混凝土局部承压
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混凝土结构设计原理名词解释
学习必备 欢迎下载名词解释:1结构的极限状态: 当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。
2结构的可靠度: 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
包括结构的安全性，适用性和耐久性。
3混凝土的徐变: 在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为混凝土的徐变。
4混凝土的收缩：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩。
5剪跨比m : 是一个无量纲常数，用0Vh M m =来表示，此处M 和V 分别为剪压区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，h 0为截面有效高度。
6抵抗弯矩图: 抵抗弯矩图又称材料图，就是沿梁长各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图，即表示个正截面所具有的抗弯承载力。
7弯矩包络图：沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图。
9预应力度λ： 《公路桥规》将预应力度定义为由预加应力大小确定的消压弯矩0M 与外荷载产生的弯矩s M 的比值。
10消压弯矩：由外荷载产生，使构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩。
11钢筋的锚固长度：受力钢筋通过混凝土与钢筋的粘结将所受的力传递给混凝土所需的长度。
12超筋梁：是指受力钢筋的配筋率大于于最大配筋率的梁。
破坏始自混凝土受压区先压碎，纵向受拉钢筋应力尚小于屈服强度,在钢筋没有达到屈服前，压区混凝土就会压坏，表现为没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。
13纵向弯曲系数：对于钢筋混凝土轴心受压构件，把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值称为纵向弯曲系数。
14直接作用：是指施加在结构上的集中力和分布力。
15间接作用：是指引起结构外加变形和约束变形的原因。
16混凝土局部承压强度提高系数：混凝土局部承压强度与混凝土棱柱体抗压强度之比。
17换算截面：是指将物理性能与混凝土明显不同的钢筋按力学等效的原则通过弹性模量比值的折换，将钢筋换算为同一混凝土材料而得到的截面。
第十章局部承压
第二节 混凝土局部承压强度提高系数
一、混凝土局部承压提高系数β
《公桥规》规定β按下式计算：
Ab Ac
第十章 局部承压
第二节 混凝土局部承压强度提高系数
二.配置间接钢筋的混凝土局部承压提高系数β
在实际工程中，遇到混凝土局部承压时，一般都 要求在局部承压区段范围内配置间接钢筋。间接 钢筋体积配筋率按下列公式计算： n1 As1l1 n2 As 2l2 1.当间接钢筋为方格网时：
第十章 局部承压
一、局部承压（local compression） 局部承压是指构件受力表面，仅有部分面积来承受 压力的受力状态，如图所示。
第十章 局部承压
பைடு நூலகம்第十章 局部承压
第十章 局部承压
局部承压的特点： 1.构件表面受压面积小于构件的截面积。 2.局部承压面积部分的混凝土强度比全面积 受压时的混凝土抗压强度高。 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。
第十章 局部承压
第一节 局部承压的破坏形态和破坏机理 一、破坏形态 1.先开裂后破坏 2.一开裂即破坏 3.局部混凝土下陷
第十章 局部承压
第一节 局部承压的破坏形态和破坏机理 二、破坏机理 1、套箍理论
第十章 局部承压
第一节 局部承压的破坏形态和破坏机理 二、破坏机理 2、剪切理论
第十章 局部承压
cor 1
三、局部承压区的抗裂性计算 《公桥规》规定其局部受压区的尺寸应满足下列 锚下混凝土抗裂计算要求：
0 Fck Fld 1.3s fcd Aln
v
cor
Acor s
混凝土局部承压计算公式
混凝土局部承压计算公式
1.标准公式：
P=Pc+Pb
其中，P为混凝土局部承压载荷，Pc为混凝土压力，Pb为附加荷载。
