受壓概述性能PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 受壓概述性能受壓概述性能 第1頁(yè)/共112頁(yè) 第2頁(yè)/共112頁(yè) 第3頁(yè)/共112頁(yè) 壓壓 壓壓 壓壓 拉拉拉拉 第4頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 6.16.1概述概述 受壓構(gòu)件截面受力特點(diǎn)受壓構(gòu)件截面受力特點(diǎn) 受壓構(gòu)件根據(jù)荷載布置和內(nèi)力分析受壓構(gòu)件根據(jù)荷載布置和內(nèi)力分析, ,其截面上可能將受到其截面上可能將受到: : 1.1.僅有軸心壓力作用：僅有軸心壓力作用：此時(shí)此時(shí), ,該受壓構(gòu)件截面上將受到豎向該受壓構(gòu)件截面上將受到豎向 均勻的壓應(yīng)力的作用均勻的壓應(yīng)力的作用. . 2.2.有偏心壓力作用：有偏心壓力作用：此時(shí)此時(shí), ,該受壓構(gòu)件截面上將受到豎向非該受壓構(gòu)件截面上將受到豎向

2、非 均勻的壓應(yīng)力的作用均勻的壓應(yīng)力的作用. . 3.3.有軸心壓力和彎矩及剪力的共同作用：有軸心壓力和彎矩及剪力的共同作用： 此時(shí)此時(shí), ,通常將彎矩等效為偏心壓力通常將彎矩等效為偏心壓力. .該受壓構(gòu)件截面上將受到該受壓構(gòu)件截面上將受到 豎向非均勻的壓應(yīng)力的作用豎向非均勻的壓應(yīng)力的作用. . 受壓構(gòu)件的分類受壓構(gòu)件的分類 1.軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件 2.偏心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件 ： 第5頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 6.2 6.2 受壓構(gòu)件的一般應(yīng)用和基本構(gòu)造要求受壓構(gòu)件的一般應(yīng)用和基本構(gòu)造要求 1 1、材料強(qiáng)度等級(jí)、材料強(qiáng)度等級(jí) 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)混凝土的強(qiáng)度等級(jí) 一般采用一般采用C2

3、0C40， 但對(duì)于多層和高層建筑，其底層柱必要時(shí)可采用更高的混凝土強(qiáng)但對(duì)于多層和高層建筑，其底層柱必要時(shí)可采用更高的混凝土強(qiáng) 度等級(jí)。度等級(jí)。 必要時(shí)可以采用強(qiáng)度等級(jí)更高的混凝土。必要時(shí)可以采用強(qiáng)度等級(jí)更高的混凝土。 鋼筋的強(qiáng)度鋼筋的強(qiáng)度 一般采用一般采用HRB335級(jí)、級(jí)、HRB400級(jí)和級(jí)和RRB400級(jí)。箍筋一般采用級(jí)。箍筋一般采用 HPB235級(jí)、級(jí)、HRB335級(jí)鋼筋，也可采用級(jí)鋼筋，也可采用HRB400級(jí)鋼筋。級(jí)鋼筋。 2 2、截面形式及尺寸、截面形式及尺寸 截面形式截面形式 (1).原則原則: a.受力合理受力合理. b.模板制作方便模板制作方便. (2).軸心受壓構(gòu)件：軸心受壓

4、構(gòu)件： a.正方形正方形. b.邊長(zhǎng)接近的矩形邊長(zhǎng)接近的矩形. c.圓形圓形. d.多邊形多邊形. (3).偏心受壓構(gòu)件：偏心受壓構(gòu)件： a.矩形矩形 b.形形 第6頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 截面尺寸截面尺寸 l圓形柱圓形柱的直徑一般的直徑一般不宜不宜小于小于350mm，直徑在，直徑在600mm以下時(shí)，以下時(shí)， 宜取宜取50mm的倍數(shù)，直徑在的倍數(shù)，直徑在600mm以上時(shí)，宜取以上時(shí)，宜取100mm的倍數(shù)的倍數(shù) ； l方形柱方形柱的截面尺寸一般的截面尺寸一般不宜不宜小于小于250mm250mm；矩形截面；矩形截面 柱截面尺寸宜滿足柱截面尺寸宜滿足l0/b30， l0/h25， l0/d

5、25。當(dāng)截面尺寸在當(dāng)截面尺寸在800mm以下時(shí)，取以下時(shí)，取 50mm的倍數(shù)，在的倍數(shù)，在800mm以上時(shí)，取以上時(shí)，取100mm的倍數(shù)；的倍數(shù)； lI形截面要求翼緣厚度不宜小于形截面要求翼緣厚度不宜小于120mm，腹板厚度不宜小于，腹板厚度不宜小于 100mm。 3 3、縱向鋼筋、縱向鋼筋 縱向受力鋼筋的作用縱向受力鋼筋的作用 與混凝土共同承擔(dān)由外荷載引起的內(nèi)力，防止構(gòu)件發(fā)生突然斷裂與混凝土共同承擔(dān)由外荷載引起的內(nèi)力，防止構(gòu)件發(fā)生突然斷裂 。 直徑直徑 ld不宜小于不宜小于12mm，一般在，一般在12-32mm。 第7頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 l矩形截面矩形截面中不得少于中不得少于4

