钢筋混凝土受压构件承载力计算解析课件

1、第五章 受压构件的截面承载力第五章 受压构件的截面承载力 主要以承受轴向压力为主,通常还有弯矩和剪力作用 钢筋混凝土受压构件承载力计算解析课件钢筋混凝土受压构件承载力计算解析课件轴心受压构件 纵筋的主要作用: 箍筋的主要作用: 防止纵向受力钢筋压屈 偏心受压构件 纵筋的主要作用： 一部分纵筋帮助混凝土受压 另一部分纵筋抵抗由偏心压 力产生的弯矩 箍筋的主要作用: 抵抗剪力 帮助混凝土受压; 减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。轴心受压构件 纵筋的主要作用: 5.1 受压构件的构造要求 柱的形式补充：关于长细比的要求在P.114页5.1 受压构件的构造要求 柱的形式补充：关于长细比的要求钢筋

2、混凝土受压构件承载力计算解析课件材料强度：混凝土：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C25C40，在高层建筑中，C50C60级混凝土也经常使用。钢筋：通常采用级和级钢筋，不宜过高。当采用高强钢筋，则砼压碎时钢筋未屈服 s=0.002Es=0.0022.0105=400N/mm2纵筋压屈(失稳)钢筋强度不能充分发挥。材料强度：当采用高强钢筋，则砼压碎时钢筋未屈服 s=0纵向钢筋：配筋率：受压或受拉配筋率；全部配筋率。（参见附录四表3）合适配筋率：全部纵向钢筋的。直径不宜小于12mm，常用1632mm，宜用粗钢筋布置：纵筋

3、净距： 不小于50mm, 不大于350mm。 对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小应按梁的规定取值。 当h600mm时，在柱侧面应设置直径1016mm的纵向构造钢筋，并相应设置附加箍筋或拉筋。 纵向钢筋：配筋率：受压或受拉配筋率；全部配筋率。（参见附录四箍筋形式：封闭式 箍筋直径：不应小于 d4 (d为纵筋最大直径)，且 不应小于 6mm。箍筋间距：在绑扎骨架中不应大于15d；在焊接骨 架中则不应大于20d （d为纵筋最小直 径），且不应大于400mm，也不大于 构件横截面的短边尺寸 当纵筋配筋率超过 3时，箍筋直径不应小于8mm，其间距不应大于10d，且不应大于200mm。 当截面短边不大于

4、400mm，且纵筋不多于四根时，可不设置复合箍筋；当截面短边大于400mm且纵筋多于3根时，应设置复合箍筋。箍 筋：箍筋形式：封闭式 箍 筋：在纵筋搭接长度范围内：加密 箍筋的直径：不宜小于搭接钢筋直径的0.25倍； 箍筋间距：当搭接钢筋为受拉时，不应大于5d， 且不应大于100mm； 当搭接钢筋为受压时，不应大于10d， 且不应大于 200mm； （d为受力钢筋中的最小直径） 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50mm 范围内各设置两根箍筋 。箍 筋：在纵筋搭接长度范围内：加密 箍 筋：钢筋混凝土受压构件承载力计算解析课件 截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍

5、筋 箍 筋： 截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋 箍 5.2 轴心受压构件正截面承载力计算 在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。但有些构件，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件计算。5.2 轴心受压构件正截面承载力计算 在实际结构中，理想轴心受压短柱的应力分布及破坏形式：应变和应力分布情况；破坏形式；不同配筋对柱的受力特性的影响：图5-6螺旋钢箍柱：箍筋的形状为圆形，且间距较密。约束混凝土，提高纵向承载力，提高延性。轴心受压短柱的应力分布及破坏形式：应变和应力分布情况；螺旋钢柱(受压构件)lo/b 8lo/i 28l

6、o/b 8短柱 长柱轴心受压长柱的应力分布及破坏形式 长柱的承载力低于短柱，(采用稳定系数来考虑)柱(受压构件)lo/b 8lo/i 28lo/b轴心受压短柱轴心受压长柱稳定系数稳定系数j 主要与柱的长细比l0/b有关轴心受压短柱轴心受压长柱稳定系数稳定系数j 主要与柱的长细比（-）截面设计：求出钢筋截面面积以后，验算配筋率（是否在合适配筋率内）。（-）截面设计：求出钢筋截面面积以后，验算配筋率（是否在5.3 偏心受压构件正截面承载力计算5.3 偏心受压构件正截面承载力计算一、破坏特征偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关1、受拉破坏 破坏的条件是：偏心距e0较大，且AS配筋率