混凝土压力Pc的计算可以使用以下公式：
Pc=fcd×(α1×β×γ×δ×μ)
其中，fcd为混凝土设计抗压强度，α1为荷载系数，β为尺寸系数，γ为激活系数，δ为荷载概论系数，μ为其他修正系数。
附加荷载Pb可以根据具体的设计要求和施工条件来确定。
2.配筋面积的计算公式：
A=s×t
其中，A为配筋面积，s为配筋率，t为构件厚度。
在计算配筋面积时，需要根据混凝土的设计强度和结构的要求来确定
合理的配筋率。
3.局部承压强度的计算公式：
σ=σc+σs
其中，σ为混凝土局部承压强度，σc为混凝土的标准强度，σs为
混凝土配筋钢筋的强度。
4.等效混凝土面积的计算公式：
Ae=A1+A2-0.5b
其中，Ae为等效混凝土面积，A1为混凝土面积，A2为钢筋面积，b 为受压区域宽度。
等效混凝土面积的计算是根据钢筋与混凝土的相互作用来确定的，这有助于更准确地评估混凝土局部承压的能力。
5.极限承载力的计算公式：
Pult=σ×Ae
其中，Pult为混凝土局部承压的极限承载力，σ为混凝土的极限承受应力，Ae为等效混凝土面积。
极限承载力的计算可根据混凝土的极限应力和等效混凝土面积来确定混凝土局部承压的能力。
以上是一些常用的混凝土局部承压计算公式，根据具体设计和施工的要求，还可以结合其他因素进行进一步的修正和计算。
钢管混凝土柱局部承载力分析
钢 管 混 凝 土 柱 局 部 承 载 力 分 析
成 家 园
摘 要： 利用正交试验设计 法对钢管混凝土构件局部 受压 承载力 的影响 因数进行分析 ， 出核心 混凝土 强度 是影响构件其 最小 的是套箍指标 。 关键词 ： 钢管混凝土 ， 局部承载力 ， 正交设计法 ， 影响 因数
第３ ６卷 第 ８期 ２ ０１０年 ３月
山 西 建 筑
Ｓ ＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨ Ｉ Ｈ ＴＥＣＦ ＵＲ￣
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ． １３ ８
Ｍａ ． ２ １ ｒ ００
・８ ・ ５
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ０ —０ ５０ １０ —８ ５ ２ １ ）８０ ８ —３
存储 、 安装过程 的耐腐蚀性 。 ２ 无粘结预应力体系 。无粘结 预应力钢 筋是指 经涂抹 防腐油脂 ， 在运输 、 ）
用聚 乙烯套管包裹 制成 的预应 力 钢筋 。使 用 时按设 计要 求铺 放 ５ 结语 在模板 内， 然后 浇筑混凝 土 ， 混凝土达 到设 计要求强度 后 ， 待 再张 众 多研究表 明 ， 筋锈蚀是 引起混凝 土结构耐久性劣 化最主 钢 拉锚 固。无 粘结预应力钢筋 与混 凝土不 直接接触 ， 两者 产生相 对 要 、 最直接 的原 因。如何通过无损检 测对 现有混凝 土结构 中的钢 滑移 而成 为无 粘结 体 系。其主 要优 点是 工艺 简单 ， 拉设 备轻 ， 张 筋锈蚀 程度和速度进行评估 ， 以便采 取各种 有效措施 防止钢筋 锈 施工方便 ， 有利 于分散 布筋与高空 作业 。３ 体外预应力 体 系。与 蚀 发生和发展是研究 钢筋 锈 蚀机 理 的 目的。进 一 步加 强这方 面 ） 体内预应力钢 筋不 同， 外预 应力 钢筋 直接暴 露 于环境 中， 预 的研究 将对保证建筑质量 ， 体 且 节约能源 ， 减少损失产 生重要意义 。 应力钢筋 又是腐蚀 敏感 材料 ， 如果 防护 不 当， 容易 发生腐 蚀 破 参 考 文 献 就 坏， 因此 体外 预应力 钢筋 的防腐 极其 重要 。 目前 ， 体外 预应力 钢 ［ ］ 金 伟 良 ， 羽 习． 凝 土 结构 耐 久性 ［ ． 京 ： １ 赵 混 Ｍ］ 北 科技 出版 筋 的防腐 方法大体上可 以分 为 ３类 ：． ａ预应 力钢 筋表 面涂层 。常 社 ． ０ ２ ２０ ． 用 的涂层 有镀 锌和环 氧树 脂等 。镀 锌 涂层兼 有牺 牲 阳极 的 阴极 ［ ］ 牛荻 涛． 凝 土结构 耐 久性 与寿命 预测 ［ ． 京 ： ２ 混 Ｍ］ 北 科技 出 保护作用 。这种方 法简单且价格较 便宜 ， 预应力 钢筋 的更 换及 内 版 社 ， ０ ３ ２０ ． 力调整 比较方便 。但是 这种方法 的缺点也 比较多 ： 镀锌 钢绞线一 ［ ］ 李 田， ３ 刘西拉 ． 混凝土结 构耐久性 分析 与设计 ［ ． 京： Ｍ］ 北 般采用热镀锌层技 术 ， 温会造 成预 应力 钢筋 强度 降低 ； 高 由于镀 科学 出版社 ，９ ９ １９ ． 锌 的牺牲 阳极 作用 可能产生氢 ， 从而 引起氢脆 。因此实 际工程 中 ［ ］ 李 琛 ． ４ 锈蚀 钢 筋与 混凝 土粘 结力 的研 究现 状 ［］ 山西建 Ｊ． 环氧树脂 涂层 预应 力 钢筋 应 用 较 为普 遍 。ｂ 套管 加 填充 材 料 。 ． 这种方法是在预应 力钢 筋 的外 面加套 管 ， 张拉完 预应 力筋 后 ， 待
