第6章轴心受压构件82.ppt

1、概述,因轴心受拉构件设计简单，故下列构件近似按轴心受拉构件设计计算：,拱和桁架结构中的拉杆 （承受自重和节点荷载）,圆形水池的池壁 （环向水平受拉）,1.轴心受压构件的定义,轴向压力作用于截面形心的受力构件称为轴心受压构件。,比如柱是典型的受压构件。,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。,2.轴心受压构件在实际工程中的应用,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。,通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性

2、等原因，往往存在一定的初始偏心距。,拱和桁架结构中的压杆 （承受自重和节点荷载）,6.1配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件,普通钢箍柱：普通箍筋T纵筋T,螺旋钢箍柱（或焊接环筋柱）： 圆形箍筋且间距较密,配筋：纵筋 + 箍筋（形成钢筋笼）,纵筋的作用： 协助混凝土受压 承担弯矩作用 减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。,箍筋的作用： 保证纵筋的位置，防止纵筋压曲 约束砼的测向膨胀变形 抗剪,1）短柱T的受力分析及破坏特征,6.1.1 破坏形态,受力分析：（1）轴力较小时，钢筋和砼分别按其模量承担应力：设柱的压应变为 则钢筋承担的应力为 混凝土承担的应力为因为 ，所以 ，即钢筋承担的应力大

3、于砼承担的应力；,（2）随着轴向力的增加，因为 ，钢筋应力增加的幅度大于混凝土增加的幅度；,（3）当配筋适中时，钢筋应力先达到其屈服强度，然后混凝土达到其极限压应变而告破坏； （4）平均意义上讲，均匀受压时混凝土的极限压应变为0.002（C50），因此，普通钢筋能达到其屈服强度；高强钢筋不能达到其屈服强度，计算时，只能取 。,（5）由静力平衡条件可求得破坏时的轴心力 PS,初始偏心距,附加弯矩和侧向挠度,加大了原来的初始偏心距,构件承载力降低,2）长柱,长柱的承载力 短柱的承载力 （相同材料、截面和配筋）,稳定系数j ：P129 主要与柱的长细比 l0/b 有关,0.9 可靠度调整系数 保证轴

4、心受压和偏心受压有相近的可靠度 A 构件截面积，=A s/A 3% 时，AnAAs,6.1.3正截面承载力计算,6.1.4构造要求 P131,6.2配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件,1.为何使用螺旋式箍筋？,2.为何螺旋式箍筋柱能提高承载力？,利用混凝土三向受压时强度提高的性质；,截面尺寸受到限制,6.2.1受力特点及破坏特征,轴向压力较小时，混凝土和纵筋分别受压，螺旋箍筋受拉但对混凝土的横向作用不明显；接近极限状态时，螺旋箍筋对核芯混凝土产生较大的横向约束，提高混凝土强度，从而间接提高柱的承载能力。,达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）,6.2.2 承载力计算,采用螺旋箍时，应注意几个问题：P135 1. 如螺旋箍筋配置过多，极限承载力提高过大，则会在远未达到极限承载力之前保护层产生剥落，从而影响正常使用。 公路桥规规定： 按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋柱受压承载力的50%。 2.对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大，截面不是全部受压，螺旋箍筋的约束作用得不到有效发挥。规范规定： 对长细比l0/d大于12的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用。 3.螺旋箍筋的约束效果与其截面面积Ass1和间距s有关，为保证有一定约束效果，规范规定： 螺旋箍筋的换算面积Ass0不得小于全部纵筋