第四章第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件

1、第四章第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 第一節(jié) 受壓構(gòu)件分類第二節(jié) 受壓構(gòu)件構(gòu)造第三節(jié) 軸心受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算第一節(jié) 受壓構(gòu)件分類 受壓構(gòu)件（柱）往往在結(jié)構(gòu)中具有重要作用，一旦產(chǎn)生破壞，往往導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)損壞，甚至倒塌 軸壓構(gòu)件N作用 偏壓構(gòu)件N、M共同作用，偏心距e。 實(shí)際工程中：中柱軸壓構(gòu)件； 邊柱、角柱偏壓構(gòu)件；絕大多數(shù)柱為偏壓構(gòu)件。 附加偏心距ea：由于荷載不可避免偏心、砼的非均勻性以及施工偏差等原因都可產(chǎn)生附加偏心距ea。 eamax20,h/30mm 第一節(jié) 受壓構(gòu)件分類第一節(jié) 受壓構(gòu)件分類 鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的受力性能、破壞形態(tài)介于受彎構(gòu)件與軸

2、心受壓構(gòu)件之間。 當(dāng)N=0，Ne0=M 時(shí)為受彎構(gòu)件； 當(dāng)M=0 ，e0=0 時(shí)為軸心受壓構(gòu)件。故受彎構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件相當(dāng)于偏心受壓構(gòu)件的特殊情況。 第二節(jié) 受壓構(gòu)件構(gòu)造 1材料 混凝土：不宜低于C20，通常C20、C25、C35。 鋼 筋：HPB235、HRB335、HRB400、RRB400. 對(duì)于RRB400以上高強(qiáng)鋼筋不再適用。 原因：混凝土的軸心抗壓的極限應(yīng)變0為0.002左右，產(chǎn)生同樣的變形鋼筋應(yīng)力應(yīng)為：sEs021050.002400N/mm2左右，故高強(qiáng)鋼筋的強(qiáng)度性能在這里無(wú)法發(fā)揮。第二節(jié) 受壓構(gòu)件構(gòu)造2. 截面形狀和尺寸 軸壓構(gòu)件截面以方形、圓形為主； 偏壓構(gòu)件以矩形為主，

3、偏心方向與柱長(zhǎng)邊方向同。 偏壓構(gòu)件破壞形態(tài)按長(zhǎng)細(xì)比（ l0/h ）分： 短柱（l0/h5 ）、長(zhǎng)柱（5l0/h 長(zhǎng)柱 細(xì)長(zhǎng)柱第二節(jié) 受壓構(gòu)件構(gòu)造第二節(jié) 受壓構(gòu)件構(gòu)造3. 配筋(見(jiàn)書上P106 )2.基本計(jì)算公式 軸心受壓構(gòu)件中的承載力由混凝土強(qiáng)度和鋼筋強(qiáng)度兩部份組成，細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件還要考慮縱向彎曲的影響。其計(jì)算公式如下：式中：A-構(gòu)件截面面積； As -全部縱向鋼筋的截面面積。當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于3%時(shí)，上式中的A應(yīng)改用(A-As)代替。 第三節(jié) 軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，即鋼筋混凝土受壓長(zhǎng)柱的承載力與相同條件下短柱的比值。該值隨長(zhǎng)細(xì)比l0/i的增加而減少，可查下表得到。

4、 l0/b810121416182022242628l0/d78.510.5121415.517192122.524l0/i28354248556269768390971.000.980.950.920.870.810.750.700.650.600.56l0/b3032343638404244464850l0/d262829.5313334.536.5384041.543l0/i1041111181251321391461531601671740.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19第三節(jié) 軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承

5、載力計(jì)算 1. 偏心受壓構(gòu)件的兩種破壞形式根據(jù)e0的變化分：大、小偏壓破壞1.1 大偏壓破壞（“受彎破壞”） 當(dāng)荷載偏心距較大且配筋不太多時(shí)，構(gòu)件具有與適筋受彎構(gòu)件相類似的破壞特點(diǎn)即構(gòu)件破壞時(shí)受拉鋼筋首先屈服，然后受壓區(qū)鋼筋屈服、混凝土被壓碎而導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)件破壞。整個(gè)過(guò)程具有明顯的塑性變形性能。第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算1.2 小偏壓破壞（“受壓破壞”） 荷載偏心距較小，或者偏心距較大但配筋較多時(shí)，構(gòu)件將發(fā)生以混凝土受壓破壞（鋼筋并未屈服）為標(biāo)志的小偏壓破壞。 分兩類：1）偏心距較小，構(gòu)件處于全截面受壓； 2）偏心距較大但配筋較多，截面處于部分

6、受壓。 兩類情況下，構(gòu)件受壓破壞時(shí)受壓區(qū)混凝土均被壓碎，受壓鋼筋亦被壓曲；而另一側(cè)鋼筋可拉（一類）可壓（二類），未屈服。 第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算2. 矩形截面偏心受壓構(gòu)件的基本計(jì)算公式2.1 大偏心受壓構(gòu)件（x0h0） 基本假定：同受彎構(gòu)件式中：e縱向作用點(diǎn)至受拉鋼筋截面重心的偏心距；第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算2.2 小偏壓構(gòu)件（x0h0） 小偏壓構(gòu)件受拉區(qū)鋼筋受力性質(zhì)隨著受壓區(qū)高度的變化可拉可壓，如下所示： 第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 因此，可假定受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力值如下： 于是建立平衡方程： 式中： 第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 當(dāng)偏心距很小時(shí)

7、，也有可能在遠(yuǎn)離縱向力的另一側(cè)（受拉區(qū)）混凝土先發(fā)生混凝土的壓碎破壞，為避免此類破壞的發(fā)生，除按上式計(jì)算外，還應(yīng)滿足： 式中：h0受壓鋼筋合力作用點(diǎn)至受拉區(qū)邊緣的距離h0=h-a。第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算2.3 縱向彎曲的影響 由于側(cè)向撓曲變形，軸向力將產(chǎn)生二階效應(yīng)，引起附加彎矩。因而對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的構(gòu)件，二階效應(yīng)引起附加彎矩不能忽略。 偏心距增大系數(shù)： 可按下式進(jìn)行計(jì)算： 第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算2.4 大小偏心的界限 即兩種破壞形態(tài)的分界線；即由鋼筋屈服的“受彎破壞”混凝土受壓破壞的“受壓破壞”。 界限破壞形態(tài)：即受拉區(qū)鋼筋屈服的同時(shí)；受壓區(qū)混凝土被壓碎，砼界限受壓區(qū)高度xbbh0 小偏壓：xbbh0 大偏壓：xbbh0 第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算2.5 對(duì)稱配筋矩形截面的強(qiáng)度計(jì)算公式 對(duì)稱配筋: AsAs、fy = fy、a = a。 優(yōu)點(diǎn)：施工不易出錯(cuò)；且計(jì)算簡(jiǎn)單 第四節(jié) 矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算由N0，則有對(duì)稱配筋受壓構(gòu)件的受壓區(qū)高度：x=N /a1 fcb1）當(dāng)xbbh0時(shí)，為大偏壓 若x2a ，則有： 若x2a，則取x=2a：第四節(jié)