混凝土结构设计原理PPT课件第10章局部承压
02 局部承压的原理
局部承压的力学原理
局部承压是指混凝土结构在某一较小面积上承受压力的情况，其力学原理主要涉及 压应力和剪切应力。
压应力是压力作用下混凝土产生的应力，随着压力的增大而增大，当压应力超过混 凝土的抗压强度时，混凝土会发生破坏。
剪切应力是由于压力分布不均匀而产生的应力，它会导致混凝土产生剪切变形，当 剪切应力过大时，混凝土会发生剪切ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ坏。
选用高强度混凝土和高强度钢材 等高强度材料，提高结构承载能
力。
加强材料检测
对进场材料进行严格检测，确保 材料的质量和性能符合设计要求。
研发新材料
加强新材料研发，探索具有更高 性能和更低成本的新型材料。
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混凝土结构设计原理ppt课件第10 章局部承压
目 录
• 局部承压概述 • 局部承压的原理 • 局部承压的设计方法 • 局部承压的案例分析 • 局部承压的优化与改进建议
01 局部承压概述
定义与特点
定义
局部承压是指混凝土结构在某一较小面积上承受压力的情况，通常指在基础、 柱、梁等构件的端部或节点处，由于集中荷载或应力作用而产生的局部应力。
桥梁墩柱局部承压
在桥梁设计中，墩柱作为主要的承载结构，常面临局部承 压问题。由于墩柱尺寸有限，大荷载作用下的应力集中可 能导致墩柱破坏。
高层建筑底板局部承压
高层建筑的底板在承受较大荷载时，可能出现局部承压问 题。由于底板面积有限，过大的集中荷载可能造成底板开 裂或塌陷。
隧道侧墙局部承压
隧道侧墙在承受围岩压力时，可能面临局部承压问题。侧 墙的稳定性对于隧道的整体安全至关重要，因此需要特别 关注侧墙的局部承压设计。
混凝土局部承压
为方格钢筋网时，按式（ 10-2）计算；当为螺旋形钢 筋时，按式（10-3）计算
19
2）局部承压区截面尺寸验算 当局部承压区段配筋过多时，局部承压垫板底面的混凝土 产生过大下沉变形。为防止出现这种情况，《公路桥规》规 定局部承压区的截面尺寸应满足：
0Fld Fcr 1.3s fcd Aln
图10-2 构件端部的局部承受压区
（3）在局部承压区的中部有横向拉应力x，这种横向拉 应力可使混凝土产生裂缝。
7
10.1 局部承压的破坏形态和破坏机理
混凝土局部承压的破坏形态主要与Al/A（Al为局部承压面积， A为试件截面面积）以及Al在表面上的位置有关。
1）先开裂后破坏 承压面下的混凝土被冲切出一个楔形体（图10-4a），试件 被劈成数块而发生劈裂破坏。
26
1）局部承压区截面限制条件验算 由式（10-6）不等号右部分可得到 1.3ηsβfcdAln=1.3×2.83×13.8×0.75×105 =3807.77kN＞Fld（=2500kN） 局部承压区尺寸满足要求。
2）局部承压承载力计算 由式（10-5）不等号右部分可得到
0.9(ηsβfcd+kρvβcorfsd)Aln=0.9(2.83×13.8+2×0.0084×2×19) ×0.75×105 =3078.41kN＞Fld（=2500kN）
cor
Acor 1 Al
（10-4）
式中的Acor为间接钢筋网或螺旋钢筋范围内混凝土核心面 积，应满足Ab＞Acor＞Al且Acor的面积重心应与Al的面积重心 重合。
在实际工程中，若为Acor＞Ab情况，则应取Acor = Ab。
18
10.3 局部承压区的计算
1）局部承压区的承载力计算
19
2）局部承压区截面尺寸验算 当局部承压区段配筋过多时，局部承压垫板底面的混凝土 产生过大下沉变形。为防止出现这种情况，《公路桥规》规 定局部承压区的截面尺寸应满足：
0Fld Fcr 1.3s fcd Aln
图10-2 构件端部的局部承受压区
（3）在局部承压区的中部有横向拉应力x，这种横向拉 应力可使混凝土产生裂缝。
7
10.1 局部承压的破坏形态和破坏机理
混凝土局部承压的破坏形态主要与Al/A（Al为局部承压面积， A为试件截面面积）以及Al在表面上的位置有关。
