第三章(4)-受压

1、3.4.1 概述概述 主要以承受主要以承受轴向压力轴向压力为主为主,通常还有通常还有弯矩和剪力弯矩和剪力作用作用 3.4受压构件的受压承载力计算受压构件的受压承载力计算受压构件（柱）受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破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。(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压轴心受压构件轴心受压构件纵筋的主要作用纵筋的主要作用: 帮助混凝土受压帮助混凝土受压 箍筋的主要作用箍筋的主要作用: 防止纵向受力钢筋压屈防止纵向受力钢筋压屈 偏心受压构件偏心受压构件 纵筋的主要作用纵

2、筋的主要作用： 一部分纵筋帮助混凝土受压一部分纵筋帮助混凝土受压 另一部分纵筋抵抗由偏心压另一部分纵筋抵抗由偏心压 力产生的弯矩力产生的弯矩 箍筋的主要作用箍筋的主要作用: 抵抗剪力抵抗剪力 3.4.2 受压构件一般构造要求受压构件一般构造要求一、截面型式及尺寸一、截面型式及尺寸 轴心受压：一般采用轴心受压：一般采用方形、矩形、圆形方形、矩形、圆形和和正多边形正多边形 偏心受压构件：一般采用偏心受压构件：一般采用矩形、工字形、矩形、工字形、T形形和和环形环形mmb250方形柱方形柱300bl250hl矩形柱矩形柱二、材料强度要求二、材料强度要求 混凝土：混凝土：C25 C30 C35 C40

3、等等 钢筋：钢筋： 纵筋：纵筋：HRB400、HRB500、HRBF400、 HRBF500 箍筋：箍筋： HRB400、 HRBF400、HPB300 、 HRB500、HRBF500 ，也可采用，也可采用HRB335、HRBF335三、三、 纵筋纵筋 全部纵筋配筋率不宜大于全部纵筋配筋率不宜大于5% ，不应小于，不应小于0.6%(强度等级强度等级300MPa、335MPa),0.55%(强度等级强度等级300MPa),0.5% (强度等级强度等级300MPa) 一侧钢筋配筋率不应小于一侧钢筋配筋率不应小于0.2% 直径不宜小于直径不宜小于12mm，柱中纵向钢筋的净间距不应小于，柱中纵向钢筋

4、的净间距不应小于50mm，且不宜大于，且不宜大于300mm。保护层厚度保护层厚度: 对一级环境取对一级环境取30mm 纵筋净距：纵筋净距： 不应小于不应小于50mm，且不宜大于，且不宜大于300mm 纵筋中距不应大于纵筋中距不应大于300mm。 纵筋的连接接头：纵筋的连接接头：（宜设置在受力较小处宜设置在受力较小处） 可采用可采用机械连接机械连接接头、接头、焊接焊接接头和接头和搭接搭接接头接头 对于直径大于对于直径大于25mm的受拉钢筋和直径大于的受拉钢筋和直径大于28mm的受压钢的受压钢筋，不宜采用绑扎的搭接接头筋，不宜采用绑扎的搭接接头。 四、箍筋四、箍筋 箍筋形式箍筋形式：封闭式：封闭式

5、 箍筋间距箍筋间距：不应大于：不应大于400mm及构件横截面的短边尺寸且及构件横截面的短边尺寸且 不应大于不应大于15d 箍筋直径箍筋直径：不应小于：不应小于 d4 (d为纵筋最大直径为纵筋最大直径)，且不应小，且不应小 于于6mm。 当纵筋配筋率超过当纵筋配筋率超过 3时，箍筋直径不应小于时，箍筋直径不应小于8mm，其，其间距不应大于间距不应大于10d，且不应大于，且不应大于200mm。 当截面短边不大于当截面短边不大于400mm，但各边纵筋多于四根时，但各边纵筋多于四根时，或当截面短边大于或当截面短边大于400mm且各边纵筋多于且各边纵筋多于3根时，应设置根时，应设置合箍筋。合箍筋。 在纵

6、筋搭接长度范围内：在纵筋搭接长度范围内： 箍筋的直径：箍筋的直径：不宜小于搭接钢筋直径的不宜小于搭接钢筋直径的0.25倍；倍； 箍筋间距：箍筋间距：对梁柱不应大于对梁柱不应大于5d，且不应大于，且不应大于 100mm（d为受力钢筋中的最小直径）为受力钢筋中的最小直径） 当搭接的受压钢筋直径大于当搭接的受压钢筋直径大于25mm 时，应在搭接接头两个端面外时，应在搭接接头两个端面外100mm 范围内各设置两根箍筋范围内各设置两根箍筋 。 截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋 3.4.3 轴心受压构件的承载力计算轴心受压构件的承载力计算在实际结构中

