建筑結(jié)構(gòu)與識(shí)圖第四章混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件68課件

第四章混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件主講人：王維

時(shí)間：2020.02建筑結(jié)構(gòu)與識(shí)圖鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件PART

02軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算軸心受壓構(gòu)件按箍筋的形式不同有兩種類型配有縱筋和普通箍筋的柱配有螺旋式（或焊接環(huán)式）間接箍筋的柱4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件在螺旋箍筋柱中箍筋的形狀為圓形，且間距較密，其作用是什么？【課堂討論1】4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件b為矩形截面的短邊尺寸按長細(xì)比不同分為兩種類型對(duì)于矩形截面對(duì)于圓形截面，長細(xì)比＜7時(shí)為短柱4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件練習(xí)：長短柱的判定計(jì)算長度為6m，b×h=300mm×500mm計(jì)算長度為4.5m，b×h=300mm×600mm計(jì)算長度為3m，b×h=600mm×600mm計(jì)算長度為6m，b×h=400mm×600mm計(jì)算長度為4m，b×h=600mm×600mm4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件其他條件都相同時(shí)，長柱和短柱誰的承載力更大呢？【課堂討論2】4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件

填空題：軸心受壓構(gòu)件按箍筋的形式不同分為（）和（）兩種類型。

按照長細(xì)比的大小，軸心受壓柱可分為（）柱和（）柱。矩形截面軸心受壓構(gòu)件長細(xì)比l0/b（

）時(shí)屬于短柱；圓形截面軸心受壓構(gòu)件長細(xì)比l0/d（）時(shí)屬于短柱。普通箍筋柱螺旋箍筋柱長長

≤8

≤74.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件配有普通箍筋的矩形截面短柱，鋼筋將先達(dá)到其屈服強(qiáng)度，此后增加的荷載全部由混凝土來承受。在臨近破壞時(shí)，柱子表面出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土保護(hù)層開始剝落，最后，箍筋之間的縱向鋼筋壓屈而向外凸出，混凝土被壓碎崩裂而破壞。破壞時(shí)混凝土的應(yīng)力達(dá)到棱柱體抗壓強(qiáng)度。思考：軸心受壓短柱的破壞特征是？

當(dāng)荷載較小時(shí)，變形的增加與外力的增長成正比；當(dāng)荷載較大時(shí)，變形增加的速度快于外力增加的速度，縱筋配筋量越少，這種現(xiàn)象就越明顯。隨著壓力的繼續(xù)增加，柱中開始出現(xiàn)細(xì)微裂縫，當(dāng)達(dá)到極限荷載時(shí)，細(xì)微裂縫發(fā)展成明顯的縱向裂縫，隨著壓應(yīng)變的增長，這些裂縫將相互貫通，箍筋間的縱筋發(fā)生壓屈，混凝土被壓碎而整個(gè)柱子破壞。在這個(gè)過程中，混凝土的側(cè)向膨脹將向外擠推縱筋，使縱筋在箍筋之間呈燈籠狀向外受壓屈服。4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件思考：長細(xì)比對(duì)細(xì)長軸心受壓構(gòu)件的影響

鋼筋混凝土軸心受壓柱，當(dāng)長細(xì)比較大時(shí)經(jīng)常由于側(cè)撓度的增大,發(fā)生縱向彎曲而破壞、鋼筋混凝土柱由于各種原因可能存在初始偏心距，受荷以后將引起附加彎矩和彎曲變形。當(dāng)柱的長度較短時(shí),附加彎矩和變形對(duì)柱的承載能力影響不大而對(duì)長柱則不同。4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件思考：哪一些原因會(huì)在受壓構(gòu)件上形成初始偏心距？（為什么不存在理論上的軸心受壓構(gòu)件？）

材料本身的不均勻性、施工的尺寸誤差以及荷載作用位置的偏差等等原因，很難使軸向壓力精確地作用在截面形心上。4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件長細(xì)比對(duì)細(xì)長軸心受壓構(gòu)件的影響

