第四章混凝土結(jié)構(gòu)第三節(jié)受壓構(gòu)件

1、第四章第四章混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件鋼筋混凝土受壓構(gòu)件主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：受壓構(gòu)件分類受壓構(gòu)件分類軸心受壓構(gòu)件受力性能及破壞特征軸心受壓構(gòu)件受力性能及破壞特征單配置普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力單配置普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算計算矩形截面偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)矩形截面偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算計算構(gòu)造要求構(gòu)造要求第四章 混凝土結(jié)構(gòu)第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)4.3.1受壓構(gòu)件分類受壓構(gòu)件分為軸心受壓構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件。軸心受壓構(gòu)件：軸

2、向力作用在構(gòu)件截面的形心上。偏心受壓構(gòu)件：軸向力不作用在構(gòu)件截面的形心上（或者有彎矩和軸力共同作用的構(gòu)件）。(a)軸心受壓 (b)單向偏心受壓 (c)雙向偏心受壓第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)工業(yè)和民用建筑中的單層廠房和多層框架柱偏心受壓構(gòu)件第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)4.3.2軸心受壓構(gòu)件受力性能及破壞特征截面形式截面形式: 矩形、圓形、正方形、正多邊形。鋼筋配置鋼筋配置:縱向受力鋼筋：縱筋幫助混凝土承受壓力，以減小構(gòu)件的 截面尺寸；防止構(gòu)件突然脆裂破壞及增強(qiáng) 構(gòu)

3、件的延性；以及減小混凝土的徐變變形。普通箍筋：固定縱向受力鋼筋的位置 防止縱向鋼筋在混凝土壓碎前壓屈 保證縱筋與混凝土共同受力至構(gòu)件破壞 一定程度上改善構(gòu)件突然破壞的脆性性質(zhì)螺旋箍筋：對混凝土較強(qiáng)的環(huán)向約束，可提高構(gòu)件的承載 力和延性第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu) 1矩形截面軸心受壓短柱受力分析矩形截面軸心受壓短柱受力分析和破壞特征：和破壞特征： 在軸心荷載作用下整個截面的應(yīng)變基本上是均勻分布的； 隨著外力的繼續(xù)增加，柱中開始出現(xiàn)微細(xì)裂縫，在臨近破壞荷載時，柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫，箍筋間的縱筋發(fā)生壓屈，向外凸出，混凝土被壓碎而整個柱破壞。N初始受力v根據(jù)軸心受壓構(gòu)件（柱）的長細(xì)

4、比（根據(jù)軸心受壓構(gòu)件（柱）的長細(xì)比（l0/i）的不同，可分為的不同，可分為短柱短柱(28或或l0/b 8)和和長柱長柱。第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋與混凝土的應(yīng)力鋼筋與混凝土的應(yīng)力試驗表明，在整個加載過程中，由于鋼筋和混凝土之間存在試驗表明，在整個加載過程中，由于鋼筋和混凝土之間存在著粘結(jié)力，兩者壓應(yīng)變基本一致著粘結(jié)力，兩者壓應(yīng)變基本一致變形條件：變形條件：es =ec =e物理關(guān)系物理關(guān)系：鋼筋：鋼筋：yyssyyssfEfEeeeee fy ey1Es混凝土：混凝土：uccffeeeeeeeee00200 0 2平衡條件：ss

5、ccAAN第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到極限荷載時達(dá)到極限荷載時混凝土的壓應(yīng)變混凝土的壓應(yīng)變ec e00.002，混凝土壓應(yīng)力，混凝土壓應(yīng)力c= fc鋼筋的壓應(yīng)變鋼筋的壓應(yīng)變es ec 0.002對于普通鋼筋：對于普通鋼筋：s= fy400MPa此時：此時：Nu fyAs+ fcAc fyAs+ fcA對于對于fy400MPa高強(qiáng)度鋼筋，鋼筋能否屈服？高強(qiáng)度鋼筋，鋼筋能否屈服？由于此時鋼筋的壓應(yīng)變由于此時鋼筋的壓應(yīng)變es e0 0.002鋼筋的彈性模量鋼筋的彈性模量Es2.0105MPa鋼筋應(yīng)力：鋼筋應(yīng)力：s Es e0 2.0105 0.002 = 400MPa 使鋼筋使鋼