7、，理想的轴心在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。受压构件几乎是不存在的。 通常由于施工制造的误差、通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性等原因，往往土的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。存在一定的初始偏心距。 但有些构件，如以恒载为主但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承架中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。受压构件计算。普通钢箍柱螺旋钢箍柱一、一、 普通箍筋柱普通箍筋柱1.短柱的受力特点和破坏形态短柱的受力特点和破坏形态

8、钢筋混凝土短柱破坏时钢筋混凝土短柱破坏时 压应变在压应变在0.00250.0035 之间，之间，规范取为规范取为0.002 相应地，纵筋的应力为相应地，纵筋的应力为 c弹塑性阶段弹塑性阶段25400102002. 0mmNs用用yf表示钢筋的抗压强度设计值，见附表表示钢筋的抗压强度设计值，见附表2 2细长轴心受压构件的承载力降低现象细长轴心受压构件的承载力降低现象 初始偏心距初始偏心距附加弯矩和侧向挠度附加弯矩和侧向挠度加大了原来的初始偏心距加大了原来的初始偏心距构件承载力降低构件承载力降低3.轴心受压构件的承载力计算轴心受压构件的承载力计算轴心受压轴心受压短短柱柱sycusAfAfN轴心受压

9、轴心受压长长柱柱usulNNusulNN稳定系数稳定系数稳定系数稳定系数 主要与柱的主要与柱的长细比长细比 l0/i 有关有关)AfAf(.NNsycu90系数系数0.9是可靠度调整系数是可靠度调整系数稳定系数稳定系数两点说明两点说明:1、当纵向钢筋配筋率大于、当纵向钢筋配筋率大于3%时，式中时，式中A应改用应改用An，An=A-As2、求、求fc时，当截面长边或直径小于时，当截面长边或直径小于300mm，表中数值应乘以系数，表中数值应乘以系数0.84. 设计方法设计方法 （1）截面设计）截面设计 已知：轴心压力设计值已知：轴心压力设计值N，材料强度等级，材料强度等级 、 构件计算长度构件计算

10、长度 ，截面面积，截面面积bxh 求：纵向受压钢筋面积求：纵向受压钢筋面积 （2）截面复核）截面复核 cfyf0lsA)(9 . 0sycuAfAfNN3.4.4 3.4.4 压力和弯矩共同作用下的截面受力性能压力和弯矩共同作用下的截面受力性能 =M=N e0NAssANe0AssA压弯构件压弯构件 偏心受压构件偏心受压构件偏心距偏心距e0=0时时？当当e0时，即时，即N=0，？偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压轴心受压构件和构件和受弯受弯构件构件。AssAh0aab一、破坏特征一、破坏特征偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心距偏心

11、距e0和和纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率有关有关1、受拉破坏、受拉破坏 tensile failure fyAs fyAsNMM较大，较大，N较小较小偏心距偏心距e0较大较大 fyAs fyAsNAs配筋合适配筋合适一、破坏特征一、破坏特征偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心距偏心距e0和和纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率有关有关1、受拉破坏、受拉破坏 tensile failure截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随荷载增加发展的应力随荷载增加发展较快，较快，首先达到屈服首先达到屈服。此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小此后，裂缝迅速开展，受压区高

12、度减小最后受压侧钢筋最后受压侧钢筋As 受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋承载力主要取决于受拉侧钢筋。 形成这种破坏的条件是：形成这种破坏的条件是：偏心距偏心距e0较大，且受拉侧纵向钢筋较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适配筋率合适，通常称为，通常称为大偏心受压大偏心受压。 fyAs fyAsN2、受压破坏、受压破坏compressive failure产生受压破坏的条件有两种情况：产生受压破

13、坏的条件有两种情况： 当相对偏心距当相对偏心距e0/h0较小较小 sAs fyAsN或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时 sAs fyAsNAs太太多多 截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大，截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大，而受拉侧钢筋应力较小，而受拉侧钢筋应力较小，当相对偏心距当相对偏心距e0/h0很小时，很小时，受拉侧受拉侧还可能出现受压情况。还可能出现受压情况。截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏，截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏，承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大，受拉侧钢筋区高度较大，受拉侧钢筋未达到未达到受拉屈服受拉屈服，破坏具有脆性性，破坏具有脆性性质。质。受压