第六章 軸心受力構(gòu)件

1、第六章第六章 軸向受力構(gòu)件承截力計算軸向受力構(gòu)件承截力計算 本章提要： 本章主要講述鋼筋混凝土構(gòu)件在軸心受壓及偏心受壓狀態(tài)下，截面承載力的設(shè)計方法及構(gòu)造要求。也介紹了受拉構(gòu)件的承載力計算方法。第一節(jié) 概 述 軸向受力構(gòu)件分為受壓和受拉兩大類受壓構(gòu)件分為 軸心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件實際工程中軸心受壓構(gòu)件： 第二節(jié) 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算 根據(jù)配筋方式不同，軸心受壓構(gòu)件分為普通箍筋軸心受壓構(gòu)件螺旋式箍筋軸心受壓構(gòu)件一、普通箍筋軸心受壓構(gòu)件n短柱的試驗研究為界短柱和長柱，以28/oil第二節(jié) 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算 軸心受壓構(gòu)件按長細比不同分為 短柱破壞時，截面的混凝土達到其抗壓強

2、度，縱向受壓鋼筋可能達到屈服強度，也可能沒有達到。與鋼筋強度大小有關(guān)長柱的破壞 一、普通箍筋軸心受壓構(gòu)件第二節(jié) 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算 長柱在軸向壓力作用下出現(xiàn)附加撓度，隨著撓度的增加而產(chǎn)生縱向彎曲，使長柱在彎矩和軸力的共同作用下而破壞，長柱長細比越大，承載力越低。當(dāng)長細比很大時，則會發(fā)生失穩(wěn)破壞。 的影響長細比對長柱的承載力來考慮規(guī)范目前采用穩(wěn)定系數(shù) 基本計算公式 一、普通箍筋軸心受壓構(gòu)件第二節(jié) 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算 計算簡圖根據(jù)簡圖由縱向力平衡得)(9 . 0sycuAfAfNN構(gòu)造要求 一、普通箍筋軸心受壓構(gòu)件第二節(jié) 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算 材料構(gòu)造要求

3、截面形式及尺寸 箍筋 縱向鋼筋 試驗研究分析 第二節(jié) 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算 二、螺旋式箍筋柱正截面受壓承載力 焊接環(huán)式鋼筋柱螺旋式鋼筋柱 螺旋式箍筋對混凝土如同一個套箍，有效地限制了混凝土核心部分的橫向變形，使得核心混凝土處在三向壓應(yīng)力作用下工作，使得混凝土抗壓強度極限壓應(yīng)變得到很大提高。 承載力計算 第二節(jié) 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算 二、螺旋式箍筋柱正截面受壓承載力 2c1c4 ffcor1ssy21ycor222sdAfAfsdssssoysycorc2corcor1ssysycorcsycor2csycor1c248)4(AfAfAfdsdAfAfAfAfAfAfAf

4、N)29 . 0ssoysycorcAfAfAfN（sAdA1sscor0ss遇到下列任意一種情況時，不考慮間接鋼筋影響第二節(jié) 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算 二、螺旋式箍筋柱正截面受壓承載力 12obl 間接鋼筋換算截面面積小于縱向鋼筋全部截面面積的25% 按螺旋式箍筋計算公式計算的承載力小于按普通箍筋計算公式計算所得的承載力構(gòu)造要求第二節(jié) 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算 二、螺旋式箍筋柱正截面受壓承載力 當(dāng)計算中考慮間接鋼筋的作用時，其間接鋼筋的間距不應(yīng)大于80mm，且不宜小于40mm 間接鋼筋的直徑應(yīng)符合普通箍筋柱中箍筋的要求?？v向鋼筋至少要用6根，通常為68根沿圓周等距離配置。第三

5、節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算一、偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)受拉破壞受壓破壞大偏心受壓破壞 小偏心受壓破壞 偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)分為兩類:較大0e強度受拉區(qū)鋼筋先達到屈服壓應(yīng)變受壓區(qū)混凝土達到極限屬于延（塑）性破壞破壞前有明顯的預(yù)兆軸線的橫向裂縫拉區(qū)混凝土明顯有垂直第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算一、偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)大偏心受壓破壞首先被壓碎土靠近縱向力一側(cè)的混凝脆性破壞破壞前無明顯征兆，屬syfA達到抗壓強度較小0e一般不會屈服sA第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算一、偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)小偏心受壓破壞 大偏心受壓破壞或bbxx bbxx 大、小偏心受壓破壞形態(tài)的

6、根本區(qū)別在于遠離縱向力一側(cè)的縱向鋼筋在破壞時是否達到受拉屈服或小偏心受壓破壞 屬于屬于第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算二、兩種偏心受壓破壞形態(tài)的界限 軸向力作用點到截面形心的偏心距eiaoieee考慮工程實際中各種不確定因素maxa)30/,20(he 第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算三、附加偏心距ea NMe/o2MCMnsmcanshlheNM2002)(/ )/(130011NAfcc5 . 00 . 11若0 . 11取第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算四、偏心受壓長柱的縱向彎曲影響 彎矩增大系數(shù)213.07.0MMCm構(gòu)件計算長度0l基本假定平截面假定 受拉區(qū)混凝土不參加工

7、作 受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形采用等效矩形 ys2fax時，受壓鋼筋能達到受壓取高度 第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算五、矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力 構(gòu)件大、小偏心的初步判別0i3 . 0 he 03 . 0 hei按小偏心受壓計算 按大偏心受壓計算 bb大偏心小偏心判別求出第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算五、矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力 大偏心受壓構(gòu)件承載力計算 1、基本計算公式 0Nsysyc1AfAfbxfN0sAM)()2(s0sy0c1ahAfxhbxfNesi2ahee第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算五、矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力 計算簡圖 2、公式適用條件保

