受压构件承载力轴心受压构件(第一课)

1、受压构件承载力轴心受压构件(第一课)第六章第六章 受压构件的截面承载力受压构件的截面承载力6. 1 6. 1 概概 述述6. 2 6. 2 轴心受压构件承载力轴心受压构件承载力6. 3 6. 3 偏心受压构件的正截面受压破坏形态偏心受压构件的正截面受压破坏形态6. 4 6. 4 偏心受压长柱的二阶弯矩偏心受压长柱的二阶弯矩6. 5 6. 5 矩形截面偏压构件正截面承载力计算矩形截面偏压构件正截面承载力计算6. 6 6. 6 矩形截面非对称配筋构件正截面承载的计算矩形截面非对称配筋构件正截面承载的计算6. 7 6. 7 矩形截面对称配筋构件正截面承载的计算方法矩形截面对称配筋构件正截面承载的计算

2、方法6. 8 6. 8 对称配筋对称配筋I I形截面偏压构件正截面承载力计算形截面偏压构件正截面承载力计算6. 9 6. 9 正截面承载力正截面承载力N Nu u-M-Mu u的相关曲线及应用的相关曲线及应用6. 10 6. 10 双向偏心受压构件的正截面承载力计算双向偏心受压构件的正截面承载力计算6. 11 6. 11 偏心受压构件斜截面承载力计算偏心受压构件斜截面承载力计算基本要求基本要求重点重点 轴心受压构件承载力：一般配筋的轴压构件的试验研轴心受压构件承载力：一般配筋的轴压构件的试验研究，纵向弯曲特点，计算公式，构造要求；螺旋箍筋的究，纵向弯曲特点，计算公式，构造要求；螺旋箍筋的轴压构

3、件计算公式，构造要求。轴压构件计算公式，构造要求。偏心受压构件的受力性能：试验研究，偏压构件的破偏心受压构件的受力性能：试验研究，偏压构件的破坏形态与特点，两种偏心受压破坏的界限，附加偏心距，坏形态与特点，两种偏心受压破坏的界限，附加偏心距，纵向弯曲影响，纵向弯曲影响，M-NM-N相关曲线。相关曲线。偏心受压构件正截面承载力计算，不对称配筋小偏心偏心受压构件正截面承载力计算，不对称配筋小偏心受压构件承载力计算，对称配筋矩形截面偏心受压构件受压构件承载力计算，对称配筋矩形截面偏心受压构件的正截面承载力计算，包括设计截面和复核截面的计算的正截面承载力计算，包括设计截面和复核截面的计算方法。对称配筋

4、工字形截面偏压构件的正截面强度计算。方法。对称配筋工字形截面偏压构件的正截面强度计算。 轴心受轴心受力构件力构件承载能承载能力与协力与协议材料议材料的关系的关系 偏心受偏心受压构件压构件正截面正截面承载力承载力计算方计算方法。法。 (a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。6.1概概 述述6.2.1 6.2.1 概概 述述截面形式：正方形、矩形、圆形、多边形、环形等6.2 轴心受压构件承载力轴心受压构件承载力

5、在钢筋混凝土结构中，真正的轴心受压构件极少，这是由于实际的轴向荷载总有一些偏心或兼有一些弯矩，只要偏心或弯矩相对于轴向合力很小，设计或检算是可略去不计时，即可按轴心受压构件计算如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。件计算。轴心受压：桁架受压腹杆，框架内柱6.2 轴心受压构件的承载力计算配筋形式：纵向钢筋+箍筋密布螺旋式螺旋箍筋普通箍筋环形配箍普通配箍箍筋种类:6.2 轴心受压构件的承载力计算纵向钢筋作用: 协助混凝土受压协助混凝土受压承担弯矩作用

6、承担弯矩作用防止脆性破坏，增加结构延性防止脆性破坏，增加结构延性减小减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。响。箍 筋 作 用:与纵筋组成空间骨架，减少纵筋的计算长度因而避免纵筋过早的压屈而降低柱的承载力6.2.2 6.2.2 配有普通箍筋的轴心受压构件配有普通箍筋的轴心受压构件加载初期整个截面的应变是均匀分布的荷载增加整个截面的应变迅速增加加载末期混凝土达到极限应变，柱子出现纵向裂缝保护层剥落，纵筋向外凸，砼被压碎而破坏破坏形态及过程：6.2 轴心受压构件的承载力计算1. 受力特点：柱(受压构件)l0/i 28 l0/b 8l0/i 28初始偏心产生附加弯矩短

