型鋼混凝土柱設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求

型鋼混凝土柱設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求第一部分：型鋼混凝土柱軸心受壓受力性能及承載力計(jì)算第二部分：型鋼混凝土柱正截面壓彎承載力計(jì)算第三部分：型鋼混凝土柱斜截面承載力計(jì)算第四部分：型鋼混凝土構(gòu)件構(gòu)造要求型鋼混凝土柱設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求第一部分型鋼混凝土軸壓柱受力性能及承載力計(jì)算

1型鋼混凝土柱受力性能

2軸心受壓柱的破壞特點(diǎn)

3型鋼混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算的基本原則

4軸心受壓柱的承載力計(jì)算1、型鋼混凝土柱受力性能受力狀態(tài)：

軸壓(AxialCompression)

壓彎(CombinedCompressionandUniaxialBending)or(CombinedCompressionandBiaxialBending)特點(diǎn)：軸壓力的存在對(duì)柱的受力性能起著重要的作用。軸壓、偏壓狀態(tài)下的柱，承載力極限狀態(tài)有兩種形式：2、軸心受壓型鋼混凝土柱破壞形態(tài)試驗(yàn)表明：型鋼軸心受壓構(gòu)件的受力特性和破壞過程和普通鋼筋混凝土柱基本一致。型鋼部分和混凝土部分的壓應(yīng)變基本相等。破壞過程：加載型鋼和混凝土協(xié)同工作縱筋/型鋼屈服出現(xiàn)縱向裂縫裂縫貫通，形成小柱而破壞與鋼筋混凝土軸壓構(gòu)件比較：

相同處：縱筋壓屈（型鋼壓屈）

不同處：型鋼與混凝土之間的粘結(jié)滑移型鋼與混凝土之間粘結(jié)滑移對(duì)承載力的影響：粘結(jié)滑移的增大，對(duì)型鋼砼柱軸心受壓柱的承載力沒有明顯影響，即砼能達(dá)到fc(軸心抗壓強(qiáng)度)。原因分析：二者粘結(jié)力較差，易產(chǎn)生裂縫；型鋼翼緣與腹板間的砼受約束，抗壓能力提高。最終表現(xiàn)為不利因素和有利因素的影響相互抵消。2、軸心受壓型鋼混凝土柱破壞形態(tài)3、承載力計(jì)算的基本原則型鋼砼軸壓柱(短柱)的破壞形態(tài)與鋼筋砼柱的破壞形態(tài)基本相同。型鋼與砼的變形基本上是一致的，因此可以用強(qiáng)度疊加原理來計(jì)算其極限承載力。長柱的極限承載力計(jì)算可以在短柱計(jì)算的基礎(chǔ)上建立起來，與鋼筋砼長柱采用的方法相同。3、承載力計(jì)算的基本原則箍筋作用的考慮：型鋼混凝土柱中的箍筋和橫向鋼筋對(duì)核心砼有約束作用，并且有助于砼和型鋼的變形協(xié)調(diào)。但是，矩形箍筋對(duì)提高砼的承載力作用不明顯，所以在計(jì)算正截面承載力時(shí)不考慮。局部屈曲問題（Localbuckling）:由于砼對(duì)型鋼的約束，試驗(yàn)中均未發(fā)現(xiàn)型鋼有局部屈曲現(xiàn)象，因此在設(shè)計(jì)中可以不予考慮。4、型鋼混凝土柱軸心受壓承載力計(jì)算式中：fc——為砼的軸心受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ac——為砼的凈截面積；Ass——為型鋼的有效凈截面面積，即應(yīng)扣除因空洞削弱的部分；As'——為縱向受壓鋼筋的截面面積；fy'——為縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fs'——為型鋼的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；φ——為型鋼砼柱的穩(wěn)定系數(shù)；其中，穩(wěn)定系數(shù)φ根據(jù)l0/i的值由表1確定。l0為柱的計(jì)算長度，可根據(jù)柱兩端的支承情況，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)取用，i為最小回轉(zhuǎn)半徑。4、型鋼混凝土柱軸心受壓承載力計(jì)算4、型鋼混凝土柱軸心受壓承載力計(jì)算其他方法1轉(zhuǎn)成純鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算（鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題）2轉(zhuǎn)成鋼結(jié)構(gòu)，但考慮混凝土存在的影響第二部分型鋼混凝土偏壓柱正截面壓彎承載力計(jì)算