6、筋強(qiáng)度得不到充分利用強(qiáng)度得不到充分利用所以鋼筋混凝土受壓構(gòu)件中不宜采用高強(qiáng)鋼筋所以鋼筋混凝土受壓構(gòu)件中不宜采用高強(qiáng)鋼筋鋼筋混凝土短柱的破壞是以混凝土被壓碎為標(biāo)志的。鋼筋混凝土短柱的破壞是以混凝土被壓碎為標(biāo)志的。第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)2、矩形截面軸心受壓長柱：、矩形截面軸心受壓長柱： 前述是短柱的受力分析和破壞特前述是短柱的受力分析和破壞特征。對于長細(xì)比較大的長柱，試征。對于長細(xì)比較大的長柱，試驗表明，驗表明，由于各種偶然因素造成由于各種偶然因素造成的初始偏心距的影響是不可忽略的初始偏心距的影響是不可忽略的的。加載后由于有加載后由于有初始偏心距初始偏心距將將產(chǎn)生產(chǎn)生附加彎距

7、附加彎距，這樣相互影響的，這樣相互影響的結(jié)果使長柱最終在結(jié)果使長柱最終在彎矩及軸力共彎矩及軸力共同作用下發(fā)生破壞同作用下發(fā)生破壞。對于長細(xì)比。對于長細(xì)比很大的長柱，還有可能發(fā)生很大的長柱，還有可能發(fā)生“失失穩(wěn)破壞穩(wěn)破壞”的現(xiàn)象，長柱的破壞荷的現(xiàn)象，長柱的破壞荷載低于其他條件相同的短柱破壞載低于其他條件相同的短柱破壞荷載。荷載。第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)矩形截面軸心受壓長柱：矩形截面軸心受壓長柱： 試驗表明，長柱的破壞試驗表明，長柱的破壞荷載低于其他條件相同的短荷載低于其他條件相同的短柱破壞荷載。柱破壞荷載。規(guī)范規(guī)范中采中采用穩(wěn)定系數(shù)用穩(wěn)定系數(shù)表示承載能力表示承載能力的降低程度

8、，即的降低程度，即suluNN穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)矩形截面軸心受壓長柱：矩形截面軸心受壓長柱： 穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)與構(gòu)件的與構(gòu)件的長細(xì)比長細(xì)比l0/b （ l0 為柱的計算長度，為柱的計算長度， b 為柱截面短邊為柱截面短邊）有關(guān)。有關(guān)。l0與構(gòu)件兩端支撐條件有關(guān)：與構(gòu)件兩端支撐條件有關(guān)：兩端鉸支兩端鉸支 l0= l，兩端固支兩端固支 l0=0.5 l一端固支一端鉸支一端固支一端鉸支 l0=0.7 l一端固支一端自由一端固支一端自由 l0=2 l第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)柱的計算長度柱的計算長度：第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)

9、構(gòu)4.2.3配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件承載力計算配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件承載力計算N軸向力設(shè)計值；軸向力設(shè)計值；穩(wěn)定系數(shù)，見表穩(wěn)定系數(shù)，見表3-1；fc混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值A(chǔ)構(gòu)件截面面積；構(gòu)件截面面積；fy縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；As全部縱向鋼筋的截面面積。全部縱向鋼筋的截面面積。0.9可靠度調(diào)整系數(shù)可靠度調(diào)整系數(shù)注：注：1、縱向鋼筋配筋率大于、縱向鋼筋配筋率大于3時，式中時，式中A應(yīng)改用應(yīng)改用Ac： Ac= A- As 2、建筑抗震設(shè)計規(guī)范建筑抗震設(shè)計規(guī)范規(guī)定：矩形截面柱的寬度和高規(guī)定：矩形截面柱的寬度和高 度均不宜小于度均不宜小

10、于300mm；圓柱直徑不宜小于；圓柱直徑不宜小于350mm。一、計算公式一、計算公式)(9 . 0sycuAfAfNN第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)（a）截面設(shè)計）截面設(shè)計已知：軸壓力設(shè)計值已知：軸壓力設(shè)計值設(shè)計該柱設(shè)計該柱(確定截面尺寸、配筋確定截面尺寸、配筋)解解:（1）確定混凝土強(qiáng)度等級；）確定混凝土強(qiáng)度等級； 確定截面尺寸（根據(jù)房屋剛度、柱軸壓比要求）確定截面尺寸（根據(jù)房屋剛度、柱軸壓比要求） （2）計算配筋）計算配筋A(yù)s（根據(jù)計算公式）（根據(jù)計算公式） （3）驗算最小配筋率）驗算最小配筋率 As/A min0.6（b）承載力校核）承載力校核已知：軸壓力設(shè)計值、材料強(qiáng)度、

