第7章-受压构件

1、第7章 受压构件 定义：以承受定义：以承受压力压力为主的构件。如为主的构件。如柱、墙、桥墩等柱、墙、桥墩等 (a) 轴心轴心受压受压 (b) 单向偏心单向偏心受压 受压 (c)双向偏心双向偏心受压受压 分类分类 第六章 受压构件 应采用应采用强度等级较高强度等级较高的混凝土；的混凝土； 常用常用； 常用常用。 常用常用和和。 7.1 7.1 受压构件的构造要求受压构件的构造要求（掌握）（掌握） 第7章 受压构件 1 1、形状、形状 （1 1）一般一般 采用采用方形方形、矩形矩形截面；截面； （2 2）单层工业厂房的预制柱常采用单层工业厂房的预制柱常采用I字形字形截面；截面； （3 3）圆形截面

2、圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。 2 2、截面尺寸、截面尺寸 7.1.2 7.1.2 截面形状和尺寸截面形状和尺寸 （1 1）最小截面尺寸：）最小截面尺寸：250250mm （2 2）长细比要求：）长细比要求：l0/b30、l0/h25及及l0/d25。 （3 3）模数尺寸：）模数尺寸：边长边长 800mm时，以时，以50mm为模数，为模数， 边长边长 800mm时，以时，以100mm为模数。为模数。 框架柱框架柱 1 1、最小配筋率、最小配筋率 （1 1）规定最小配筋率的理由）规定最小配筋率的理由 一是一是防止混凝土受压脆性破坏；防止混凝土受压脆性

3、破坏；二是二是承担偶然的承担偶然的 附加弯矩、混凝土的收缩和温度变化产生的拉应力。附加弯矩、混凝土的收缩和温度变化产生的拉应力。 （2 2）最小配筋率的取值）最小配筋率的取值 7.1.3 纵向钢筋纵向钢筋 纵向钢筋的配筋率：纵向钢筋的配筋率： 。 纵向钢筋的配筋率纵向钢筋的配筋率 。 纵筋配筋率纵筋配筋率 7.1.3 纵向钢筋纵向钢筋 （1 1）直接受压，提高柱的承载力；直接受压，提高柱的承载力； （2 2）承担偶然偏心等产生的拉应力；承担偶然偏心等产生的拉应力； （3 3）改善破坏性能（脆性）；改善破坏性能（脆性）； （4 4）减小持续压应力下减小持续压应力下混凝土收缩和徐变混凝土收缩和徐变

4、的影响。的影响。 第7章 受压构件 4 4、纵向受力钢筋的、纵向受力钢筋的直径直径：不宜小于不宜小于12mm； 宜根数少而直径粗。宜根数少而直径粗。 3 3、纵向受力钢筋的、纵向受力钢筋的根数根数： 矩形截面矩形截面不得少于不得少于4根；根； 圆形截面圆形截面不宜少于不宜少于8根，不应少于根，不应少于6根。根。 5 5、柱侧面的、柱侧面的纵向构造钢筋纵向构造钢筋： h600mm时，应设直径时，应设直径1016mm的纵向构造钢筋。的纵向构造钢筋。 第7章 受压构件 7 7、纵向受力钢筋的、纵向受力钢筋的净间距净间距： 50mm 。 8 8、纵向受力钢筋的、纵向受力钢筋的中距中距： 300mm 。

5、 6 6、纵向钢筋的、纵向钢筋的保护层厚度保护层厚度：一般为一般为30mm。 第7章 受压构件 （1 1）固定纵筋，形成钢筋骨架；固定纵筋，形成钢筋骨架； （2 2）承担剪力；承担剪力； （3 3）约束混凝土，改善混凝土的性能；约束混凝土，改善混凝土的性能； （4 4）给纵筋提供侧向支承，防止纵筋压屈。给纵筋提供侧向支承，防止纵筋压屈。 第7章 受压构件 1、箍筋形式：箍筋形式：采用采用封闭式封闭式。 2、箍筋间距：箍筋间距： 400mm； 截面的短边尺寸；截面的短边尺寸； 15d。 3、箍筋直径：箍筋直径： d/4 且且 6mm。 4、 当柱中全部纵筋的配筋率当柱中全部纵筋的配筋率3%时时，

6、 箍筋直径箍筋直径 8mm； 箍筋间距箍筋间距 10倍纵筋最小直径，且倍纵筋最小直径，且 200mm。 箍筋末端箍筋末端应作成应作成135的弯钩，的弯钩， 弯钩末端平直段长度弯钩末端平直段长度 10箍筋直径箍筋直径 框架柱框架柱 复杂截面的箍筋形式复杂截面的箍筋形式 第7章 受压构件 正截面受压承载力正截面受压承载力 的的。 (a)轴心受压轴心受压 (b)单向偏心受压单向偏心受压 (c) 双向偏心受压双向偏心受压 第7章 受压构件 第7章 受压构件 18 先分析短柱： 轴心受压短柱： 钢筋混凝土轴心受压短柱 受荷后 截面应变为均匀分布， 钢筋应变s与 混凝土c应变相同。 19 破坏时，箍筋之间