1偏心受壓柱的受力性能

2偏心受壓柱破壞形態(tài)

3正截面壓彎承載力計(jì)算

4例題

5其他1、偏壓型鋼混凝土柱的受力性能偏心受壓柱承受軸力N和彎矩M的共同作用，是一種壓彎復(fù)合受力構(gòu)件。因此它既具有受壓構(gòu)件的性能，又具有受彎構(gòu)件的性能。對(duì)于一般偏心受壓柱，偏心距e0=M/N是影響其受力性能的一個(gè)重要因素。此外，由于彎矩的存在，柱將產(chǎn)生側(cè)向撓曲。側(cè)向撓曲變形，對(duì)柱的每一個(gè)截面來說是不等的。側(cè)向撓曲變形的發(fā)生，將使軸向力的偏心距在初始偏心距的基礎(chǔ)上有所增大。同時(shí)，截面所受彎矩也必然增大，即在初始彎矩的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)附加彎矩。由于側(cè)向撓曲變形沿柱高是變化的，所以各截面增加的附加彎矩，也隨之變化。顯然對(duì)撓曲變形最大的臨界截面影響最大。1、偏壓型鋼混凝土柱的受力性能附加彎矩與柱兩端的支承情況有關(guān)，與柱的高度有關(guān)以及與柱截面的剛度有關(guān)，因此柱的長細(xì)比l0/i（或l0/b，l0/d）也將對(duì)柱的受力行為有明顯影響。其中，l0為柱的計(jì)算長度，i為柱的最小回轉(zhuǎn)半徑。對(duì)于長細(xì)比較大的柱，其二階效應(yīng)的影響是不可忽略的。偏心距e0的大小，實(shí)際反映了偏心受壓構(gòu)件中M與N的影響大小。偏心距很小時(shí)，軸力的影響占主導(dǎo)地位，其受力性能、破壞形態(tài)與軸心受壓構(gòu)件比較接近。偏心距較大時(shí)，彎矩起主要作用，其受力性能、破壞形態(tài)與受彎構(gòu)件比較接近。1、偏壓型鋼混凝土柱的受力性能因此根據(jù)試驗(yàn)，對(duì)型鋼砼偏心受壓柱的正截面破壞形態(tài)分為小偏心受壓破壞（受壓破壞）和大偏心受壓破壞（受拉破壞），而這兩類破壞的界限狀態(tài)可稱為界限破壞。由于在型鋼混凝土柱中，實(shí)腹型鋼腹板是在柱截面高度內(nèi)連續(xù)分布的（普通鋼筋混凝土柱的受拉鋼筋和受壓鋼筋集中配置在柱截面的某一高度處）。因此型鋼混凝土柱沒有典型的界限破壞。鋼筋混凝土：大小偏壓的界限破壞特征是在遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)鋼筋應(yīng)力達(dá)到其屈服強(qiáng)度的同時(shí)靠近軸力一側(cè)混凝土邊緣的壓應(yīng)變也剛好達(dá)到極限壓應(yīng)變。2、型鋼混凝土柱受壓破壞和受拉破壞比較3、型鋼央混凝土掛柱偏壓灶承載力扶計(jì)算（1）簡單烤疊加法美計(jì)算正州截面偏蝕壓承載拼力。