受压构件课件

钢筋混凝土结构第六章受压构件的承载能力

压(拉)力通过构件截面形心轴线时，此构件为轴心受压(拉)构件。压(拉)力不通过构件截面形心轴线或虽通过截面形心轴线但同时作用有弯矩时，构件则为偏心受压(拉)构件偏心距e0=0时，轴心受压构件;

偏心距e0→∞或N=0时，受弯构件;

因此偏心受压构件受力性能和破坏形态界于轴心受压构件和受弯构件。第六章偏心受力构件承载力绪论偏心受力构件N·和NMbh箍筋：侧向约束纵筋、抗剪纵筋拉杆压杆腹杆压压压拉拉压

外力作用线与构件形心轴线重合的构件称为轴心受力构件。实际工程中严格意义上的轴心受力构件是不存在的。但当外加荷载的实际微小偏心对构件承载力的影响很小，此时的偏心受力构件可以近似地按轴心受力构件来设计，以简化计算。这样的轴心受力构件有：屋架中的腹杆和下弦杆、等跨框架结构中的内柱、基桩、单纯承受内水压力的管道壁等。第1节轴心受压构件llNcNcbhAsAAs/A3时，A=bh混凝土压碎钢筋凸出

2.轴心受压短柱的破坏特征

从试验结果可以看出，在轴压力

的作用下，截面上的应变分布是均匀

的，即钢筋与混凝土有相同的变形；

但因二者弹性模量值相差较大，因此

钢筋的应力较混凝土的应力高出较多

。在混凝土达到极限压应变前，钢筋

先达到抗压屈服强度

f’y；此后随荷载

的增大，混凝土应力快速增长至其抗压强度（或极限压应变cu）而钢筋应力保持不变；柱子四周逐渐出现明显的纵向裂缝，混凝土保护层开始脱落，受压钢筋产生凸出的压屈现象，中间部分混凝土被压碎导致构件破坏。

纵筋的作用：承受压力、提高柱延性；

箍筋的作用：约束纵筋、限制裂缝开展。3.轴心受压短柱的应力重分布过程在整个加载过程中，组成受压短柱的钢筋和混凝土的应力不是成比例的增大，而是根据应变的大小按各自的应力－应变关系变化，这种现象称为应力重分布过程。4.截面分析的基本方程平衡方程：协调方程：

物理方程：混凝土钢筋sss=Essyufys=fy0=0.002ocfcc1000ec（1-250ec）fcc=fcNc

c

As’s’5.荷载－变形关系第一阶段：当本阶段后期荷载较大时，混凝土处于弹塑性阶段，引入割线模量E’c

=uEc

，有：

第二阶段：当纵向钢筋屈服后，钢筋的应力不再变化，而混凝土压应力快速增长。

由上述条件可得出轴心受压短柱破坏时的截面应力图形并由应力图形导出钢筋混凝土轴心受压短柱的承载力计算式：

承载力计算包含：（1）截面设计；（2）截面校核。（1）截面设计:选择截面尺寸、材料强度等级

→查得设计参数→计算受压钢筋截面积

→选配钢筋。（2）截面校核:由设计参数和材料强度设计值

→计算构件能承受的最大轴向压力设计值

→与给定的条件进行比较。

As’s’Nc

cNcAs’lNcAs’s1’c1liNcAs’lNcAs’s2’c2l（i＋cr）l（i＋cr）NcAs’s2’c2Nc＝0As’s3’c3lli

7.长期荷载下徐变的影响施加Nc后的瞬时，钢筋与混凝土的应力为：经历徐变后由平衡方程

Nc撤去后，钢筋仍承受压应力，但

混凝土转为承受拉应力：8.轴心受压长柱的破坏特征

长柱的承载力<短柱的承载力（相同材料、截面和配筋）；

原因：长柱受轴力和弯矩（二次弯矩）的共同作用。

由于长柱的承载力低于相同截面尺寸和材料强度的短柱的承载力。《规范》采用稳定系数j来反映长柱承载力降低的程度，因此有：

从试验结果的分析和理论计算可知受压柱的稳定系数j与构件的长细比l、材料强度等级、钢筋的配筋率等有关。构件的长细比l按下式计算：

矩形截面

其他截面

10.承载力计算

由稳定系数j的定义，可导出

除需计算稳定系数外，轴心受压长柱的截面设计及承载力校核的计算步骤同受压短柱。11.轴心受压柱的构造规定

(1)截面形状和截面尺寸

截面形式多采用矩形。特殊场合采用正多边形或圆形。矩形截面的短边边长≥300mm；正多边形(圆形)截面直径≥300mm。同时有必要限制柱的长细比。轴压柱满足

l≤30，偏压柱满足l≤25。为方便施工，截面尺寸一般取整数且应符合模数制。(2)材料强度柱混凝土宜采用高强度等级（C25、C30…）；构件尺寸由构造规定确定时，可以采用较低等级的混凝土。柱纵向受力钢筋宜采用强度等级较低的钢筋（HPB235、HRB335和HRB400）。(3)纵筋的布置纵向受力钢筋宜沿截面周边均匀布置，钢筋的中心距宜在

70mm～350mm之间，否则须另加受力钢筋或构造钢筋。纵向受力钢筋根数不得少于4根，直径宜在12mm～32mm

之间，尽可能选用较粗的钢筋。纵筋的配筋率宜在于0.4％～5％之间，应对钢筋配筋率加以限制。纵筋最少根数：矩形为4根；圆形为8根。

(4)纵筋保护层厚度受力钢筋外