1）先开裂后破坏 承压面下的混凝土被冲切出一个楔形体（图10-4a），试件 被劈成数块而发生劈裂破坏。
26
1）局部承压区截面限制条件验算 由式（10-6）不等号右部分可得到 1.3ηsβfcdAln=1.3×2.83×13.8×0.75×105 =3807.77kN＞Fld（=2500kN） 局部承压区尺寸满足要求。
2）局部承压承载力计算 由式（10-5）不等号右部分可得到
0.9(ηsβfcd+kρvβcorfsd)Aln=0.9(2.83×13.8+2×0.0084×2×19) ×0.75×105 =3078.41kN＞Fld（=2500kN）
cor
Acor 1 Al
（10-4）
式中的Acor为间接钢筋网或螺旋钢筋范围内混凝土核心面 积，应满足Ab＞Acor＞Al且Acor的面积重心应与Al的面积重心 重合。
在实际工程中，若为Acor＞Ab情况，则应取Acor = Ab。
18
10.3 局部承压区的计算
1）局部承压区的承载力计算
第十章 局部承压
Rg——间接钢筋的抗拉设计强度
使用条件： 根据《公路桥规》的规定，式(10--5)等号右边括号内由第二项算得的数值 不应超过第一项βR a的50％（防止局部承压区设置过多间接钢筋，当局部承压 区达到其承载能力极限状态前，局部承压垫板产生过大的下沉） 二、局部承压区的抗裂性计算
对于在局部承压区中配有间接钢筋的情况，《公路桥规》规定按下列 公式进行局部承压区抗裂性计算
Nj
≤
2 Nu 0.6(Ra 2t he Rg ) Ac
（10—5）
式中：Nj——局部承压时的纵向力； β——混凝土局部承压强度的提高系数，按式(10-1)计算；
μt——间接钢筋的体积配筋率，当为方格钢筋网时，按式(10-2)计
算；当为螺旋钢筋时，按式(10--3)计算； βhe——配置间接钢筋时局部承压强度提高系数，按式(10--4)计算；
当达到破坏荷载时，承压板下的混凝土在剪压作用下形成楔形体，产生剪 切滑移面，楔形体的劈裂为最终导致拱机构破坏[图10-6c]。
三*、提 高 系 数
1、混凝土局部承压提高系数β 由于局部承压时，混凝土的抗压强度比棱柱体抗压强度要高引入轴心局部 承压混凝土强度提高系数β(即混凝土局部承压强度与混凝土棱柱体抗压强度之 比) 。 《公路桥规》规定，β按下式计算: Ad (10—1) Ac 式中： Ac——局部承压面积(考虑在钢垫板中沿450刚性角扩大的面积)，当有孔道时 (对圆形承压面积而言)应扣除孔道面积； Ad——局部承压的计算底面积，可根据相关图示（教材图10-7）来确定，当 有孔道时(对圆形承压面积而言)应扣除孔道面积。 关于局部承压计算底面积Ad的确定，是采用“同心对称有效面积法”，即 Ad应与局部承压面积Ac具有相同的形心位置，且要求相应对称。具体计算时按 “桥规”执行。
9混凝土结构设计原理课件 冲切与局部承压
v
n1 As1l1 n2 As2l2 sAcor
（2） 螺旋筋体积配筋率
v
4 Ass1 sd cor
（3）
cor
Acor Al
3.3构件局部受压截面尺寸
对配置间接钢筋的混凝土结构构件，其局部受 压区的截面尺寸应符合下列要求
0Fld 1.3s fcd Aln
当不满足时，应加大锚固区的截面尺寸、调整 锚具位置或提高混凝土强度等级。
（4）钢筋面积计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱsv
4h0nAsv1 Asvu
Asbu1
1 4
Asbu
第二节 局部承压承载力
1 局部承压破坏机理 1.1 受力分析
1.2 破坏形态
先开裂后破(Al/A>1/9) 一裂就坏(1/36<Al/A<1/9) 局部混凝土下陷(Al/A<1/36)(未图示）
1.3 套箍理论
2 防止局部承压破坏的措施
所规定的 高度h范围内， 方格网钢筋不 应少于4片，螺 旋式钢筋不应 少于4圈。
3局部承压构件的承载力
3.1 混凝土局部承压强度提高系数
（1） 系数
Ab
Al
Al——不扣孔洞 Aln——扣除孔洞
（2） 计算底面积Ab
3.2配置间接钢筋的混凝土 局部承压强度提高系数
（1） 方格网钢筋体积配筋率
s ——混凝土局部承压修正系数,C50为1.0，
C80为0.76
Aln ----混凝土局部受压面积；当有垫板时可 考虑预压力沿锚具垫圈边缘在垫板中按45°扩散
后传至混凝土的受压面
3.4局部受压承载力计算
0Fld 0.9 s fcd kvcor fsd Aln
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s取80mm，间接钢筋网片的设置深度H=510mm＞l1，布置层数为 m=5，则间接钢筋的配筋率ρ v为