7、 的纵筋发生压屈外 凸，中间部分砼压 酥，混凝土达到主 体抗压强度fc。 特点：不论受压钢 筋破坏时是否屈服， 构件的承载力都是 由混凝土压碎来控 制。 20 再看看轴心受压细长柱： 当柱的长细比较大时，轴心受压柱在未达 到上式计算的承载力以前， 常由于侧向挠度增大，而发生失稳破 坏！ 21 柱的破坏形态柱的破坏形态 22 23 长柱、短柱之分： 短柱： 一般截面lo/ilo/i28； （i为构件截面回转半径） 对矩形截面lo/blo/b8 （b为截面宽度） 对圆形截面lo/dlo/d7 （d为圆形截面的直径） lolo：构件计算长度：构件计算长度 长柱： 除短柱外的称为 第7章 受压构件 l

8、0/b8、l0/i28 l0/d7 破坏时，砼压碎，纵筋外鼓呈灯笼状。破坏时，砼压碎，纵筋外鼓呈灯笼状。 受力时，全截面应变相等，即受力时，全截面应变相等，即e es =e ec =e e 受力时，侧向弯曲可忽略不计。受力时，侧向弯曲可忽略不计。 破坏时，混凝土应变取破坏时，混凝土应变取e e0;应力取应力取fc。 破坏时，钢筋应力取破坏时，钢筋应力取fy : 25 轴心受压构件在荷载作用下产生的轴心 力由钢筋和砼共同承担。 根据轴向力的平衡， 轴心受压短柱承载力公式可写为： Nu= fcAc + fyAs 规范对公式还引用了0.9的折减系数，即： 轴心受压短柱承载力公式可写为： Nu=0.9

9、(fcA + fyAs) As fc N f y As N 第7章 受压构件 受力时，受力时，N不可避免的初始偏心，不可避免的初始偏心， 引起的引起的不可忽略。不可忽略。 破坏时，破坏时，凸边凸边出现出现，砼，砼 出现出现，砼，砼， 构件破坏。构件破坏。 长柱长柱的承载力的承载力相同条件相同条件短柱短柱的的 承载力。承载力。 规范规范用用表示。表示。 N长柱 长柱= N短柱短柱 28 稳定系数: 设以代表长柱承载力与短柱承载力的比 值，称为轴心受压构件的稳定系数： = 主要与柱的 长细比 l0/b 有关： 构件越细长，侧向弯曲的影响就越大， s u l u N N N0.9(fcA+fyAs）

10、 （7-1） 式中： N 轴向力设计值； 稳定系数稳定系数，按表7.1采用； A 构件截面面积；当纵向钢筋配筋率3%时，式 中A 改为Ac , Ac = A-As； AS 全部纵向钢筋的截面面积 轴心受压长柱承载力公式可写为： As fc N f y As 第7章 受压构件 （见（见GB50010第第7.3.11条。条。具体有以下三条规定）具体有以下三条规定） 柱的类别柱的类别 l0 排架方向排架方向 垂直排架方向垂直排架方向 有柱间有柱间 支撑支撑 无柱间无柱间 支撑支撑 无吊车无吊车 房屋柱房屋柱 单跨单跨1.5H1.0H1.2H 两跨及多跨两跨及多跨1.25H1.0H1.2H 有吊车有吊

11、车 房屋柱房屋柱 上柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu 下柱下柱1.0HL0.8HL1.0HL 露天吊车柱和栈桥柱露天吊车柱和栈桥柱2.0HL1.0HL- Hu HLH (b)一般多层房屋的钢筋混凝土框架柱： 现浇楼盖： 底层柱 l0 = 1.0 H 其余各层柱 l0 = 1.25 H 截面设计：截面设计： y c s ) 9 . 0 ( f Af N A min 已知：已知：b h，fc， f y， l0，N，求，求A s。 min = 0.6% 轴心受压构件承载力计算轴心受压构件承载力计算 )(9 . 0AfAfN csy 截面校核：截面校核：已知：已知：b h，fc，f y，l0，A s，N，校核。，校核。 当当Nu N时，安全。时，安全。 )(9 . 0AfAfN csyu 试验表明：试验表明： 偏心受压偏心受压柱有柱有和和两种形态；两种形态； 影响影响的主要因素是的主要因素是和和 第七章 受压构件 fyAs fyAs N 偏心距偏心距e0较大较大 且且 As配筋合适配筋合适 e0 破坏特征与破坏特征与相似相似 第七章 受压构件 偏心距偏心距e0较大，较大， 的数量合适。的数量合适。 fyAs N e0 fyAs 相对偏心距相对偏心距e0/h0较小；较小； 相对偏心距相对偏心距e0/h0较大，但较大，但的数量过多的数量过多。 第七章 受压构件 N