11、構(gòu)件尺寸、兩端支承條件已知：軸壓力設(shè)計值、材料強(qiáng)度、構(gòu)件尺寸、兩端支承條件驗算該柱是否安全？驗算該柱是否安全？解解:直接代入計算公式求直接代入計算公式求Nu，判斷，判斷NuN？注意：若兩個主軸方向柱端約束不同，應(yīng)分別計算注意：若兩個主軸方向柱端約束不同，應(yīng)分別計算x、 y ，取小值取小值 二、設(shè)計計算方法（兩類問題）二、設(shè)計計算方法（兩類問題）第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)三、構(gòu)造要求三、構(gòu)造要求（a）材料）材料 混凝土混凝土：受壓構(gòu)件的承載力主要取決于混凝：受壓構(gòu)件的承載力主要取決于混凝土強(qiáng)度，一般應(yīng)采用強(qiáng)度等級較高的混凝土。土強(qiáng)度，一般應(yīng)采用強(qiáng)度等級較高的混凝土。目前我國一般

12、結(jié)構(gòu)中柱的混凝土強(qiáng)度等級常目前我國一般結(jié)構(gòu)中柱的混凝土強(qiáng)度等級常用用C30C40，在高層建筑中，在高層建筑中，C50C60級混級混凝土也經(jīng)常使用。凝土也經(jīng)常使用。鋼筋鋼筋：縱向受力鋼筋通常采用縱向受力鋼筋通常采用HRB335級級(級級)和和HRB400級級(級級)鋼筋，不宜采用高強(qiáng)鋼筋，不宜采用高強(qiáng)鋼筋。鋼筋。第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)三、構(gòu)造要求三、構(gòu)造要求（b）縱向鋼筋）縱向鋼筋縱向鋼筋配筋率過小時，縱筋對柱的承載力影響很小，接縱向鋼筋配筋率過小時，縱筋對柱的承載力影響很小，接近于素混凝土柱，縱筋不能起到防止混凝土受壓脆性破壞近于素混凝土柱，縱筋不能起到防止混凝土受壓脆性

13、破壞的緩沖作用。同時考慮到實際結(jié)構(gòu)中存在偶然附加彎矩的的緩沖作用。同時考慮到實際結(jié)構(gòu)中存在偶然附加彎矩的作用（垂直于彎矩作用平面），以及收縮和溫度變化產(chǎn)生作用（垂直于彎矩作用平面），以及收縮和溫度變化產(chǎn)生的拉應(yīng)力，對受壓構(gòu)件的的拉應(yīng)力，對受壓構(gòu)件的最小配筋率最小配筋率應(yīng)有所限制。應(yīng)有所限制。軸心受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于軸心受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.6%；同時同時一側(cè)受壓鋼筋的配筋率不應(yīng)小于一側(cè)受壓鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.2%。縱向受力鋼筋的直徑不宜小于縱向受力鋼筋的直徑不宜小于12mm，全部縱向鋼筋的配，全部縱向鋼筋的配筋筋 率不宜大于率不宜大于5%；圓柱中縱向鋼筋宜

14、沿周邊均勻布置，根；圓柱中縱向鋼筋宜沿周邊均勻布置，根數(shù)不宜少于數(shù)不宜少于8根，且不應(yīng)少于根，且不應(yīng)少于6根；根； 第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)三、構(gòu)造要求三、構(gòu)造要求（b）縱向鋼筋）縱向鋼筋柱中縱向受力鋼筋的凈間距不應(yīng)小于柱中縱向受力鋼筋的凈間距不應(yīng)小于50mm；對水平澆筑；對水平澆筑的預(yù)制柱，其縱向鋼筋的最小凈間距可按本規(guī)范第的預(yù)制柱，其縱向鋼筋的最小凈間距可按本規(guī)范第10.2.1條條關(guān)于梁的有關(guān)規(guī)定取用；關(guān)于梁的有關(guān)規(guī)定取用；軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋，其中距不宜大于軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋，其中距不宜大于300mm. 受壓鋼筋的直徑受壓鋼筋的直徑d32mm時，

15、不宜采用綁扎搭接接頭；時，不宜采用綁扎搭接接頭； d32mm時，可采用綁扎搭接接頭。時，可采用綁扎搭接接頭。 當(dāng)采用搭接連接時，其受壓搭接長度不應(yīng)小于本規(guī)范第當(dāng)采用搭接連接時，其受壓搭接長度不應(yīng)小于本規(guī)范第9.4.3條縱向受拉鋼筋搭接長度的條縱向受拉鋼筋搭接長度的0.7倍，且在任何情況下不倍，且在任何情況下不應(yīng)小于應(yīng)小于200mm.第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)三、構(gòu)造要求三、構(gòu)造要求（c）箍筋）箍筋 柱及其他受壓構(gòu)件中的周邊箍筋應(yīng)做成封閉式；對圓柱柱及其他受壓構(gòu)件中的周邊箍筋應(yīng)做成封閉式；對圓柱中的箍筋，搭接長度不應(yīng)小于本規(guī)范第中的箍筋，搭接長度不應(yīng)小于本規(guī)范第9.3.1條規(guī)定