v
n1 As1l1 n2 As2l2 Ac or s
7 28.3 500 6 28.3 600 (500 600) 80
0.0084
且 n1As1 7 28.3 1.17＜1.5 n2 As2 6 28.3
台帽采用C30混凝土，fcd=13.8MPa；配 置方格网的间接钢筋采用R235级钢筋，fsd= 195MPa。
试进行台帽的局部承压计算。
图10-9 例10-1示意图
21
解 ： 由 图 10-9 可 知 ， 矩 形 局 部 承 压 面 积 Al 的 长 边 边 长 a=300mm，短边边长b=250mm，而矩形局部承压面积边 缘至台帽边缘的最小距离c=260mm＞b，故由图10-7a)可得 到局部承压时的计算底面积Ab及边长为
机理。 掌握配置间接钢筋的混凝土局部承压承载力的计
算方法。 熟练掌握局部承压区间接钢筋的配置构造。
3
局部承压是指在构件的表面上，仅有部分面积承受压 力的受力状态（图10-1）。
图10-1 全部受压和局部承压 a)全截面受压；b)局部承压
4
支座 独柱墩
混凝土桥墩顶面局部承压实例
混凝土表面
承压面
15
n2，As2——分别是单层钢筋网沿l2方向的钢筋根数和单根钢 筋截面面积；
Acor——方格网间接钢筋内表面范围的混凝土核心面积， 其重心应与Al的重心重合，计算时按同心，对称 原则取值。
此外，钢筋网在两个方向上单位长度内钢筋截面面积的比值 不宜大于1.5倍，且局部承压区间接钢筋不应少于4层钢筋网。
混凝土表面局部承压实例（后张法预应力）
5
a)全截面受压构件破 坏。 棱柱体混凝土试件
尺寸150mm*150mm*450 mm，实测混凝土抗压强 度16MPa。
b)局部承压试件破坏。混凝土 试件尺寸450mm*450mm*450mm， 承压面积150mm*150mm，实测混 凝土局部抗压强度60MPa。
由式（10-1）求混凝土局部承压强度提高系数β为
Ab Al
6 105 0.75 105
2.83
因采用C30级混凝土，由表10-1可查得ηs=1 ，故ηsβ=2.83。
23
由式（10-4）求配置间接钢筋时局部承压强度提高系数 βcor为
cor
Acor Al
3105 0.75105
cor
Acor 1 Al
（10-4）
式中的Acor为间接钢筋网或螺旋钢筋范围内混凝土核心面 积，应满足Ab＞Acor＞Al且Acor的面积重心应与Al的面积重心 重合。
在实际工程中，若为Acor＞Ab情况，则应取Acor = Ab。
18
10.3 局部承压区的计算
1）局部承压区的承载力计算
26
1）局部承压区截面限制条件验算 由式（10-6）不等号右部分可得到 1.3ηsβfcdAln=1.3×2.83×13.8×0.75×105 =3807.77kN＞Fld（=2500kN） 局部承压区尺寸满足要求。
2）局部承压承载力计算 由式（10-5）不等号右部分可得到
0.9(ηsβfcd+kρvβcorfsd)Aln=0.9(2.83×13.8+2×0.0084×2×19) ×0.75×105 =3078.41kN＞Fld（=2500kN）
L1 250 2 250 750mm L2 300 2 250 800mm Ab 750800 6105 mm2
局部承压面积Al=250×300=0.75×105mm2。
22
根据图10-8的规定，设间接钢筋的网格核心混凝土面积尺 寸为l1=500mm，l2=600mm，Acor=500×600=3×105mm2＞ Al=0.75×105mm2。
c)局部承压破坏时试 件顶表面裂缝
试验机上压头 试
件
表
棱柱体试件
面
劈
150*150垫板 裂
试件顶表面裂缝
试件表面积A
垫板下角锥形破坏
局部承压面积Al
图10-3 局部承压试件破坏图（尺寸单位：mm）
6
与全面积受压相比，混凝土构件局部承压有以下特点： （1）构件表面受压面积小于构件截面积； （2）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；
9
混凝土局部承压工作机理的两种理论解释： 1）套箍理论 把局部承压区的混凝土看作是承受侧 压力作用的混凝土芯块。
图10-5 套箍理论的局部承压受力模型
10
2）剪切理论 在局部荷载作用下，局部承压区混凝 土的受力类似一个带多根拉杆的拱。
图10-6 剪切理论的局部承压受力模型 a)多根拉杆拱结构模型；b)部分拉杆断裂后的拱结构；c)拱结构破坏
局部承压区承载能力满足要求。
27
Thank you!
