建筑结构与识图第四章混凝土结构基本构件68课件

第四章混凝土结构基本构件主讲人：王维

时间：2020.02建筑结构与识图钢筋混凝土纵向受力构件PART

02轴心受压构件设计计算轴心受压构件按箍筋的形式不同有两种类型配有纵筋和普通箍筋的柱配有螺旋式（或焊接环式）间接箍筋的柱4.2钢筋混凝土受压构件在螺旋箍筋柱中箍筋的形状为圆形，且间距较密，其作用是什么？【课堂讨论1】4.2钢筋混凝土受压构件b为矩形截面的短边尺寸按长细比不同分为两种类型对于矩形截面对于圆形截面，长细比＜7时为短柱4.2钢筋混凝土受压构件练习：长短柱的判定计算长度为6m，b×h=300mm×500mm计算长度为4.5m，b×h=300mm×600mm计算长度为3m，b×h=600mm×600mm计算长度为6m，b×h=400mm×600mm计算长度为4m，b×h=600mm×600mm4.2钢筋混凝土受压构件其他条件都相同时，长柱和短柱谁的承载力更大呢？【课堂讨论2】4.2钢筋混凝土受压构件

填空题：轴心受压构件按箍筋的形式不同分为（）和（）两种类型。

按照长细比的大小，轴心受压柱可分为（）柱和（）柱。矩形截面轴心受压构件长细比l0/b（

）时属于短柱；圆形截面轴心受压构件长细比l0/d（）时属于短柱。普通箍筋柱螺旋箍筋柱长长

≤8

≤74.2钢筋混凝土受压构件配有普通箍筋的矩形截面短柱，钢筋将先达到其屈服强度，此后增加的荷载全部由混凝土来承受。在临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。思考：轴心受压短柱的破坏特征是？

当荷载较小时，变形的增加与外力的增长成正比；当荷载较大时，变形增加的速度快于外力增加的速度，纵筋配筋量越少，这种现象就越明显。随着压力的继续增加，柱中开始出现细微裂缝，当达到极限荷载时，细微裂缝发展成明显的纵向裂缝，随着压应变的增长，这些裂缝将相互贯通，箍筋间的纵筋发生压屈，混凝土被压碎而整个柱子破坏。在这个过程中，混凝土的侧向膨胀将向外挤推纵筋，使纵筋在箍筋之间呈灯笼状向外受压屈服。4.2钢筋混凝土受压构件思考：长细比对细长轴心受压构件的影响

钢筋混凝土轴心受压柱，当长细比较大时经常由于侧挠度的增大,发生纵向弯曲而破坏、钢筋混凝土柱由于各种原因可能存在初始偏心距，受荷以后将引起附加弯矩和弯曲变形。当柱的长度较短时,附加弯矩和变形对柱的承载能力影响不大而对长柱则不同。4.2钢筋混凝土受压构件4.2钢筋混凝土受压构件思考：哪一些原因会在受压构件上形成初始偏心距？（为什么不存在理论上的轴心受压构件？）

材料本身的不均匀性、施工的尺寸误差以及荷载作用位置的偏差等等原因，很难使轴向压力精确地作用在截面形心上。4.2钢筋混凝土受压构件长细比对细长轴心受压构件的影响

试验证明:长柱在附加弯矩下产生侧向挠度又加大了初始偏心距,随着荷载的增加,侧向挠度和附加弯矩相互影响,不断增大,结果使长柱在轴力和弯矩的共同作用下而破坏,破坏时首先凹边出现纵向裂缝,接着混凝土被压碎,纵向钢筋被压而向外鼓出,挠度急速发展,柱失去平衡状态，凸边混凝土开裂,柱到达破坏。试验表明，柱的长细比愈大，其承载力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破坏”的现象。

细长压杆失稳时，应力并不一定很高，可见这种形式的失效，并非强度不足，而是稳定性不够。4.2钢筋混凝土受压构件

判断题：细长压杆失稳时，应力并不一定很高，可见这种形式的失效，并非强度不足，而是稳定性不够。（）√判断题：长细比愈大的柱，其承载力愈高。（）×（1）轴心受压短柱临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈外凸，混凝土被压碎崩裂而破坏。混凝土达到

；钢筋达到

。

4.2钢筋混凝土受压构件（2）轴心受压长柱临近破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵筋压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急速发展，柱子破坏。4.2钢筋混凝土受压构件思考：长柱和短柱的破坏特点？

对于短柱，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋被压屈，向外凸出。混凝土被压碎，柱子即破坏。

长柱短柱

对于长柱，初始偏心距不可避免，随着荷载增大，柱子在轴力和弯矩的共同作用下发生破坏。破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝。柱子侧向挠度急剧增大，柱子破坏。4.2钢筋混凝土受压构件在同等条件下，（即截面相同，配筋相同，材料相同），长柱受压承载能力低于短柱受压承载能力。4.2钢筋混凝土受压构件《混凝土规范》采用稳定系数φ来表示长柱承载力的降低程度：长柱承载力短柱承载力长细比越大稳定系数越小4.2钢筋混凝土受压构件轴心受压构件正截面承载力计算轴心受压构件的正截面承载力按下式计算式中N──设计轴向力；

─钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数；

─混凝土轴心抗压设计强度；

A──构件截面面积；

─纵向钢筋的抗压设计强度；

─全部纵向钢筋的截面面积；

─纵向受压钢筋配筋率，。当纵向钢筋配筋率大于0.03时，式中A用代替，。钢筋混凝土柱计算长度的计算按规范采用。4.2钢筋混凝土受压构件A：构件截面面积,当配筋率大于3%时,A应改为Ac=A-As’式中系数0.9是可靠度调整系数4.2钢筋混凝土受压构件设计方法轴心受压构件的设计问题可分为截面设计和截面复核两类。截面设计已知：构件截面尺寸b×h，轴向力设计值N，构件的计算长度lo，材料强度等级fc、fy；求：纵向钢筋截面面积。截面承载力复核已知：柱截面尺寸b×h，计算长度l0，轴向力设计值Ｎ，纵向钢筋数量及级别，混凝土强度等级fc；判断：截面是否安全。计算步骤如图所示：4.2钢筋混凝土受压构件？查表4.2钢筋混凝土受压构件4.2钢筋混凝土受压构件4.2钢筋混凝土受压构件4.2钢筋混凝土受压构件4.2钢筋混凝土受压构件（5）验算单侧配筋率4.2钢筋混凝土受压构件自测练习4.2钢筋混凝土受压构件<04.2钢筋混凝土受压构件查表得4.2钢筋混凝土受压构件4.2钢筋混凝土受压构件

某无侧移多层现浇框架结构的第二层中柱，承受轴心压力N=1840KN，楼层高H=5.4m，混凝土等级为C30（fc=14.3N/mm2）,用HRB400级钢筋配筋（fy