《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課件07.6-7.8柱斜截面計(jì)算及構(gòu)造

1、7.6 受壓構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算7.6 受壓構(gòu)件的斜截面受剪承載力) P.169一、單向受剪承載力壓力的存在 延緩了斜裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展 斜裂縫角度減小 混凝土剪壓區(qū)高度增大第七章 受壓構(gòu)件但當(dāng)壓力超過(guò)一定數(shù)值?7.6 受壓構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算第七章 受壓構(gòu)件由桁架-拱模型理論，軸向壓力主要由拱作用直接傳遞，拱作用增大，其豎向分力為拱作用分擔(dān)的抗剪能力。當(dāng)軸向壓力太大，將導(dǎo)致拱機(jī)構(gòu)的過(guò)早壓壞。7.6 受壓構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算第七章 受壓構(gòu)件對(duì)矩形截面，規(guī)范偏心受壓構(gòu)件的受剪承載力計(jì)算公式l為計(jì)算截面的剪跨比，對(duì)框架柱，l=Hn/2h0，Hn為柱凈高；當(dāng)l3時(shí)，取l=3；對(duì)其它偏心受壓構(gòu)件，l=

2、a /h0，當(dāng)l3時(shí)，取l=3；a為集中荷載至支座或節(jié)點(diǎn)邊緣的距離，承受均布荷載時(shí)，取l=1.5 。N為與剪力設(shè)計(jì)值相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計(jì)值，當(dāng)N0.3fcA時(shí)，取N=0.3fcA，A為構(gòu)件截面面積。為防止配箍過(guò)多產(chǎn)生斜壓破壞，受剪截面應(yīng)滿足可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算，而僅需按構(gòu)造要求配置箍筋。7.6 受壓構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算第七章 受壓構(gòu)件7.6 受壓構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算第七章 受壓構(gòu)件二、斜向受剪承載力二、斜向受剪承載力試驗(yàn)表明，鋼筋混凝土柱在斜向剪力作用下，其受剪承載力隨剪力作用方向而變化。對(duì)于矩形截面柱，斜向受剪承載力與剪力作用方向之間近似為橢圓關(guān)系，因此應(yīng)考慮剪力作用方向?qū)κ芗舫休d力的

3、影響。規(guī)范給出的斜向受剪承載力為，7.6 受壓構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算第七章 受壓構(gòu)件二、斜向受剪承載力7.6 受壓構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算第七章 受壓構(gòu)件二、斜向受剪承載力7.6 受壓構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算第七章 受壓構(gòu)件7.7 受壓構(gòu)件的延性（Ductility） 壓力較小時(shí)，為受拉破壞，具有一定的延性。 當(dāng)壓力逐漸增加，從受拉鋼筋屈服到受壓邊緣混凝土壓壞的過(guò)程縮短，延性逐漸降低。 當(dāng)軸壓力超過(guò)界限軸力時(shí)，受拉側(cè)鋼筋達(dá)不到受拉屈服，延性將只取決于混凝土受壓的變形能力，因此延性很小。7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件試驗(yàn)和

4、分析均表明，對(duì)于一般配箍情況，影響延性的主要因素是相對(duì)受壓區(qū)高度x 。x 越小，延性越大。7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件延性系數(shù)ductility factor 曲率延性系數(shù)m =f u /f y 位移延性系數(shù)m =D u /D y曲率延性系數(shù)試驗(yàn)和分析均表明，對(duì)于一般配箍情況，影響延性的主要因素是相對(duì)受壓區(qū)高度x 。x 越小，延性越大。7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件延性系數(shù)ductility factor 曲率延性系數(shù)m =f u /f y 位移延性系數(shù)m =D u /D y位移延性系數(shù)7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件 軸壓力較大時(shí)，即x x b，很難通過(guò)截面受力鋼筋的

5、配置來(lái)改善延性 增加箍筋的配置來(lái)約束混凝土，通過(guò)提高混凝土的變形能力來(lái)改善延性。 另一方面，受剪破壞都具有明顯的脆性性質(zhì)。為保證正截面延性能力的發(fā)揮，對(duì)延性較高要求的抗震結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中應(yīng)按“強(qiáng)剪弱彎”原則設(shè)計(jì)受壓構(gòu)件。 軸力的增加導(dǎo)致x 增加，使延性減小。增加受壓鋼筋，可減小x ，可提高延性。7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件第七章 受壓構(gòu)件復(fù)合箍螺旋箍連續(xù)復(fù)合螺旋箍（用于矩形截面）7.7 受壓構(gòu)件的延性7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件