28
混凝土局部承压计算系数s与k
混凝土强度等级 C50≤ C55 C60 C65 C70
s
1.0 0.96 0.92 0.88 0.84
k
2.0 1.95 1.90 1.85 1.80
表10-1
C75 C80 0.80 0.76 1.75 1.70
a)方格网钢筋；b)螺旋形钢筋
14
间接钢筋体积配筋率ρ v是指核心面积范围Acor内单位体积所 含间接钢筋的体积
（1）当间接钢筋为方格钢筋网时(图10-8a)：
v
n1 As1l1 n2 As2l2 Acor s
（10-2）
式中 s——钢筋网片层距；
n1，As1——分别是单层钢筋网沿l1方向的钢筋根数和单根钢 筋截面面积；
图10-2 构件端部的局部承受压区
（3）在局部承压区的中部有横向拉应力x，这种横向拉 应力可使混凝土产生裂缝。
7
10.1 局部承压的破坏形态和破坏机理
混凝土局部承压的破坏形态主要与Al/A（Al为局部承压面积， A为试件截面面积）以及Al在表面上的位置有关。
1）先开裂后破坏 承压面下的混凝土被冲切出一个楔形体（图10-4a），试件 被劈成数块而发生劈裂破坏。
为方格钢筋网时，按式（ 10-2）计算；当为螺旋形钢 筋时，按式（10-பைடு நூலகம்）计算
19
2）局部承压区截面尺寸验算 当局部承压区段配筋过多时，局部承压垫板底面的混凝土 产生过大下沉变形。为防止出现这种情况，《公路桥规》规 定局部承压区的截面尺寸应满足：
0Fld Fcr 1.3s fcd Aln
叶见曙 ·结构设计原理（第三版）
第10章 混凝土局部承压
叶见曙 张娟秀 马莹 编
Principle of Structure Design
本章目录
10.1 局部承压的破坏形态和破坏机理 10.2 混凝土局部承压强度提高系数 10.3 局部承压区的计算
2
教学要求
理解构件局部承压概念及受力特性。 了解影响混凝土局部承压破坏形态的因素及受力
局部受压面积上的局部压力设计值。对 后张法预应力混凝土构件的锚头局部受 压区，可取1.2倍张拉时的最大压力。
当局部受压面有孔洞时，扣除孔洞后 的混凝土局部受压面积（计入钢垫板 中按45°刚性角扩大的面积）。即Aln 为局部承压面积Al减去孔洞的面积。
间接钢筋的抗拉强度设计值
0Fld Fu 0.9(s fcd kvcor fsd ) Aln （10-5）
16
（2）当间接钢筋为螺旋形钢筋时(图10-8b)：
v
4 Ass1 d cor s
（10-3）
式中 Ass1——单根螺旋形钢筋的截面面积； dcor——螺旋形间接钢筋内表面范围内混凝土核心 的直径； s——螺旋形钢筋的间距。
螺旋形钢筋不应少于4圈。
17
βcor反映配置间接钢筋后混凝土局部承压强度提高的程度
图10-4 局部承压的破坏形态 a)当Al/A≤9时
8
2）一开裂即破坏 局部承压面积外围混凝土被劈成数块，而局部承压面下的 混凝土被冲剪成一个楔形体（图10-4b）。 3）局部混凝土下陷 在试件整体破坏前，局部承压面下的混凝土先局部下陷， 沿局部承压面四周的混凝土出现剪切破坏。
图10-4 局部承压的破坏形态 b)当9<Al/A≤36时
混凝土局部承压修正系 数，按表10-1采用
混凝土承压强度的提高系 数，按式（10-1）计算
配置间接钢筋时局部承压 承载能力提高系数，按式 （10-4）计算
间接钢筋影响系数，混凝土强度等级C50 及以下时，取k=2.0；C50~C80取 k=2.0~1.70，中间直接插值取用，见表10-1
间接钢筋的体积配筋率。当
11
10.2 混凝土局部承压强度提高系数
1）混凝土局部承压提高系数β
Ab
Al
（10-1）
式中 Al——局部承压面积（考虑在钢垫板中沿45°刚性角 扩大的面积），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，可根据图10-7来确定。
12
图10-7 局部承压时计算底面积Ab的示意图
29
（10-6）
式中fcd为混凝土轴心抗压强度设计值。其余符号的意义与 式（10-5）相同。
20
例10-1
某钢筋混凝土双铰桁架拱桥，台帽承受 主拱拱脚作用的支承力设计值Fld =2500kN， 其局部承压面积为250mm×300mm（已考 虑了矩形钢垫板厚度且沿45°刚性角扩大 的后面积），如图10-9所示。
2
设焊接钢筋网片沿l1方向的钢筋根数n1=7（间距为 100mm）；沿l2方向的钢筋数n2=6（间距为100mm），而 单根钢筋为φ6的面积As1=As2=28.3mm2。
v
n1 As1l1 n2 As2l2 Ac or s
7 28.3 500 6 28.3 600 (500 600) 80
0.0084
且 n1As1 7 28.3 1.17＜1.5 n2 As2 6 28.3