16、的錨固條規(guī)定的錨固長度，且末端應(yīng)做成長度，且末端應(yīng)做成135彎鉤，彎鉤末端平直段長度不應(yīng)彎鉤，彎鉤末端平直段長度不應(yīng)小于箍筋直徑的小于箍筋直徑的5倍；倍； 箍筋間距不應(yīng)大于箍筋間距不應(yīng)大于400mm及構(gòu)件截面的短邊尺寸，且不及構(gòu)件截面的短邊尺寸，且不應(yīng)大于應(yīng)大于15d，d為縱向受力鋼筋的最小直徑；為縱向受力鋼筋的最小直徑； 箍筋直徑不應(yīng)小于箍筋直徑不應(yīng)小于d/4,且不應(yīng)小于且不應(yīng)小于6mm，d為縱向鋼筋為縱向鋼筋的最大直徑；的最大直徑； 當(dāng)柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率大于當(dāng)柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率大于3%時，箍筋直時，箍筋直徑不應(yīng)小于徑不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)大于縱向受力鋼筋最小直徑的，間

17、距不應(yīng)大于縱向受力鋼筋最小直徑的10倍，且不應(yīng)大于倍，且不應(yīng)大于200mm；箍筋末端應(yīng)做成；箍筋末端應(yīng)做成135彎鉤且彎彎鉤且彎鉤末端平直段長度不應(yīng)小于箍筋直徑的鉤末端平直段長度不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍；箍筋也可焊倍；箍筋也可焊成封閉環(huán)式；成封閉環(huán)式； 第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)三、構(gòu)造要求三、構(gòu)造要求（c）箍筋）箍筋 當(dāng)柱截面短邊尺寸大于當(dāng)柱截面短邊尺寸大于400mm且各邊縱向鋼筋多于且各邊縱向鋼筋多于3根根時，或當(dāng)柱截面短邊尺寸不大于時，或當(dāng)柱截面短邊尺寸不大于400mm但各邊縱向鋼筋多但各邊縱向鋼筋多于于4根時，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋；根時，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋； 柱中縱向受力鋼筋搭

18、接長度范圍內(nèi)的箍筋間距應(yīng)符合本柱中縱向受力鋼筋搭接長度范圍內(nèi)的箍筋間距應(yīng)符合本規(guī)范第規(guī)范第9.4.5條的規(guī)定：箍筋間距不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直條的規(guī)定：箍筋間距不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的徑的10倍，且不應(yīng)大于倍，且不應(yīng)大于200mm。當(dāng)受壓鋼筋直徑。當(dāng)受壓鋼筋直徑d25mm時，尚應(yīng)在搭接接頭兩個端面外時，尚應(yīng)在搭接接頭兩個端面外100mm范圍內(nèi)各設(shè)置兩個范圍內(nèi)各設(shè)置兩個箍筋。箍筋。 第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)三、構(gòu)造要求三、構(gòu)造要求第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)4.3.4偏壓構(gòu)件的正截面受力性能及破壞形態(tài)M=N e0AssAM=N e0NAssANAssAM=N

19、e0NAssA=ANe0ssA第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心距偏心距e0和和縱向鋼筋配筋率縱向鋼筋配筋率有關(guān)有關(guān)1、受拉破壞、受拉破壞 (或大偏心受壓破壞或大偏心受壓破壞) fyAs fyAsNM fyAs fyAsNAs配筋合適配筋合適一、一、 偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)截面受拉側(cè)混凝土較早出現(xiàn)裂縫，截面受拉側(cè)混凝土較早出現(xiàn)裂縫， As的應(yīng)力隨荷載增加發(fā)展較快，的應(yīng)力隨荷載增加發(fā)展較快，首先達(dá)到屈服首先達(dá)到屈服。此后，此后，裂縫迅速開展，受壓區(qū)高度減??；裂縫迅速開展

