鋼筋溷凝土受壓構(gòu)件(修)課件

1、 第一節(jié) 受壓構(gòu)件的分類及構(gòu)造要求一、受壓構(gòu)件的分類1. 軸心受壓構(gòu)件：軸向力作用線通過構(gòu)件截面的幾何中心（理論上應(yīng)為物理中心，即重心）。2. 偏心受壓構(gòu)件：軸向力作用線不通過構(gòu)件截面的幾何中心；不通過一個主軸時，為單向偏心；不通過二個主軸時，為雙向偏心。3. 工程應(yīng)用：1）軸心受壓構(gòu)件：結(jié)構(gòu)的中間柱（近似）；2）單向偏心受壓構(gòu)件：結(jié)構(gòu)的邊柱；3）雙向偏心受壓構(gòu)件：結(jié)構(gòu)的角柱。見圖1第六章 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第1頁，共22頁。第2頁，共22頁。（一）材料選擇：1、混凝土：選擇強度等級較高的混凝土，C20C50。2、鋼筋：不宜選擇高強鋼筋，HRB335、HRB400。（二）截面形式和截面尺寸1、

2、形式：矩形、圓形、I形。2、尺寸：最小高度、剛度要求。（三）縱向鋼筋：鋼筋直徑及間距、布置、配筋率等。（四）箍筋：鋼筋直徑及間距、布置、配箍率等。二、受壓構(gòu)件的一般構(gòu)造第3頁，共22頁。一、概述1、軸心受壓構(gòu)件分類普通箍筋柱：縱筋+普通箍筋（矩形箍筋）螺旋箍筋柱：縱筋+螺旋式箍筋2、軸壓構(gòu)件中縱筋和箍筋的作用二、配有普通箍筋的軸壓構(gòu)件（一）試驗研究分析1、柱的分類：短柱（對一般截面L0/i 28；對矩形截面L0/b8）、長柱。第二節(jié) 受軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力第4頁，共22頁。當(dāng)構(gòu)件的壓應(yīng)變達(dá)到0.002時，混凝土達(dá)到軸心抗壓強度值，構(gòu)件宣告破壞。若鋼筋的屈服應(yīng)變小于混凝土破壞時的應(yīng)變，則

3、鋼筋首先達(dá)到屈服應(yīng)變，隨后鋼筋的應(yīng)力保持為屈服應(yīng)力不變，直到混凝土破壞；若鋼筋的屈服應(yīng)變大于混凝土破壞時的應(yīng)變，則混凝土破壞時鋼筋未屈服。所以，鋼筋不宜采用高強鋼筋。Nu=fckA+f ykAs3、長柱的試驗研究軸向壓力使柱產(chǎn)生側(cè)向彎曲，從而增大了初始偏心矩。這使得長柱的承載力較同等截面和配筋的短柱承載力小，規(guī)范中采用承載力降低系數(shù)（稱為穩(wěn)定系數(shù)）考慮這種影響。（二）正截面承載力計算公式Nu=0.9 (fcA+f yAs )2、短柱的試驗研究第5頁，共22頁。三、軸心受壓螺旋式箍筋柱的正截面受壓承載力計算（一）試驗研究分析1、螺旋式箍筋柱的受力特點：軸向壓力較小時，混凝土和縱筋分別受壓，螺旋箍

4、筋受拉但對混凝土的橫向作用不明顯；接近極限狀態(tài)時，螺旋箍筋對核芯混凝土產(chǎn)生較大的橫向約束，提高混凝土強度，從而間接提高柱的承載能力。2、螺旋箍筋又稱為“間接鋼筋”，產(chǎn)生“套箍作用”。（二）截面承載力計算1、約束混凝土的抗壓強度：fc1=fc+42 約束應(yīng)力分析2、計算公式：N0.9 (fcAcor+f yAs +2fyAsso)3、使用螺旋式箍筋柱的條件第6頁，共22頁。第7頁，共22頁。 一、試驗研究分析1、大偏心受壓破壞（受拉破壞）1）相對偏心距e0/h0較大，受拉鋼筋配置適量；2）N較小時遠(yuǎn)側(cè)受拉，近側(cè)受壓；3）N增加后遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生橫向縫；4）隨后遠(yuǎn)側(cè)縱筋受拉屈服，然后近側(cè)混凝土壓碎，構(gòu)件破