台帽采用C30混凝土，fcd=13.8MPa；配 置方格网的间接钢筋采用R235级钢筋，fsd= 195MPa。
试进行台帽的局部承压计算。
图10-9 例10-1示意图
21
解 ： 由 图 10-9 可 知 ， 矩 形 局 部 承 压 面 积 Al 的 长 边 边 长 a=300mm，短边边长b=250mm，而矩形局部承压面积边 缘至台帽边缘的最小距离c=260mm＞b，故由图10-7a)可得 到局部承压时的计算底面积Ab及边长为
机理。 掌握配置间接钢筋的混凝土局部承压承载力的计
算方法。 熟练掌握局部承压区间接钢筋的配置构造。
3
局部承压是指在构件的表面上，仅有部分面积承受压 力的受力状态（图10-1）。
图10-1 全部受压和局部承压 a)全截面受压；b)局部承压
4
支座 独柱墩
混凝土桥墩顶面局部承压实例
混凝土表面
承压面
15
n2，As2——分别是单层钢筋网沿l2方向的钢筋根数和单根钢 筋截面面积；
Acor——方格网间接钢筋内表面范围的混凝土核心面积， 其重心应与Al的重心重合，计算时按同心，对称 原则取值。
此外，钢筋网在两个方向上单位长度内钢筋截面面积的比值 不宜大于1.5倍，且局部承压区间接钢筋不应少于4层钢筋网。
混凝土表面局部承压实例（后张法预应力）
5
a)全截面受压构件破 坏。 棱柱体混凝土试件
尺寸150mm*150mm*450 mm，实测混凝土抗压强 度16MPa。
b)局部承压试件破坏。混凝土 试件尺寸450mm*450mm*450mm， 承压面积150mm*150mm，实测混 凝土局部抗压强度60MPa。
由式（10-1）求混凝土局部承压强度提高系数β为
Ab Al
6 105 0.75 105
2.83
因采用C30级混凝土，由表10-1可查得ηs=1 ，故ηsβ=2.83。
23
由式（10-4）求配置间接钢筋时局部承压强度提高系数 βcor为
cor
Acor Al
3105 0.75105
cor
Acor 1 Al
（10-4）
式中的Acor为间接钢筋网或螺旋钢筋范围内混凝土核心面 积，应满足Ab＞Acor＞Al且Acor的面积重心应与Al的面积重心 重合。
在实际工程中，若为Acor＞Ab情况，则应取Acor = Ab。
18
10.3 局部承压区的计算
1）局部承压区的承载力计算
26
1）局部承压区截面限制条件验算 由式（10-6）不等号右部分可得到 1.3ηsβfcdAln=1.3×2.83×13.8×0.75×105 =3807.77kN＞Fld（=2500kN） 局部承压区尺寸满足要求。
2）局部承压承载力计算 由式（10-5）不等号右部分可得到
0.9(ηsβfcd+kρvβcorfsd)Aln=0.9(2.83×13.8+2×0.0084×2×19) ×0.75×105 =3078.41kN＞Fld（=2500kN）
L1 250 2 250 750mm L2 300 2 250 800mm Ab 750800 6105 mm2
局部承压面积Al=250×300=0.75×105mm2。
22
根据图10-8的规定，设间接钢筋的网格核心混凝土面积尺 寸为l1=500mm，l2=600mm，Acor=500×600=3×105mm2＞ Al=0.75×105mm2。
c)局部承压破坏时试 件顶表面裂缝
试验机上压头 试
件
表
棱柱体试件
面
劈
150*150垫板 裂
试件顶表面裂缝
试件表面积A
垫板下角锥形破坏
局部承压面积Al
图10-3 局部承压试件破坏图（尺寸单位：mm）
6
与全面积受压相比，混凝土构件局部承压有以下特点： （1）构件表面受压面积小于构件截面积； （2）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；
9
混凝土局部承压工作机理的两种理论解释： 1）套箍理论 把局部承压区的混凝土看作是承受侧 压力作用的混凝土芯块。
图10-5 套箍理论的局部承压受力模型
10
2）剪切理论 在局部荷载作用下，局部承压区混凝 土的受力类似一个带多根拉杆的拱。
图10-6 剪切理论的局部承压受力模型 a)多根拉杆拱结构模型；b)部分拉杆断裂后的拱结构；c)拱结构破坏
局部承压区承载能力满足要求。
27
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28
混凝土局部承压计算系数s与k
混凝土强度等级 C50≤ C55 C60 C65 C70
s
1.0 0.96 0.92 0.88 0.84
k
2.0 1.95 1.90 1.85 1.80
表10-1
C75 C80 0.80 0.76 1.75 1.70
a)方格网钢筋；b)螺旋形钢筋
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间接钢筋体积配筋率ρ v是指核心面积范围Acor内单位体积所 含间接钢筋的体积
