鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)6.1

1、第6章受壓構(gòu)件的截面承載力1.定義:以承受軸向壓力為主的構(gòu)件屬于受壓構(gòu)件2.分類:按受力情況不同分為如下兩類 1)軸心受壓構(gòu)件 2)偏心受壓構(gòu)件(1)單向偏心受壓構(gòu)件 (2)雙向偏心受壓構(gòu)件16.1受壓構(gòu)件的一般構(gòu)造要求一、截面形式和尺寸1.截面形式22.截面尺寸方柱截面最小尺寸不宜小于250mm250mm矩形柱取l0/b30, l0/h25且取模數(shù),柱截面尺寸800mm時(shí),取50的倍數(shù); 800mm時(shí),取100的倍數(shù).l0柱的計(jì)算長度3剛性屋蓋、單層廠房排架柱、露天吊車柱、棧橋柱計(jì)算長度4H從柱基礎(chǔ)頂面算起的柱全高 Hl從柱基礎(chǔ)頂面至裝配式吊車梁底面，現(xiàn)澆吊車梁頂面的下柱高。 Hu從裝配式吊

2、車梁底面或現(xiàn)澆吊車梁頂面算起的柱上柱高。5框架結(jié)構(gòu)各層柱的計(jì)算長度樓蓋類別柱的類別l0現(xiàn)澆樓蓋底層柱1.0H其余各層柱1.25H裝配式樓蓋底層柱1.25H其余各層柱1.5H6二、材料強(qiáng)度1.混凝土:C25 、C30 、C35 、C402.鋼筋:HRB335、HRB400、RRB400三、縱筋1. 配筋率: 最小配筋率:全部min=0.6%, 一側(cè)min=0.2%, 最大配筋率:max=5%,72.鋼筋根數(shù)及布置:軸壓柱:4根且沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置偏壓柱:根數(shù)不限,布置在偏心方向的兩邊當(dāng)h600mm時(shí),配1016的構(gòu)造鋼筋3.直徑:d 12mm, 一般取16324.凈間距:一般50mm,水平澆

3、筑的預(yù)制柱30mm及1.5 d 。5.最小保護(hù)層厚度:見 p447附表5-486.鋼筋的連接:采用機(jī)械連接、焊接或搭接 d 28mm的受拉鋼筋及d 32mm的受壓鋼筋不宜采用搭接。四、箍筋： 1.箍筋間距:綁扎15d,焊接20d、400mm及b三這中較小值。2.箍筋直徑:當(dāng)縱筋 3%時(shí),d箍8mm, 且15d及200mm; 一般取d箍 d縱/4且 6mm93.箍筋形式:1011箍筋應(yīng)封閉,常用形式有矩形、復(fù)合箍筋、螺旋箍筋 當(dāng)b400mm且縱筋4根時(shí)，配矩形箍。 當(dāng)b400mm或縱筋4根時(shí)，配復(fù)合箍。注：縱筋搭接范圍內(nèi)箍筋d箍 d縱/4 縱筋受拉時(shí)，箍筋5d及100mm 縱筋受壓時(shí)，箍筋10d

4、及200mm和d縱當(dāng)搭接縱筋d縱25mm時(shí)，應(yīng)在接頭兩端100mm范圍內(nèi)，各設(shè)兩根附加箍筋126.2軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力一、配有普通箍筋時(shí)1.受力分析和破壞形態(tài)1)短柱:l0/b813短柱的破壞特點(diǎn):在軸心荷載作用下整個(gè)截面的應(yīng)變基本均勻破壞箍筋間的縱筋壓屈向外凸出,砼被壓碎一般計(jì)算時(shí),構(gòu)件的壓應(yīng)變=0.002時(shí),則認(rèn)為砼達(dá)到了fc,此時(shí)縱筋的應(yīng)力s=Ess =21050.002=400N/mm2, 、及鋼筋達(dá)到了屈服強(qiáng)度，若用高強(qiáng)鋼筋則達(dá)不到屈服強(qiáng)度，不能充分利用。142）長柱:l0/b8長細(xì)比較大，由于偶然因素影響產(chǎn)生初始偏心矩，加荷后產(chǎn)生附加彎矩和相應(yīng)的側(cè)向撓度，從而增大了荷載的

5、偏心矩，隨著荷載的增加，附加彎矩和相應(yīng)的側(cè)向撓度不斷增大，相互影響，使長柱在軸力和彎矩的共同作用下破壞。15長柱破壞時(shí)，凹側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫，砼被壓碎，縱向鋼筋向外凸出；凸側(cè)出現(xiàn)橫向裂縫，側(cè)向撓度急劇增加，柱破壞。長細(xì)比越大，柱的承載力越小，當(dāng)柱的長細(xì)比很大時(shí)，可能發(fā)生失穩(wěn)破壞。所以長柱的承載力小于短柱。長柱承載力降低的程度用穩(wěn)定系數(shù)表示=Nl/Ns (穩(wěn)定系數(shù)見p129表6-1) Nl_ 長柱承載力 Ns短柱承載力16配有普通箍筋柱正截面受壓承載力計(jì)算簡(jiǎn)圖172.承載力計(jì)算公式p129Nu=0.9(fcA+fyAs)Nu軸向壓力承載力設(shè)計(jì)值0.9可靠度調(diào)整系數(shù)鋼筋砼軸向壓力穩(wěn)定系數(shù)A構(gòu)件截面面積