試驗(yàn)證明:長柱在附加彎矩下產(chǎn)生側(cè)向撓度又加大了初始偏心距,隨著荷載的增加,側(cè)向撓度和附加彎矩相互影響,不斷增大,結(jié)果使長柱在軸力和彎矩的共同作用下而破壞,破壞時(shí)首先凹邊出現(xiàn)縱向裂縫,接著混凝土被壓碎,縱向鋼筋被壓而向外鼓出,撓度急速發(fā)展,柱失去平衡狀態(tài)，凸邊混凝土開裂,柱到達(dá)破壞。試驗(yàn)表明，柱的長細(xì)比愈大，其承載力愈低，對(duì)于長細(xì)比很大的長柱，還有可能發(fā)生“失穩(wěn)破壞”的現(xiàn)象。

細(xì)長壓桿失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)力并不一定很高，可見這種形式的失效，并非強(qiáng)度不足，而是穩(wěn)定性不夠。4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件

判斷題：細(xì)長壓桿失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)力并不一定很高，可見這種形式的失效，并非強(qiáng)度不足，而是穩(wěn)定性不夠。（）√判斷題：長細(xì)比愈大的柱，其承載力愈高。（）×（1）軸心受壓短柱臨近破壞時(shí)，柱子表面出現(xiàn)縱向裂縫，箍筋之間的縱筋壓屈外凸，混凝土被壓碎崩裂而破壞?；炷吝_(dá)到

；鋼筋達(dá)到

。

4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件（2）軸心受壓長柱臨近破壞時(shí)，首先在凹側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫，接著混凝土壓碎，縱筋壓屈向外凸出；凸側(cè)混凝土出現(xiàn)垂直于縱軸方向的橫向裂縫，側(cè)向撓度急速發(fā)展，柱子破壞。4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件思考：長柱和短柱的破壞特點(diǎn)？

對(duì)于短柱，在臨近破壞荷載時(shí)，柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫，箍筋間的縱筋被壓屈，向外凸出。混凝土被壓碎，柱子即破壞。

長柱短柱

對(duì)于長柱，初始偏心距不可避免，隨著荷載增大，柱子在軸力和彎矩的共同作用下發(fā)生破壞。破壞時(shí)，首先在凹側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫，隨后混凝土被壓碎，縱筋被壓屈向外凸出；凸側(cè)混凝土出現(xiàn)垂直于縱軸方向的橫向裂縫。柱子側(cè)向撓度急劇增大，柱子破壞。4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件在同等條件下，（即截面相同，配筋相同，材料相同），長柱受壓承載能力低于短柱受壓承載能力。4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件《混凝土規(guī)范》采用穩(wěn)定系數(shù)φ來表示長柱承載力的降低程度：長柱承載力短柱承載力長細(xì)比越大穩(wěn)定系數(shù)越小4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算軸心受壓構(gòu)件的正截面承載力按下式計(jì)算式中N──設(shè)計(jì)軸向力；

─鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；

─混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；

A──構(gòu)件截面面積；

─縱向鋼筋的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；

─全部縱向鋼筋的截面面積；

─縱向受壓鋼筋配筋率，。當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于0.03時(shí)，式中A用代替，。鋼筋混凝土柱計(jì)算長度的計(jì)算按規(guī)范采用。4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件A：構(gòu)件截面面積,當(dāng)配筋率大于3%時(shí),A應(yīng)改為Ac=A-As’式中系數(shù)0.9是可靠度調(diào)整系數(shù)4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)方法軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)問題可分為截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核兩類。截面設(shè)計(jì)已知：構(gòu)件截面尺寸b×h，軸向力設(shè)計(jì)值N，構(gòu)件的計(jì)算長度lo，材料強(qiáng)度等級(jí)fc、fy；求：縱向鋼筋截面面積。截面承載力復(fù)核已知：柱截面尺寸b×h，計(jì)算長度l0，軸向力設(shè)計(jì)值Ｎ，縱向鋼筋數(shù)量及級(jí)別，混凝土強(qiáng)度等級(jí)fc；判斷：截面是否安全。計(jì)算步驟如圖所示：4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件？查表4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件（5）驗(yàn)算單側(cè)配筋率4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件自測練習(xí)4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件<04.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件查表得4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件4.2鋼筋混凝土受壓構(gòu)件

某無側(cè)移多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的第二層中柱，承受軸心壓力N=1840KN，樓層高H=5.4m，混凝土等級(jí)為C30（fc=14.3N/mm2）,用HRB400級(jí)鋼筋配筋（fy