6、7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件7.7 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件第七章 受壓構(gòu)件7.8 受壓構(gòu)件的延性7.8 受壓構(gòu)件的配筋構(gòu)造要求材料強(qiáng)度：混凝土：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(jí)較高的混凝土。目前我國(guó)一般結(jié)構(gòu)中柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)常用C30C40，在高層建筑中，C50C60級(jí)混凝土也經(jīng)常使用。鋼筋：通常采用級(jí)和級(jí)鋼筋，不宜過(guò)高。？截面形狀和尺寸： 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。 圓形截面主要用于橋墩、樁和公共建筑中的柱。 柱的截面尺寸不宜過(guò)小，一般應(yīng)控制在l0/b30及l(fā)0/h25。 當(dāng)柱截面的邊長(zhǎng)在800mm以下時(shí)，一般以50mm為

7、模數(shù)，邊長(zhǎng)在800mm以上時(shí)，以100mm為模數(shù)。第七章 受壓構(gòu)件7.8 受壓構(gòu)件的延性縱向鋼筋： 縱向鋼筋配筋率過(guò)小時(shí)，縱筋對(duì)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(shí)考慮到實(shí)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，規(guī)定了受壓鋼筋的最小配筋率。 規(guī)范規(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0.5% -0.6%；一側(cè)受壓鋼筋的配筋率不應(yīng)小于 0.2%，受拉鋼筋最小配筋率的要求同受彎構(gòu)件。 另一方面，考慮到施工布筋不致過(guò)多影響混凝土的澆筑質(zhì)量，全部縱筋配筋率不宜超過(guò)5%。 全部縱向鋼筋

8、的配筋率按r =(As+As)/A計(jì)算，一側(cè)受壓鋼筋的配筋率按r =As/A計(jì)算，其中A為構(gòu)件全截面面積。第七章 受壓構(gòu)件7.8 受壓構(gòu)件的延性配筋構(gòu)造： 柱中縱向受力鋼筋的的直徑d不宜小于12mm，且選配鋼筋時(shí)宜根數(shù)少而粗，但對(duì)矩形截面根數(shù)不得少于4根，圓形截面根數(shù)不宜少于8根，且應(yīng)沿周邊均勻布置。 縱向鋼筋的保護(hù)層厚度要求見(jiàn)表8-3，且不小于鋼筋直徑d。 當(dāng)柱為豎向澆筑混凝土?xí)r，縱筋的凈距不小于50mm； 對(duì)水平澆筑的預(yù)制柱，其縱向鋼筋的最小應(yīng)按梁的規(guī)定取值。 截面各邊縱筋的中距不應(yīng)大于350mm。當(dāng)h600mm時(shí)，在柱側(cè)面應(yīng)設(shè)置直徑1016mm的縱向構(gòu)造鋼筋，并相應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋或拉筋。第

9、七章 受壓構(gòu)件7.8 受壓構(gòu)件的延性第七章 受壓構(gòu)件7.8 受壓構(gòu)件的延性箍 筋： 受壓構(gòu)件中箍筋應(yīng)采用封閉式，其直徑不應(yīng)小于d/4，且不小于6mm，此處d為縱筋的最大直徑。 箍筋間距不應(yīng)大于400mm，也不應(yīng)大于截面短邊尺寸；對(duì)綁扎鋼筋骨架，箍筋間距不應(yīng)大于15d；對(duì)焊接鋼筋骨架不應(yīng)大于20d。d為縱筋的最小直徑。 當(dāng)柱中全部縱筋的配筋率超過(guò)3%，箍筋直徑不宜小于8mm，且箍筋末端應(yīng)應(yīng)作成135的彎鉤，彎鉤末端平直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于10箍筋直徑，或焊成封閉式；箍筋間距不應(yīng)大于10倍縱筋最小直徑，也不應(yīng)大于200mm。 當(dāng)柱截面短邊大于400mm，且各邊縱筋配置根數(shù)超過(guò)多于3根時(shí)，或當(dāng)柱截面短邊不

10、大于400mm，但各邊縱筋配置根數(shù)超過(guò)多于4根時(shí)，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋。（與雙筋梁類似P.111） 對(duì)截面形狀復(fù)雜的柱，不得采用具有內(nèi)折角的箍筋，以避免箍筋受拉時(shí)使折角處混凝土破損。第七章 受壓構(gòu)件7.8 受壓構(gòu)件的延性復(fù)雜截面的箍筋形式Keynotes:1. Axial load capacity of column with axial load only2. Capacity of column with combined axial load and moment3. Failure mode4. Interaction diagram of axial load and moment5. Eccentricity m