（2）基島于平少截面統(tǒng)假定讓的計(jì)濟(jì)算方布法（1）簡單義疊加法溝計(jì)算正梳截面偏挽壓承載身力1）此逼方法僅適用禁于型且鋼和車鋼筋景均為封雙向融對(duì)稱零布置卸的方爬形或執(zhí)矩形方型鋼瞎混凝真土柱閣正截森面受東彎承障載力嶺驗(yàn)算矮。2）對(duì)決于型喘鋼或侍者鋼懶筋為憂非對(duì)峽稱配畜置的武型鋼既混凝匪土柱蒙，可思偏于姜安全鼓地將非對(duì)稱設(shè)截面置刃換成對(duì)碌稱截面，然蜻后采囑用簡師單疊智加法吧進(jìn)行鏡正截頭面偏畜壓承堅(jiān)載力多驗(yàn)算惠。（1）簡單體疊加法候計(jì)算正位截面偏河壓承載薯力型鋼混搖凝土偏歪壓構(gòu)件航正截面散承載力攤計(jì)算的鴨一般疊圣加法表柏達(dá)式：簡化物疊加根法的勾基本端思路：配置沫型鋼后鑄截面承搖載力不情足的部栽分由鋼魂筋混凝肥土截面管承擔(dān)，良或反之迎鋼筋混推凝土截蒙面承載憲力不足列的部分鑼由型鋼議截面承艦擔(dān)。（1）簡單榮疊加法甘計(jì)算正摘截面偏雅壓承載輝力計(jì)算攀步驟謝：先設(shè)合定柱斃內(nèi)型勢鋼（豎或外磚包混若凝土攻內(nèi)縱李筋）屯的截親面面排積，晉然后粱按照甜下面折兩種糟情況渡計(jì)算談（下潔一張遙幻燈漁片）餅。分斥別計(jì)茅算出牧外包侮鋼筋儀混凝處土部辜分（須或型張鋼部燙分）月所承墨擔(dān)的細(xì)軸力怒和彎騎矩設(shè)染計(jì)值即。分別進(jìn)科行外包科鋼筋混惹凝土（勾或型鋼煮）截面駐設(shè)計(jì)及柜承載力設(shè)計(jì)算。款然后加品以比較掛，取兩它種情況治下所得根型鋼和匪縱筋的常較小截集面面積蘇，作為顯設(shè)計(jì)結(jié)習(xí)果。（1）簡單驗(yàn)疊加法壺計(jì)算正忠截面偏心壓承載谷力第一繁種情布況：假怪定軸劉向力瓜主要鉛由外善包鋼良筋混期凝土究部分繡承擔(dān)緩，采嘴用鋼澡筋混眨凝土概部分翁的軸皮心受忌壓承觀載力NRc亭,c遠(yuǎn)0作為判俊別指標(biāo)懶。對(duì)于荒在設(shè)計(jì)央值N和M作用局下的襖型鋼棚混凝咸土構(gòu)特件，均按其罩軸力梢設(shè)計(jì)寸值大陜小，芽再分碎為兩宏種狀炕態(tài)：（1）簡單熄疊加法閉計(jì)算正辦截面偏乳壓承載哀力第二種搏情況：假定嚼軸向力芝主要由期柱內(nèi)型趨鋼承擔(dān)令，采取仔型鋼部愛分的軸典心受壓錢承載力Na,呢c0作為判闖別指標(biāo)這。對(duì)于訊在設(shè)計(jì)贏值N和M作用下砍的型鋼拿混凝土予構(gòu)件，暢按其軸炭力設(shè)計(jì)裳值大小聞，再分燦為兩種息狀態(tài)：（1）簡單漸疊加法展計(jì)算正貧截面偏頌壓承載艇力型鋼部肺分承載厘力計(jì)算門：型鋼膚截面軸襯心受壓摸承載力饑；型鋼缸截面受煉純彎承沫載力；型鋼截廟面壓、貸彎承載利力?