20、，受壓區(qū)高度減?。蛔詈笞詈?受壓側(cè)鋼筋受壓側(cè)鋼筋A(yù)s 受壓屈服，壓區(qū)混凝土壓碎而受壓屈服，壓區(qū)混凝土壓碎而 達(dá)到破壞。達(dá)到破壞。有明顯預(yù)兆，破壞特征與配有有明顯預(yù)兆，破壞特征與配有受壓鋼筋的適筋梁相似，屬延性破壞。受壓鋼筋的適筋梁相似，屬延性破壞。承載力主要取決于受承載力主要取決于受拉側(cè)鋼筋。拉側(cè)鋼筋。形成條件：形成條件：偏心距偏心距e0較大，且受拉側(cè)縱向鋼筋配筋率合適。較大，且受拉側(cè)縱向鋼筋配筋率合適。 fyAs fyAsN第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)2、受壓破壞、受壓破壞（或小偏心受壓破壞或小偏心受壓破壞）產(chǎn)生受壓破壞的條件有兩種情況：產(chǎn)生受壓破壞的條件有兩種情況： 當(dāng)相對

21、偏心距當(dāng)相對偏心距e0/h0較小；較小；或雖然相對偏心距或雖然相對偏心距e0/h0較大，但受拉側(cè)縱向鋼筋配置較多時。較大，但受拉側(cè)縱向鋼筋配置較多時。 sAs fyAsN sAs fyAsNAs太太多多第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)（2）偏心距?。┢木嘈?，截面大部分受壓，小部分受拉，破壞時壓區(qū)，截面大部分受壓，小部分受拉，破壞時壓區(qū)混凝土壓碎，受壓鋼筋屈服，另一側(cè)鋼筋受拉，但由于離中混凝土壓碎，受壓鋼筋屈服，另一側(cè)鋼筋受拉，但由于離中和軸近，未屈服。和軸近，未屈服。（3）偏心距大，但受拉鋼筋配置較多。由于受拉鋼筋配置較多，）偏心距大，但受拉鋼筋配置較多。由于受拉鋼筋配置較多，

22、鋼筋應(yīng)力小，破壞時達(dá)不到屈服強(qiáng)度，破壞是由于受壓區(qū)混鋼筋應(yīng)力小，破壞時達(dá)不到屈服強(qiáng)度，破壞是由于受壓區(qū)混凝土壓碎而引起，類似超筋梁。凝土壓碎而引起，類似超筋梁。破壞特征：破壞特征：破壞是由于混凝土被壓碎而引起的，破壞時靠近縱破壞是由于混凝土被壓碎而引起的，破壞時靠近縱向力一側(cè)鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，另一側(cè)鋼筋可能受拉也可能受向力一側(cè)鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，另一側(cè)鋼筋可能受拉也可能受壓，但都未屈服。壓，但都未屈服。小偏心受壓破壞又有三種情況小偏心受壓破壞又有三種情況（1）偏心距小，構(gòu)件全截面受壓，靠近縱向力一側(cè)壓應(yīng)力）偏心距小，構(gòu)件全截面受壓，靠近縱向力一側(cè)壓應(yīng)力大，最后該區(qū)混凝土被壓碎，同時壓筋達(dá)到屈服強(qiáng)

23、度，另一大，最后該區(qū)混凝土被壓碎，同時壓筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，另一側(cè)鋼筋受壓，但未屈服。側(cè)鋼筋受壓，但未屈服。第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)二、受拉破壞和受壓破壞的界限二、受拉破壞和受壓破壞的界限破壞特征：破壞特征：即即受拉鋼筋屈服受拉鋼筋屈服同時同時受壓區(qū)混凝土邊緣受壓區(qū)混凝土邊緣達(dá)到達(dá)到極限壓應(yīng)變極限壓應(yīng)變e ecu。與適筋梁和超筋梁的界限情況類似。與適筋梁和超筋梁的界限情況類似。因此，因此，相對界限受壓區(qū)高度相對界限受壓區(qū)高度仍為：仍為：scuybEfe1時，為小偏心受壓破壞當(dāng)bhx0時，為大偏心受壓破壞當(dāng)bhx0第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)MNsAsA0hcbx

24、sacueyeye界限破壞受壓破壞受拉破壞不屈服sA第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)三、附加偏心距三、附加偏心距ea構(gòu)件受壓力和彎矩作用，其偏心距為構(gòu)件受壓力和彎矩作用，其偏心距為：e0為計算偏心距。為計算偏心距。 由于施工誤差及材料的不均勻性等，由于施工誤差及材料的不均勻性等，將使構(gòu)件的偏心距產(chǎn)生偏差，因此設(shè)將使構(gòu)件的偏心距產(chǎn)生偏差，因此設(shè)計時應(yīng)考慮一個附加偏心距計時應(yīng)考慮一個附加偏心距ea，規(guī)范規(guī)范規(guī)定：附加偏心距取偏心方向截面尺規(guī)定：附加偏心距取偏心方向截面尺寸的寸的1/30 和和20mm中的較大值。中的較大值?？紤]附加偏心距后的偏心距：考慮附加偏心距后的偏心距：aieee0