8、證構(gòu)件破壞時受拉鋼筋達到屈服 保證構(gòu)件破壞時受壓鋼筋達到屈服 bbxx s2ax 或 大偏心受壓構(gòu)件承載力計算 第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算五、矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力 , 2 sax若得：取 2 sax )(s0syahAfNesi2ahee小偏心受壓構(gòu)件承載力計算 1、基本計算公式 0Nsssyc1AAfbxfN0SAM)()2(s0sy0c1ahAfxhbxfNeyy1b1syfff第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算五、矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力 2、公式的適用條件 bbxx , hx hxhx 時3、垂直于彎矩作用平面的受壓承載力驗算 第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面

9、承載力計算五、矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力 小偏心受壓構(gòu)件承載力計算 或 截面設(shè)計矩形截面非對稱配筋的計算分為：承載力復(fù)核第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算六、矩形截面非對稱配筋的計算方法 (一)對稱配筋截面配筋設(shè)計 bxfNc1yyss,ffAAbfNxc10c1bhfN/yyc0 , ssAAffflhbNM求已知sysyc1AfAfbxfNbxx bbxx b1、大小偏心受壓判別 大偏心受壓小偏心受壓第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算七、矩形截面對稱配筋的計算方法 bxfNc1)()2(s0sy0c1ahAfxhbxfNe,bxx bs2ax 2、大偏心受壓設(shè)計公式 取若s2ax

10、 ,2sax 計算采用 )( s0syahAfNe適用條件第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算七、矩形截面對稱配筋的計算方法 （一）對稱配筋截面配筋設(shè)計 sy1b1c1)1 (AfbxfN)()2(s0sy0c1ahAfxhbxfNe)()5 . 01 (s0y20c1sahfbhfNeAb0c1s0b120c10c1b)(43. 0bhfahbhfNebhfN3、小偏心受壓設(shè)計公式 規(guī)范簡化為： 適用條件,bxx bhx hx 取若 hx 第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算七、矩形截面對稱配筋的計算方法 （一）對稱配筋截面配筋設(shè)計 按不對稱配筋的承載力復(fù)核方法進行計算，計算時取 第三節(jié) 偏

11、心受壓構(gòu)件正截面承載力計算七、矩形截面對稱配筋的計算方法 （二）對稱配筋的截面復(fù)核 ,yyff ssAA 以對稱配筋偏心受壓構(gòu)件說明兩者關(guān)系大偏心受壓破壞關(guān)系曲線uMNu)()(2s0syc1uuuahAfbfNhNM小偏心受壓破壞)()5 . 01 ()2(s0sy20c1suuahAfbhfahNM第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算八、偏心受壓構(gòu)件正截面承載力Nu和Mu的關(guān)系關(guān)系曲線uMNuuN第三節(jié) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算九、偏心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求 復(fù)合箍筋、拉筋的形式 第四節(jié) 偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力 一、試驗研究分析 實際工程中，偏心受壓構(gòu)件除同時承受軸向力和彎矩作用外，

12、還會受到剪力作用。當(dāng)剪力較小時，可不考慮其斜截面的強度問題，但當(dāng)剪力較大時，還應(yīng)計算其斜截面受剪承載力。 試驗表明，軸向力不太大時對構(gòu)件斜截面受剪承載力起有利作用，若軸向壓力很大，則構(gòu)件抗剪強度反而會隨著軸向壓力的增大而逐漸下降。二、偏心受壓構(gòu)件斜截面承載力計算公式 第四節(jié) 偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力 計算公式 NhsAfbhfV07. 0175. 10svyv0t)/(0VhM5 . 10/ha剪跨比的取值 框架柱 偏心受壓構(gòu)件 承受均布荷載: 集中荷載產(chǎn)生的剪力值占總剪力值達75% ：二、偏心受壓構(gòu)件斜截面承載力計算公式 第四節(jié) 偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力 公式的適用條件 0cc25.

13、 0bhfVNbhfV07. 05 . 175. 10t防止斜壓型剪切破壞框架柱滿足按構(gòu)造要求配置箍筋第五節(jié) 受拉構(gòu)件承載力 一、軸心受拉構(gòu)件 n試驗研究分析 軸心受拉構(gòu)件從加載到破壞經(jīng)歷三個階段鋼筋與混凝土共同受拉受拉鋼筋屈服，構(gòu)件破壞 混凝土退出工作鋼筋承擔(dān)全部拉力uNn正截面承載力計算公式 第五節(jié) 受拉構(gòu)件承載力 一、軸心受拉構(gòu)件 syuAfNN由力的平衡得：uN第五節(jié) 受拉構(gòu)件承載力 二、偏心受拉構(gòu)件 n偏心受拉構(gòu)件的分類 分為：的大小，偏心受拉構(gòu)件根據(jù)偏心距oe小偏心受拉 大偏心受拉 uNuN第五節(jié) 受拉構(gòu)件承載力 二、偏心受拉構(gòu)件 n小偏心受拉ssyahAfNeos0syahAfNe取矩和分別對截面兩側(cè)鋼筋ssAAso2aeheso2aeheNMe o第五節(jié) 受拉構(gòu)件承載力 二、偏心受拉構(gòu)件 n大偏心受拉bxfAfAfNNc1sysyusosyoc1u2ahAfxhbxfeNNeso