6、As全部縱向鋼筋截面面積, 若縱=3%,則A改用( A- As)看P130例題6-1、6-2186.2.2軸心受壓螺旋式箍筋柱的正截面受壓承載力計(jì)算19配有螺旋式箍筋柱承載力計(jì)算公式p133Nu=0.9(fcAcor+2 fyAsso +fyAs)Acor構(gòu)件的核心截面面積間接鋼筋對(duì)砼約束的折減系數(shù),砼強(qiáng)度等級(jí)C 50 取=1.0,砼強(qiáng)度等級(jí)C 80 取=0.85其余內(nèi)插20Asso間接鋼筋的換算截面面積Asso=dcorAss1/sAss1單根鋼筋的截面面積s沿構(gòu)件軸線方向間接鋼筋的間距dcor構(gòu)件的核心直徑,按間接鋼筋內(nèi)表面確定21按螺旋式箍筋計(jì)算的承載力應(yīng)按普通箍筋計(jì)算的承載力的1.5倍

7、下列幾種情況不考慮間接鋼筋的影響1.當(dāng)l0/d12時(shí),長細(xì)比較大可能因縱向彎曲引起螺旋筋不起作用2.按螺旋式箍筋計(jì)算的承載力按普通箍筋計(jì)算的承載力3. Asso25% As 時(shí),可認(rèn)為間接鋼筋太少,套箍作用不明顯間接鋼筋40mm80mm及dcor/5226.6偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)1.短柱偏壓破壞形態(tài)1)受拉破壞(大偏心受壓破壞)發(fā)生情況:當(dāng)偏心矩較大,受拉鋼筋配置不多時(shí),在軸力作用下,受拉區(qū)先出現(xiàn)裂縫,隨著軸力的增大,鋼筋拉應(yīng)力增大并達(dá)到屈服, 砼壓區(qū)面積減少,壓應(yīng)力和應(yīng)變?cè)龃?當(dāng)砼應(yīng)變達(dá)到極限值0.0033時(shí),砼被壓碎,構(gòu)件破壞.23破壞特點(diǎn):受拉鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度,受壓區(qū)砼被壓碎,

8、受壓區(qū)鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度.破壞類似適筋梁破壞,屬于延性破壞.242)受壓破壞(小偏心受壓破壞)發(fā)生情況:(1) 偏心矩較小 (2)偏心矩較大但受拉鋼筋配置過多在軸力作用下,構(gòu)件大部分或全部受壓, 近側(cè)受鋼筋受壓. 遠(yuǎn)側(cè)鋼筋可能受壓也可能受拉.見p136圖 6-1325破壞特點(diǎn):破壞始于靠近軸力一側(cè)的砼被壓碎,砼的壓應(yīng)變達(dá)到極限值,近側(cè)受壓鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度. 遠(yuǎn)側(cè)鋼筋未達(dá)到屈服強(qiáng)度.屬于脆性破壞.261.長柱偏壓破壞形態(tài)長細(xì)比越大,柱的承載力越低,而且有可能發(fā)生失穩(wěn)破壞.見p138圖 6-15、162728296.4偏心受壓長柱的二階彎矩1.偏壓構(gòu)件縱向彎曲引起的二階彎矩1)兩端作用有相等的端彎矩

9、M=M0+My=Nei+Ny Mmax=Nei+Nf302)兩端彎矩不相等但符號(hào)相同一階M增大較多,但臨界面上的Mmax比兩端彎矩相等時(shí)小313)兩端彎矩不相等而符號(hào)相反沿構(gòu)件產(chǎn)生一個(gè)反彎點(diǎn),一階彎矩增加很少或可能不增加322. 結(jié)構(gòu)側(cè)移時(shí)偏壓構(gòu)件的二階彎矩有側(cè)移時(shí)二階彎矩為結(jié)構(gòu)側(cè)移和桿件變形所產(chǎn)生的附加彎矩的總和.333.偏心矩增大系數(shù)對(duì)長細(xì)比較大的受壓構(gòu)件,應(yīng)考慮二階彎矩的影響,用初始偏心距ei乘以表示 ei +f=(1+f/ei)ei =eiei= e0 + eae0軸力對(duì)截面重心的偏心距e0 =M/Nea附加偏心距取偏心方向尺寸的1/30及20mm的較大值f長柱側(cè)向彎曲后所產(chǎn)生的最大撓

10、度值34考慮二階彎矩影響的偏心距增大系數(shù)當(dāng)l0/ i17.5時(shí), 取=1當(dāng)11時(shí), 取1 =1當(dāng)l0/ h15時(shí), 取2 =1356.5矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力基本計(jì)算公式6.5.1區(qū)分大、小偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)的界限與受彎構(gòu)件相似，以相對(duì)受壓區(qū)高度b為界限當(dāng)b時(shí)為大偏心受壓（x較?。┊?dāng)b時(shí)為小偏心受壓（x較大）36大、小偏心受壓的判斷條件：（1）非對(duì)稱配筋ei0.3h0為大偏壓 ei0.3h0為小偏壓（2）對(duì)稱配筋 N1fcb b h0為大偏壓 N1fcb b h0為小偏壓376.5.2矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力基本計(jì)算1. 大偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算簡(jiǎn)圖381. 大偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力基本計(jì)算公式Nu=1fcbx+fyAs-fyAsNue=1fcbx(h0-x/2) +fyAs (h0-s )39Nu受壓承載力設(shè)計(jì)值e 軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)的距離e=ei+h/2-asei= e0 + ea402.適用條件1)為了保證構(gòu)件破壞時(shí)受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力先達(dá)到屈服強(qiáng)度,要求XXb= bh01)為了保證構(gòu)件破壞時(shí)受壓鋼筋應(yīng)