25、初始偏心距ie第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)四、構(gòu)件撓曲引起的附加內(nèi)力四、構(gòu)件撓曲引起的附加內(nèi)力q長細(xì)比對長、短柱的影響試驗表明：鋼筋混凝土柱在偏壓荷載下，會產(chǎn)生縱向彎曲縱向彎曲。對短柱：對短柱：影響可忽略不計；對長柱：對長柱：將降低構(gòu)件的正將降低構(gòu)件的正截面受壓承載力。截面受壓承載力。原因：原因：長細(xì)比較大時縱向彎長細(xì)比較大時縱向彎曲引起了不可忽略的曲引起了不可忽略的二階彎二階彎矩矩。NfNefeNii)(一階彎矩一階彎矩二階彎矩二階彎矩elxfysin f y xeieiNNN eiN ( ei+ f )le跨中截面：第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)柱的長細(xì)比在

26、一定范圍內(nèi)當(dāng)柱的長細(xì)比在一定范圍內(nèi)時，時，雖然在承受偏心受壓荷雖然在承受偏心受壓荷載后，偏心距由載后，偏心距由ei增加到增加到ei +f，使柱的承載能力比同樣截面使柱的承載能力比同樣截面的短柱減小，但就其破壞特的短柱減小，但就其破壞特征來講，跟短柱破壞特征相征來講，跟短柱破壞特征相同，屬于同，屬于“材料破壞材料破壞”類型。類型。當(dāng)柱的長細(xì)比很大時，當(dāng)柱的長細(xì)比很大時，構(gòu)件的構(gòu)件的破壞不是由于構(gòu)件的材料破壞破壞不是由于構(gòu)件的材料破壞所引起的，而是由于構(gòu)件縱向所引起的，而是由于構(gòu)件縱向彎曲失去平衡引起的。這種破彎曲失去平衡引起的。這種破壞特征稱為壞特征稱為“失穩(wěn)破壞失穩(wěn)破壞”。偏壓長柱的破壞類型：

27、材料破壞、失穩(wěn)破壞由于界面材料強(qiáng)度耗盡由于界面材料強(qiáng)度耗盡 而發(fā)生的破壞而發(fā)生的破壞由于構(gòu)件縱向彎曲時失由于構(gòu)件縱向彎曲時失去平衡而引起的破壞去平衡而引起的破壞elxfysin f y xeieiNNN eiN ( ei+ f )le第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)長細(xì)比加大降低了構(gòu)長細(xì)比加大降低了構(gòu)件的承載力件的承載力這三個柱雖然具有相同的外這三個柱雖然具有相同的外荷載荷載初始偏心距值初始偏心距值ei ，其承，其承受縱向力受縱向力N值的能力是不同值的能力是不同的，即由于長細(xì)比加大降低的，即由于長細(xì)比加大降低了構(gòu)件的承載力了構(gòu)件的承載力MNN0M0NusNuseiNumNumeiN

28、um fmNulNul eiNul flulumusNNN第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)由于構(gòu)件縱向彎曲產(chǎn)生的二階彎矩，對承載力將產(chǎn)生影由于構(gòu)件縱向彎曲產(chǎn)生的二階彎矩，對承載力將產(chǎn)生影響，響，如何考慮這種影響？如何考慮這種影響？我國規(guī)范規(guī)定，對于縱向彎曲我國規(guī)范規(guī)定，對于縱向彎曲產(chǎn)生的二階彎矩則通過偏心距增大系數(shù)來考慮其影響。產(chǎn)生的二階彎矩則通過偏心距增大系數(shù)來考慮其影響。 彎曲前的彎矩：彎曲前的彎矩：偏心距增大系數(shù)偏心距增大系數(shù)iNeM 彎曲后的彎矩：彎曲后的彎矩：)1 ()(iiiefNefeNM)1 (:ief令ieNM則：:下式計算偏心距增大系數(shù)，可按2120014001

29、1hlhei第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu) 1 考慮偏心距的變化對考慮偏心距的變化對 截面曲率的修正系數(shù)截面曲率的修正系數(shù) 當(dāng)當(dāng)1 1時，取時，取1=1 2考慮構(gòu)件長細(xì)比對截面曲率的影響系數(shù)；考慮構(gòu)件長細(xì)比對截面曲率的影響系數(shù)；21200140011hlhei101. 015. 102hlh15時才對截面曲率進(jìn)行時才對截面曲率進(jìn)行修正。修正。 l0h15，2 = 1；: l0h=1530時時,按上式計按上式計算算NAfc5 . 01注意：當(dāng)注意：當(dāng) 時的矩形截面柱或者時的矩形截面柱或者 ，不考慮縱向彎，不考慮縱向彎曲對偏心距的影響，因此，取曲對偏心距的影響，因此，取 。50hl5

