混凝土柱結(jié)構(gòu)受力性能研究

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1、混凝土柱結(jié)構(gòu)受力性能研究摘要：本文論述了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能特征，并且舉例說明了：混凝土柱子的軸向抗壓能力隨著配筋率的增加而不斷的增加，混凝土的柱子截面尺寸越大，混凝土的軸向抗壓能力就越大。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土，柱子，軸力中圖分類號：TV331文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1.引言隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在這短短的150多年歷史里,混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展越來越成熟。早在1824年時候英國的JosephAspdin就已經(jīng)研究了一種波特蘭水泥，并且取得了相關(guān)的專利；隨著時代的不斷前進(jìn)，法國的L.Lambot在1850年

2、的時候開始研究并制作了鐵絲網(wǎng)水泥砂漿結(jié)構(gòu)的一艘小船，此時為以后的鋼筋混凝土研發(fā)提供了大量的鋼筋混凝土技術(shù)指導(dǎo)；在此基礎(chǔ)之上法國的JosephMonier于1861年制作出了鋼筋混凝土板塊。由于越來越多的鋼筋混凝土研究實(shí)驗(yàn)不斷的完成，混凝土結(jié)構(gòu)理論的研究逐漸的進(jìn)入了科學(xué)家們的視野，引起了科學(xué)家們的濃厚的興趣。在1866年德國的科學(xué)家們研究并且發(fā)表了自己的科研成果，即混凝土結(jié)構(gòu)的計算原理，并且在其后的幾年里不斷的提供更多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)印證了其計算原理的可行性。直到20世紀(jì)20年代以后，鋼筋混凝土的初步發(fā)展階段真正的開始了，學(xué)

3、者們開始在前人的研究基礎(chǔ)之上，開始從不同的方面去研究鋼筋混凝土的性能，如混凝土的材料來源，混凝土的材料種類，混凝土的材料的顆粒級配，鋼筋混凝土的澆筑溫度，鋼筋混凝土的的養(yǎng)護(hù)環(huán)境等等。1.混凝土的概念混凝土結(jié)構(gòu)［1］是指用混凝土為主要的制作材料澆筑而成的結(jié)構(gòu)?；炷恋姆N類有很多，例如：不加鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)以及施加預(yù)應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)……2.1混凝土種類不加鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)也稱為素混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)的承載能力相對比較低，材料的性質(zhì)較脆，在工程實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中一般不采用素混凝土結(jié)構(gòu)作為土木工程的受力

4、構(gòu)件。鋼管混凝土的承載能力較大，然而鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)連接結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，并且其制作和維修的費(fèi)用比較高，不經(jīng)濟(jì)，一般只有在特定要求的實(shí)際工程當(dāng)中采用這種結(jié)構(gòu)。2.2混凝土性能研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于素混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能。根據(jù)相關(guān)資料顯示，同等的實(shí)驗(yàn)條件下，素混凝土梁的抗壓性能非常低，不適和應(yīng)用到實(shí)際工程當(dāng)中；然而在素混凝結(jié)構(gòu)當(dāng)中加入了鋼筋這種材料變成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其梁的抗壓性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于素混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土棱體柱受壓結(jié)構(gòu)破壞主要分為幾個階段：第一個階段在彈性階段混凝土的應(yīng)變隨著加載時間的不斷增加，

5、應(yīng)變會不斷的增加，此階段混凝土變形主要由水泥和砂漿骨料的彈性變形構(gòu)成；第二個階段在在彈塑性階段，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫進(jìn)一步發(fā)展，直至不穩(wěn)定的狀態(tài)；第三個階段混凝土結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)展越來越多，縫寬也原來越大，結(jié)構(gòu)內(nèi)部開始發(fā)生破壞。3?混凝土結(jié)構(gòu)的計算實(shí)例1.1混凝土軸心受壓計算模型配普通箍筋的混凝土結(jié)構(gòu)的軸向受壓正截面的承載力計算理論按如下公式進(jìn)行計算：NW0.9U)(fy/AS，+fcA)；其中N表示軸向受力的設(shè)計值；W表示為鋼筋混凝土材料構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；fy‘表示為鋼筋的抗壓強(qiáng)度的設(shè)計值；fc表示混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度的設(shè)計值；A

6、S'表示為全部縱筋中所有的受壓鋼筋的面積；A表示為混凝土構(gòu)件的截面面積；0.9表示為了使得正截面軸心受壓構(gòu)件與偏心受壓的構(gòu)件正截面的承載能力計算的可靠度相近而采用的一個修正系數(shù)。3.2計算實(shí)例一根受到軸向壓力的鋼筋混凝土柱子的軸力，計算長度擬采用6000mm,混凝土的強(qiáng)度等級擬采用C25,一類的環(huán)境類別。試求按柱子尺寸為400mmX400mm和400mmX450mm在配筋率為P二1%,和P二2%的HRB40鋼筋條件下，該柱子的能承受的理論軸向壓力值為多少？是否滿足規(guī)范要求[2]?解：假設(shè)2二1?0；查表可知：fc-11.

7、9N/mm2；fy‘=360N/mm2在P二1%條件下，AS'=0.01A當(dāng)柱子尺寸為400mmX400mm時：A=400X400=160000mm2,AS'=1600mni2,N1二0.92(fy‘AS'+fcA)=0.9X1.OX(360X1600+11.9X160000)二2232000N；當(dāng)柱子尺寸為400mmX450mm時：A=400X450=180000mm2,AS'=1800mm2,N2二0?9il)(fy‘AS'+fcA)=0.9X1.OX(360X1800+11.9X180000)=2511000N；在

8、P二2%條件下，AS'=0.02A當(dāng)柱子尺寸為400mmX400mm時：A=400X400=160000mm2,AS'=3200mm2,N3二0?9il)(fy‘AS'+fcA)=0.9X1.OX(360X3200+11.9X160000)二2964600N；當(dāng)柱子尺寸為400mmX450mm時：A=400X450=