7、合适，通常称为大偏心受压。 破坏特征： 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较快，首先达到屈服强度。此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小。最后受压侧钢筋As 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，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似 承载力主要取决于：受拉侧钢筋。一、破坏特征偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋、受压破坏 破坏的条件是：相对偏心距e0/h0较小，截面全部受压或大部分受压；相对偏心距较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时 破坏特征： 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，没有达到屈服强度。截面最后是由于受压区

8、混凝土首先压碎而达到破坏。破坏时受压区高度较大，远侧钢筋可能受拉也可能受压，破坏具有脆性性质。 第二种情况在设计应予避免。 承载力主要取决于：压区混凝土和受压侧钢筋As太多、受压破坏 破坏的条件是：As太多二、承载力计算的基本公式e0e(5-4)(5-5)(5-8)当计算得s大于fy时，即x xb时，取sfy 当计算得s小于f y时，即x 1.6xb时，取s f y 边界条件：( f y s fy)e=e0+h/2-a二、承载力计算的基本公式e0e(5-4)(5-5)(5-8三、偏心距增大系数（考虑纵向弯曲）偏心距增大系数: f eNNe0e0+ f = (1+ f / e0) e0= e02

9、 = 1.15 0.01l0 / he0h/30时，取e0h/30？(5-11)当l0/h8时，属于短柱，取 用它来替代e0三、偏心距增大系数（考虑纵向弯曲）偏心距增大系数: f e四、大偏心受压构件设计（ e0 0.3h0，）(5-4)(5-5)或写为：与双筋受弯构件设计基本相同 ; sfy (5-14)(5-15)两个方程求个未知数，令b适用条件：保证受压钢筋达到抗压强度设计值fy。保证受拉钢筋先达到fy。符合大偏心条件如不符合改变尺寸.受压钢筋的最小配筋率。(双筋受弯时不考虑)四、大偏心受压构件设计（ e0 0.3h0，）受压钢筋达不到fy。，以s为矩,设fc合力点与fy压力点重合:当

10、x 2a，（5-）efyAs fyAsNheiee0（5-）注：如果为e为负值，则按s最小配筋率配受压钢筋达不到fy。，以s为矩,当 x 1.6xb时，取s f y 即x 1.6xb，重新求s和s 当x x b时，按大偏心计算适用条件：x1.6xbxxb五、小偏心受压构件设计（ e00.3h0，）ee0e对于小偏心：另外两个需要复核的：e0e fyAs sAse当时：垂直于弯矩作用平面的承载力复核（）e0e对于小偏心：另外两个需要复核的：e0e fyAs如果，则根据（）求u六、矩形偏心受压构件承载力复核（与前面不一样）根据x的大小来判断是大偏心，还是小偏心先假设为大偏心，按u作用点取矩：如果，

11、则为大偏心，分别按 和求u如果，则为小偏心，重新按u点取矩：e0exx1.6xb如果，则s f y ，根据上式再求x，再根据（）ux1.6xb如果，则根据（）求u六、矩形偏心受压构5. 偏心受压构件的对称配筋大偏心受压：因为ss, fy=fy结合前面的设计，分xNb）为受压破坏。(2) tg为偏心矩e0=M/N截面受弯承载力Mu与作用的轴压力N大小有关。截面受弯承载对于对称配筋截面，如果截面形状和尺寸相同，砼强度等级和钢筋级别也相同，但配筋率不同，达到界限破坏时的轴力Nb是一致的。如截面尺寸和材料强度保持不变，Nu-Mu相关曲线随配筋率的增加而向外侧增大。对于对称配筋截面，如果截面形状和尺寸相

12、同，砼强度等级和钢筋end补充：规范中的附录E、F的简化求解方法end补充：规范中的附录E、F的简化求解方法5.6 偏心受压构件斜截面受剪承载力 轴向压力的存在限制了斜裂缝的开展, 增加了骨料的咬合力, 扩大了剪压区的高度（拱作用提高）,提高了混凝土的受剪承载力. 但压应力过大, 反而会使受剪承载力降低（拱作用过早破坏）.一、单向受剪承载力5.6 偏心受压构件斜截面受剪承载力 轴向压钢筋混凝土受压构件承载力计算解析课件对矩形，T形和I形截面，根据试验资料，规范规定：适用条件：为防止斜压破坏，受剪截面应满足： 用构造间距要求防止受拉破坏。可不进行斜截面受剪承载力计算，而仅需按构造要求配置箍筋。对矩形，T形和I形截面，根据试验资料，规范规定：适用条件二、斜向受剪承载力二、斜向受剪承载力 试验表明，钢筋混凝土柱在斜向剪力作用下，其受剪承载力随剪力作用方向而变化。对于矩形截面柱，