30、.170il0.1第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)4.3.54.3.5矩形截面對稱配筋偏心受壓構(gòu)件正截面受壓矩形截面對稱配筋偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算承載力計算 1. 平截面假定平截面假定2.不考慮受拉區(qū)混凝土的抗拉強(qiáng)度不考慮受拉區(qū)混凝土的抗拉強(qiáng)度3.受壓區(qū)混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系假定，且簡化為等效矩形應(yīng)力受壓區(qū)混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系假定，且簡化為等效矩形應(yīng)力圖形，混凝土的強(qiáng)度為圖形，混凝土的強(qiáng)度為 1fc，4.受壓鋼筋應(yīng)力能達(dá)到屈服強(qiáng)度受壓鋼筋應(yīng)力能達(dá)到屈服強(qiáng)度5.受拉鋼筋應(yīng)力受拉鋼筋應(yīng)力 s取鋼筋應(yīng)變與其彈性摸量的乘積，但不大取鋼筋應(yīng)變與其彈性摸量的乘積，但不大于其設(shè)計強(qiáng)度于其設(shè)計

31、強(qiáng)度一、基本假定一、基本假定第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)二、基本公式二、基本公式sAxhbsAsasa fyAsNeeibxfc1syAf)()2( 00111ssyccsysycahAfxhbxfNebxfAfAfbxfN大偏心受壓：大偏心受壓：第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)siahee5 . 0aieee0 s受拉鋼筋應(yīng)力；受拉鋼筋應(yīng)力；As受拉鋼筋面積；受拉鋼筋面積； As受壓鋼筋面積；受壓鋼筋面積；b寬度；寬度；x 受壓區(qū)高度；受壓區(qū)高度；fy受壓鋼筋屈服強(qiáng)度受壓鋼筋屈服強(qiáng)度 ； N軸向力設(shè)計值；軸向力設(shè)計值； e軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼

32、筋A(yù)s合力點(diǎn)之間的距離合力點(diǎn)之間的距離)()2( 0011ssyccahAfxhbxfNebxfN第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)公式適用條件：公式適用條件： 保證受拉鋼筋屈服,10hxb 保證受壓鋼筋屈服,22sax 第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)小偏心受壓：小偏心受壓： sAs fyAsN x1fcbxeeasas或x 受壓區(qū)計算高度，當(dāng)受壓區(qū)計算高度，當(dāng)xh0,計算時，取計算時，取x = h0 ；e、e分別為軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋合力點(diǎn)和受壓鋼分別為軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋合力點(diǎn)和受壓鋼 筋合力點(diǎn)之間的距離筋合力點(diǎn)之間的距離eisiahee5 . 0siaehe5

33、 . 0sssycuAAfbxfNN1)()2(001ssycuahAfxhbxfeNeN)()2(01sssscuahAaxbxfeNeN第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)三、垂直于彎矩作用平面的受壓承載力計算三、垂直于彎矩作用平面的受壓承載力計算當(dāng)軸壓力當(dāng)軸壓力N較大且偏心矩較大且偏心矩ei較小時：若垂直于彎矩作用平面的較小時：若垂直于彎矩作用平面的長細(xì)比長細(xì)比l0/b較大或較大或b較小時，則有可能由垂直于彎矩作用平面較小時，則有可能由垂直于彎矩作用平面的軸心受壓承載力起控制作用。的軸心受壓承載力起控制作用。因此，因此，規(guī)范規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：偏心受壓構(gòu)件除應(yīng)計算彎矩作用平面偏心受壓

34、構(gòu)件除應(yīng)計算彎矩作用平面的受壓承載力外，的受壓承載力外，尚應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗算垂直于彎矩作用尚應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力。平面的受壓承載力。第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu) 1、大小偏心判斷、大小偏心判斷 （a）方法一：方法一：先按大偏心受壓考慮先按大偏心受壓考慮四、矩形截面對稱配筋的強(qiáng)度計算四、矩形截面對稱配筋的強(qiáng)度計算 對稱配筋，即截面的兩側(cè)用相同數(shù)量的配筋和相同鋼材對稱配筋，即截面的兩側(cè)用相同數(shù)量的配筋和相同鋼材規(guī)格，規(guī)格，As=As，fy = fy，as = as 1sysycAfAfbxfNbxfNc1bfNxc1 若若x bh0屬于小偏心受壓屬于