7、柱 长柱 加大初始偏心，最终构件是在M，N 共同作用下破坏。附加弯矩引起挠度长柱：这就是所谓的这就是所谓的“失稳破坏失稳破坏”6.2 轴心受压构件的承载力计算AI=i在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下，长柱的承载力低于短柱。 (采用稳定系数来表示长柱承载力的降低程度)在构件破坏时，混凝土和钢筋的应变都小于材料破坏时的极限应变值失稳破坏稳定系数与构件的长细比有关:6.2 轴心受压构件的承载力计算长细比：l0/i (或l0/b)AI=i348/0blbl /021. 0177. 105035/0blbl /012. 087. 00短柱承载力：sc条件：时，当002. 00maxc,，则钢筋先屈服，

8、当max, cy混凝土：钢 筋：当采用高强钢筋，则砼压碎时钢筋未屈服 sEs=0.0022.0105=400N/mm2ccsu9 . 0AfAfNy纵筋压屈(失稳)钢筋强度不能充分发挥。ckcfyksf 混凝土极限压应变为：6.2 轴心受压构件的承载力计算2. 正截面承载力计算公式：Ac 截面面积：当b或d 300mm时当 NAsfcf y AsbhAc=AAsfc 当构件质量确有保证时（如混凝土成型、截面和轴线尺寸等），可不受此限制ccs9 . 0AfAfNy6.2 轴心受压构件的承载力计算 稳定系数，反映受压构件的承载力随长细比增大而降低的现象。 = N长/N短 As 纵筋截面面积f c

9、混凝土受压强度设计值f y 纵筋强度设计值6.2 轴心受压构件的承载力计算短柱：长柱：l0 构件的计算长度，与构件端部的支承条件有关。两端铰一端固定，一端铰支两端固定一端固定，一端自由实际结构按规范规定取值llll6.2 轴心受压构件的承载力计算348/0blbl /021. 0177. 105035/0blbl /012. 087. 00如：一般多层房屋的钢筋混凝土框架柱：现浇楼盖：底层柱其余各层柱装配式楼盖：底层柱其余各层柱注：其中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面 的高度；对其余各层柱为上下层楼盖顶面之间的高度l0Hl0Hl0Hl0H6.2 轴心受压构件的承载力计算3. 公式应用 截面

10、设计：yccs)9 . 0(fAfNA纵向受力钢筋的直径不宜小于12mm由公式得已知：bh，fc, f y, l0, N, 求As minmin = 0.4% 800mm时，截面尺寸 以100mm为模数；配筋率：0.4% 5% d 12mm 或更粗一些防止过早压屈配 筋： As A纵向钢筋的数量不少于4根，并应沿柱截面四周均匀、对称地分布纵筋：增加柱的承载能力，减少混凝土破坏的脆性性质，并抵抗因混凝土收缩变形构件温度变形及偶然的偏心产生的拉应力纵筋：50mm净距 350mm箍筋：S 400mm且b间 距：箍筋：不但可以防止纵向钢筋发生压屈、增强柱的 抗剪强度，而且在施工时起临时固定纵向钢 筋位

11、置的作用，还对混凝土受压后的侧向膨 胀起约束作用，因此应做成封闭形式 直径 6mm 或 d/4 箍筋形式根据截面形状、尺寸及纵向钢筋根数确定 S 15d 绑扎骨架S 20d 焊接骨架6.2.3 6.2.3 配有螺旋箍筋的轴心受压构件配有螺旋箍筋的轴心受压构件1. 原理：纵向压缩当N增大，砼的横向变形足够大时，对箍筋形成径向压力，反过来箍筋对砼施加被动的径向均匀约束压力。提高柱的承载力横向变形纵向裂纹(横向拉坏)若约束横向变形，使砼处于三向受压状态应用：仅在轴向受力较大，而截面尺寸受到限制时采用 配置的箍筋较多2cff2 fyAss1 fyAss12sdcors(a)(b)(c)122ssyco

12、rAfsdcorssydsAf122corssycdsAff112达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）sycoruAfAN1corcorssysycorcAdsAfAfAf1221cfx = 02. 基本公式：2 fyAss1 fyAss12sdcors(a)(b)(c)01sssscorAsAdsAdAsscorss1002ssysycorcuAfAfAfN)2(9 . 00ssysycorcuAfAfAfNN螺旋箍筋对承载力的折减系数螺旋箍筋对承载力的折减系数 ，当，当C50时，取时，取 ；当；当=C80时，时，取取 ，其间直线插值。，其间直线插值。第六章 受压构件6.