（1）当间接钢筋为方格钢筋网时(图10-8a)：
v
n1 As1l1 n2 As2l2 Acor s
（10-2）
式中 s——钢筋网片层距；
n1，As1——分别是单层钢筋网沿l1方向的钢筋根数和单根钢 筋截面面积；
图10-2 构件端部的局部承受压区
（3）在局部承压区的中部有横向拉应力x，这种横向拉 应力可使混凝土产生裂缝。
7
10.1 局部承压的破坏形态和破坏机理
混凝土局部承压的破坏形态主要与Al/A（Al为局部承压面积， A为试件截面面积）以及Al在表面上的位置有关。
1）先开裂后破坏 承压面下的混凝土被冲切出一个楔形体（图10-4a），试件 被劈成数块而发生劈裂破坏。
为方格钢筋网时，按式（ 10-2）计算；当为螺旋形钢 筋时，按式（10-பைடு நூலகம்）计算
19
2）局部承压区截面尺寸验算 当局部承压区段配筋过多时，局部承压垫板底面的混凝土 产生过大下沉变形。为防止出现这种情况，《公路桥规》规 定局部承压区的截面尺寸应满足：
0Fld Fcr 1.3s fcd Aln
叶见曙 ·结构设计原理（第三版）
第10章 混凝土局部承压
叶见曙 张娟秀 马莹 编
Principle of Structure Design
本章目录
10.1 局部承压的破坏形态和破坏机理 10.2 混凝土局部承压强度提高系数 10.3 局部承压区的计算
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教学要求
理解构件局部承压概念及受力特性。 了解影响混凝土局部承压破坏形态的因素及受力
局部受压面积上的局部压力设计值。对 后张法预应力混凝土构件的锚头局部受 压区，可取1.2倍张拉时的最大压力。
当局部受压面有孔洞时，扣除孔洞后 的混凝土局部受压面积（计入钢垫板 中按45°刚性角扩大的面积）。即Aln 为局部承压面积Al减去孔洞的面积。
间接钢筋的抗拉强度设计值
0Fld Fu 0.9(s fcd kvcor fsd ) Aln （10-5）
16
（2）当间接钢筋为螺旋形钢筋时(图10-8b)：
v
4 Ass1 d cor s
（10-3）
式中 Ass1——单根螺旋形钢筋的截面面积； dcor——螺旋形间接钢筋内表面范围内混凝土核心 的直径； s——螺旋形钢筋的间距。
螺旋形钢筋不应少于4圈。
17
βcor反映配置间接钢筋后混凝土局部承压强度提高的程度
图10-4 局部承压的破坏形态 a)当Al/A≤9时
8
2）一开裂即破坏 局部承压面积外围混凝土被劈成数块，而局部承压面下的 混凝土被冲剪成一个楔形体（图10-4b）。 3）局部混凝土下陷 在试件整体破坏前，局部承压面下的混凝土先局部下陷， 沿局部承压面四周的混凝土出现剪切破坏。
图10-4 局部承压的破坏形态 b)当9<Al/A≤36时
混凝土局部承压修正系 数，按表10-1采用
混凝土承压强度的提高系 数，按式（10-1）计算
配置间接钢筋时局部承压 承载能力提高系数，按式 （10-4）计算
间接钢筋影响系数，混凝土强度等级C50 及以下时，取k=2.0；C50~C80取 k=2.0~1.70，中间直接插值取用，见表10-1
间接钢筋的体积配筋率。当
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10.2 混凝土局部承压强度提高系数
1）混凝土局部承压提高系数β
Ab
Al
（10-1）
式中 Al——局部承压面积（考虑在钢垫板中沿45°刚性角 扩大的面积），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，可根据图10-7来确定。
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图10-7 局部承压时计算底面积Ab的示意图
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（10-6）
式中fcd为混凝土轴心抗压强度设计值。其余符号的意义与 式（10-5）相同。
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例10-1
某钢筋混凝土双铰桁架拱桥，台帽承受 主拱拱脚作用的支承力设计值Fld =2500kN， 其局部承压面积为250mm×300mm（已考 虑了矩形钢垫板厚度且沿45°刚性角扩大 的后面积），如图10-9所示。
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设焊接钢筋网片沿l1方向的钢筋根数n1=7（间距为 100mm）；沿l2方向的钢筋数n2=6（间距为100mm），而 单根钢筋为φ6的面积As1=As2=28.3mm2。