；炷I(lǐng)土部陸分承貴載力折計(jì)算莖：鋼匪筋混木凝土票部分紛的軸率心受象壓承哨載力撫；鋼奴筋混夫凝土明部分謠受純衰彎承側(cè)載力濕；鋼撞筋混鏡凝土樣部分春偏壓假承載抓力（得按GB矛50謠01抬0-即20鴨02分《混凝仿土結(jié)寧構(gòu)設(shè)粱計(jì)規(guī)茅范》計(jì)算，剪其中計(jì)搶算受壓攝區(qū)混凝走土的截珍面面積炊，應(yīng)扣驢除其中迫型鋼的鐵截面面女積）。（2）基于皇平截面夫假定的擔(dān)計(jì)算方滴法：計(jì)麻算假定（2）基于摸平截面畢假定的烏計(jì)算方離法：偏心那距增還大系致數(shù)對(duì)二策階矩頭影響岔的考?jí)褢]：醋我國職及世舟界上陪大多芹數(shù)國蠶家的奧規(guī)范紅都是呆以偏心距反增大系披數(shù)來考?xì)v慮。耕一方委面計(jì)霸算比糊較簡責(zé)單，衰另一絮方面獅概念衰比較快直接刊明了俯。式中:f表示暖在二糾階矩柴的作惠用下起柱的農(nóng)附加持撓度博。φ表示尚柱在樓承載花能力麥極限憐狀態(tài)殲下的喚截面呼曲率罷，β為與尿沿柱獻(xiàn)高曲鞋率分雀布有勇關(guān)的折系數(shù)惰。式中外：K1為考繡慮偏罩心率糖影響眠的系鎖數(shù)，K2為考慮略長細(xì)比毛影響的炎系數(shù)，實(shí)際伏上，碌一般坡的柱車子l0/h≤15，可不笨考慮長民細(xì)比的飼影響，趙即取K2=1升.0；對(duì)于顫大偏心樂受壓柱科，極限鐘曲率與籃界限曲篩率比較羨接近，覽可不考自慮偏心除率的影掀響，即寨取K1=1接.0。此外飽，在蟲偏心越受壓矛構(gòu)件撈正截匠面承胃載力沫計(jì)算條中，仍還要背考慮略到由潔于荷壺載位輪置的英不確贈(zèng)定性潔、材斯料的伏不均箭勻性活和施桂工誤狗差引考起的截附加沾偏心攤距ea，其中值取20m養(yǎng)m和偏賞心方來向截貸面尺龍寸的1/3談0兩者中澤的大值史。最后，葛截面的蒙初始偏周心距為（2）基于凡平截面馳假定的羊計(jì)算方扒法：初始偏和心距（2）基于別平截面幕假定的脂計(jì)算方勾法：偏壓趟承載自力計(jì)懲算型鋼余混凝候土柱風(fēng)偏壓悟承載勢力計(jì)泛算簡絲式圖（2）基券于平膽截面向假定螞的計(jì)扣算方尼法：偏壓承類載力計(jì)帖算偏壓圍承載腥力計(jì)應(yīng)算公材式（蹈非抗圓震設(shè)脊計(jì)）條件1：保珍證型殺鋼受避壓翼吵緣屈們服條件2：保正證極磨限狀夏態(tài)下鹿型鋼業(yè)受拉李翼緣、品受拉筆鋼筋榜屈服腹板受混壓腹板裕有壓娘有拉根據(jù)平仗截面假代定，此缺時(shí)截面毛的界限蛇受壓區(qū)冒高度為父：當(dāng)混城凝土椒強(qiáng)度筆不超墊過C50時(shí)，補(bǔ)參數(shù)精取0.羨8，C8顏0時(shí)候取級(jí)為0.販74，其期間線共性插固值（2）基革于平謎截面承假定殖的計(jì)面算方識(shí)法：計(jì)算郊條件柱截面拜受拉邊眼或者受宴壓較小購邊的縱華向鋼筋香應(yīng)力計(jì)朗算方法眼。（2）基竟于平剃截面咸假定抽的計(jì)令算方堪法：計(jì)算源條件4、例題型鋼混般凝土柱冰正截面徐設(shè)