5、壞。總結(jié)：相對偏心距 較大，稱為“大偏心受壓”；遠(yuǎn)側(cè)鋼筋自始至終受拉且先屈服，又稱為“受拉破壞”。第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件的受力性能第8頁，共22頁。2、小偏心受壓破壞（受壓破壞）有兩種情況：（1）如圖 (a) 所示：相對偏心距稍大且遠(yuǎn)側(cè)鋼筋較多；N較小時，遠(yuǎn)側(cè)受拉，近側(cè)受壓；破壞時，遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受拉但不能屈服，近側(cè)鋼筋受壓屈服， 近側(cè)混凝土壓碎；（2）如圖 (b) 所示：相對偏心距較小；N較小時，全截面受壓（遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)鋼筋均受壓）；遠(yuǎn)側(cè)受壓程度小于近側(cè)受壓程度；破壞時，遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受壓但不能屈服，近側(cè)鋼筋受壓屈服， 近側(cè)混凝土壓碎?？偨Y(jié)：遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受拉或者受壓，但不能屈服；以混凝土受壓破壞為標(biāo)志，稱為“受

6、壓破壞”；相對偏心距較小，稱為“小偏心受壓”。第9頁，共22頁。 3、縱向彎曲的影響 (1) 圖為一柱，其兩端作用有一對軸向壓力，偏心距相等； (2) 圖為將軸向壓力移動至柱軸線上，產(chǎn)生力矩；在該力矩作用下，柱的每一截面上的彎矩相同，其值為M=Nei （稱為一階距）； (3) 圖為產(chǎn)生縱向彎曲 f 后的圖形，將出現(xiàn)彎矩Nf （稱為二階距）。討論：（a）最危險截面處的彎矩為一階距和二階距之和；（b）由于二階距的存在，使實際偏心矩增大，導(dǎo)致長柱的承載能力降低。這種影響通過偏心矩增大系數(shù)考慮(見附圖)。（c）對于短柱，二階距可忽略 1；對于長柱，二階距不可忽略 1；第10頁，共22頁。偏心矩增大系數(shù)

7、第11頁，共22頁。第12頁，共22頁。1、大小偏壓的根本區(qū)別：（1）兩者的根本區(qū)別在于：遠(yuǎn)側(cè)的鋼筋是否受拉且屈服；（2）前者遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受拉屈服，破壞前有預(yù)兆，屬“延性破壞”；（3）后者遠(yuǎn)側(cè)鋼筋不能受拉屈服，破壞時取決于混凝土的抗壓 強度且無預(yù)兆，屬“脆性破壞”；（4）存在界限破壞（類似受彎構(gòu)件正截面）：遠(yuǎn)側(cè)鋼筋屈服的 同時，近側(cè)混凝土壓碎。2、判斷方法（見圖）二、大、小偏壓的分界第13頁，共22頁。界限狀態(tài)： b小偏壓： b大偏壓： b第14頁，共22頁。第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算一、基本計算公式將偏心受壓構(gòu)件受壓區(qū)混凝土曲線分布的應(yīng)力圖進(jìn)行簡化（同受彎構(gòu)件簡化）。見附圖

8、第15頁，共22頁。eeie1fcsAsfyAsAsAsbasxh0hasN當(dāng)為大偏壓時，sfy公式適用條件為：2as/h0 b當(dāng)為小偏壓時， sfy 。當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受拉時， s為正；當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受壓時， s為負(fù)。公式適用條件為： b基本計算公式第16頁，共22頁。二、垂直于彎矩作用平面的受壓承載力驗算yNxNN彎矩作用平面垂直于彎矩作用平面垂直于彎矩作用平面按軸心受壓構(gòu)件驗算Nu=0.9 (fcA+f yAs )第17頁，共22頁。（一）截面設(shè)計1、大、小偏心受壓的判斷 界限破壞時的軸力：Nb=1bfcbh0 。當(dāng)b ，為大偏心受壓；當(dāng)b ， 為小偏心受壓。2、大偏心受壓（公式簡化為6-15和6

9、-12） 計算步驟:1）計算相對受壓區(qū)高度；2）計算鋼筋面積并驗算配筋率。 注：若第一步求出的2as/h0，則假定受壓區(qū)重心在近側(cè)鋼筋重心處。3、小偏心受壓（公式為6-11和6-12、6-13） 計算步驟:1）計算相對受壓區(qū)高度（公式6-19a、6-19b或6-20） ；2）計算鋼筋面積并驗算配筋率。三、矩形截面對稱配筋的計算方法第18頁，共22頁。已知偏心矩e0或已知M，求受壓承載力N。計算步驟：先假定為大偏壓，采用大偏壓計算公式計算。（1）若計算2as/h0 b ，假定正確，按公式計算N。（2）若計算2as/h0 ，說明受壓鋼筋不屈服，按公式計算N（3）若計算 b ，說明假定不正確，按小偏壓公式計算