N/mm2）、II级钢筋（fy=310N/MM2)。若承受的内力按下列两组设计值考虑，并按对称配筋，求此下柱截面所需要的钢筋截面面积As(As’)。解：1.判别属于哪一种偏心受压情况
2.求ei及偏心距增大系数η
（1）A组内力情况（2）B组内力情况(2)B组内力情况
计算压区高度x：柱在吊装时的混凝土强度一般应达到设计强度的70%。吊装方式有翻身吊和平吊两种情况，如图7.63(a)、(b)所示。

第二个问题是计算控制截面的纵向受拉钢筋应力σs时M应用自重标准值乘以动力系数1.5计算。运输吊装阶段的最大裂缝宽度允许值［wmax］可取为0.2mm。

当验算不满足要求时，应优先采用调整或增设吊点以减少弯矩，或在吊装时采用临时加固措施来解决。图7.63强度验算的公式为：

式中，——允许的钢筋拉应力，对于直径为φ16、18、22、25、28的螺纹钢筋分别取210、200、180、170、160/mm2,对于光圆钢筋取160/mm2。牛腿设计内容主要有确定牛腿的截面尺寸、进行配筋计算和构造设计。
牛腿按其所受竖向荷载作用点到牛腿下部与柱边缘交接点的水平距离a的大小，可把牛腿分为两大类。
当a≤h0时为短牛腿，如图7.64(a)所示；当a＞h0时为长牛腿，如图7.64(b)所示。其中h0为牛腿根部垂直截面的有效高度。
当为长牛腿时，与悬臂梁相似，按悬臂梁进行计算。图7.64牛腿荷载作用位置从环氧树脂牛腿模型光弹性试验得到牛腿的主应力迹线，如图所示。
当外荷载Fv为极限荷载的20%~40%时，在牛腿主拉应力迹线的密集区首先出现垂直裂缝①，如图所示。
当Fv继续增加到极限荷载的40%~60%时，在加载板内侧附近出现第一条斜裂缝②，如继续加载则裂缝②不断发展；
当加载至极限荷载的80%左右时，突然在加载板外侧出现斜裂缝③，这预示牛腿即将破坏。（1）剪切破坏
当a/h0≤0.1时，发生剪切破坏，其特征是牛腿与下柱的交接面处出现一系列的短斜裂缝，最终沿此裂缝把牛腿从柱上切下而破坏。如图(a)所示。
（2）斜压破坏
当a/h0=0.1~0.75时，发生斜压破坏。其特征是在加载板内侧出现斜裂缝②后，继续加载至极限荷载的80%左右，在加载板内外侧之间，在斜向范围内出现大量短小斜裂缝，最后在加载板外侧突然出现斜裂缝③，而后牛腿沿此斜压杆或斜裂缝③而破坏。如图(b)所示。（3）弯压破坏
当a/h0＞0.75时，发生弯压破坏。其特征是当出现斜裂缝②后，