35、小偏心受壓sAxhbsAsasa故，故， 為大偏壓；為大偏壓； 為小偏壓。為小偏壓。bNN bNN 其界限破壞狀態(tài)時的軸力為其界限破壞狀態(tài)時的軸力為Nb= fcb bh0（b）方法二：方法二：（一）截面選擇（設(shè)計題）（一）截面選擇（設(shè)計題）第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)2、大偏心受壓、大偏心受壓)()2( 0011ssyccahAfxhbxfNebxfN已知：截面尺寸、材料強(qiáng)度已知：截面尺寸、材料強(qiáng)度、N、M、L0求：求：AS，AS解解:1)判斷大小偏心判斷大小偏心得由 1bxfNcbfNxc1 若若x bh0屬于小屬于小偏心受壓偏心受壓)()2(001ssycahAfxhbxf

36、Ne由 2) 求鋼筋面積求鋼筋面積第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)注：注：1.當(dāng)當(dāng)x2as，近似取，近似取x=2as，對受壓鋼筋取矩，對受壓鋼筋取矩有：有：)()2(001sycssahfxhbxfeNAA)(0syssahfeNAA2siahee 2.滿足最小配筋率要求。滿足最小配筋率要求。3.對于垂直彎矩作用方向還應(yīng)按軸心受壓進(jìn)行驗算即應(yīng)滿足：對于垂直彎矩作用方向還應(yīng)按軸心受壓進(jìn)行驗算即應(yīng)滿足：)(9 . 0sycAfAfN第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)3、小偏心受壓構(gòu)件的計算、小偏心受壓構(gòu)件的計算sssycAAfbxfN1)()2(001ssycahAfxhbx

37、feN 11bysf As=As fy = -fy ，并取，并取x = h0，sbysycAfAfbhfN )(1101 )()2(00001ssycahAfhhhbfeN將第一式中的將第一式中的ASfy代入第二式代入第二式得到關(guān)于得到關(guān)于 的一元的一元三次方程，解方三次方程，解方程并做簡化得到程并做簡化得到 第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)bcsbcbcbhfahbhfeNbhfN010120101)(43. 0)()2(001sycssahfxhbxfeNAA第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu)4.3.6 偏心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求一、截面形狀和尺寸一、截面形狀和尺寸采用矩

38、形截面，單層工業(yè)廠房的預(yù)制柱常采用采用矩形截面，單層工業(yè)廠房的預(yù)制柱常采用工字形截面。工字形截面。橋墩、樁和公共建筑中的柱主要采用圓形截面。橋墩、樁和公共建筑中的柱主要采用圓形截面。柱的截面尺寸不宜過小，不宜小于柱的截面尺寸不宜過小，不宜小于250*250。一般。一般應(yīng)控制在應(yīng)控制在l0/b30及及l(fā)0/h25。當(dāng)柱截面的邊長在當(dāng)柱截面的邊長在800mm以下時，一般以以下時，一般以50mm為為模數(shù)，邊長在模數(shù)，邊長在800mm以上時，以以上時，以100mm為模數(shù)。為模數(shù)。I形截面，翼緣厚度不宜小于形截面，翼緣厚度不宜小于120mm ，腹板厚度不，腹板厚度不宜小于宜小于100mm。第三節(jié) 鋼筋混

39、凝土受壓構(gòu)件第四章 混凝土結(jié)構(gòu) 最小配筋率：最小配筋率：規(guī)范規(guī)范規(guī)定，軸心受壓構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件規(guī)定，軸心受壓構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.6%；一側(cè)受壓鋼筋的配筋率一側(cè)受壓鋼筋的配筋率不應(yīng)小于不應(yīng)小于0.2% （限制縱向鋼筋最小配筋率的原因（限制縱向鋼筋最小配筋率的原因:縱向鋼筋配筋率過小時，縱筋對柱的承載力影響很小，接近于素混凝土柱，縱筋不能起到防止混凝土受壓脆性破壞的緩沖作用。同時考慮到實際結(jié)構(gòu)中存在偶然附加彎矩的作用（垂直于彎矩作用平面），以及收縮和溫度變化產(chǎn)生的拉應(yīng)力，對受壓構(gòu)件的最小配筋率應(yīng)有所限制。 ）全部縱筋配筋率不宜超過全部縱筋配筋率不宜超過5%。 （限制原因（限制原因:考慮到施工布筋過多影響混凝土的澆筑質(zhì)量）注：注：全部縱向鋼筋的配筋率按全部縱向鋼筋的配筋率按r r =(As+As)/A計算，一側(cè)受壓鋼筋計算，一側(cè)受壓鋼筋的配筋率按的配筋