6、根，根，圓形截面圓形截面中中不宜不宜少于少于8根，并根，并不應(yīng)不應(yīng)少少 于于6根。根。 l當(dāng)矩形截面偏心受壓構(gòu)件的截面高度當(dāng)矩形截面偏心受壓構(gòu)件的截面高度h600mm時(shí)，為防止構(gòu)時(shí)，為防止構(gòu) 件因混凝土收縮和溫度變化產(chǎn)生裂縫，應(yīng)沿長(zhǎng)邊設(shè)置直徑為件因混凝土收縮和溫度變化產(chǎn)生裂縫，應(yīng)沿長(zhǎng)邊設(shè)置直徑為 10mm16mm的縱向構(gòu)造鋼筋，且間距不應(yīng)超過(guò)的縱向構(gòu)造鋼筋，且間距不應(yīng)超過(guò)500mm，并相，并相 應(yīng)地配置復(fù)合箍筋或拉筋。應(yīng)地配置復(fù)合箍筋或拉筋。 l為便于澆筑混凝土，縱向鋼筋的凈間距不應(yīng)小于為便于澆筑混凝土，縱向鋼筋的凈間距不應(yīng)小于50mm，對(duì)水，對(duì)水 平放置澆筑的預(yù)制受壓構(gòu)件，其縱向鋼筋的間距要

7、求與梁相同。平放置澆筑的預(yù)制受壓構(gòu)件，其縱向鋼筋的間距要求與梁相同。 l偏心受壓構(gòu)件中，垂直于彎矩作用平面的側(cè)面上的縱向受力鋼偏心受壓構(gòu)件中，垂直于彎矩作用平面的側(cè)面上的縱向受力鋼 筋以及軸心受壓構(gòu)件中各邊的縱向受力鋼筋中距不宜大于筋以及軸心受壓構(gòu)件中各邊的縱向受力鋼筋中距不宜大于 300mm，并不應(yīng)大于，并不應(yīng)大于350mm。 配筋率配筋率 l軸心受壓構(gòu)件全部受壓鋼筋的配筋率不得小于軸心受壓構(gòu)件全部受壓鋼筋的配筋率不得小于0.6%，當(dāng)混凝土，當(dāng)混凝土 強(qiáng)度等級(jí)大于強(qiáng)度等級(jí)大于C60時(shí)，不應(yīng)小于時(shí)，不應(yīng)小于0.7%， l一側(cè)鋼筋的配筋率不應(yīng)小于一側(cè)鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.2%。 l全部縱向鋼筋

8、的配筋率不宜超過(guò)全部縱向鋼筋的配筋率不宜超過(guò)5%。 第8頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 4 4、箍筋、箍筋 作用：作用：防止受壓鋼筋受壓時(shí)屈曲，保證縱向鋼筋定位。防止受壓鋼筋受壓時(shí)屈曲，保證縱向鋼筋定位。 形式：形式： 螺旋鋼箍柱螺旋鋼箍柱：箍筋的形狀為圓形，且間距較密，其作用：箍筋的形狀為圓形，且間距較密，其作用？ 箍筋直徑：箍筋直徑： 熱軋鋼筋：熱軋鋼筋： max( d6mm , d縱 縱 /4)； ； 冷拔低碳鋼絲：冷拔低碳鋼絲： max(max(d5mm , d縱 縱 /5； ；) ) 箍筋間距：任何情況下，箍筋間距：任何情況下，s400mm ,且不應(yīng)大于構(gòu)件截面短且不應(yīng)大于構(gòu)件截面

9、短 邊尺寸，在綁扎骨架中邊尺寸，在綁扎骨架中 s 15d 。在焊接骨架中，。在焊接骨架中， s 20d （每邊（每邊4 4根）根） （每邊多于（每邊多于4 4根）根） （每邊（每邊3 3根）根） （每邊多于（每邊多于3 3根）根） 第9頁(yè)/共112頁(yè) 第10頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 5 5、柱中鋼筋的搭接：、柱中鋼筋的搭接： l如采用搭接：接頭位置可設(shè)在各樓層處如采用搭接：接頭位置可設(shè)在各樓層處500-500- 1200mm1200mm范圍內(nèi)范圍內(nèi)。 l位于同一接頭范圍內(nèi)的受壓鋼筋搭接接頭百位于同一接頭范圍內(nèi)的受壓鋼筋搭接接頭百 分率不宜超過(guò)分率不宜超過(guò)50%50%。 受壓縱筋搭接長(zhǎng)度

10、：受壓縱筋搭接長(zhǎng)度： u當(dāng)搭接接頭面積百分率不超過(guò)當(dāng)搭接接頭面積百分率不超過(guò)50%時(shí)，取時(shí)，取0.85 la ； u當(dāng)搭接接頭面積百分率率超過(guò)當(dāng)搭接接頭面積百分率率超過(guò)50%時(shí)，取時(shí)，取1.05 la ； u任何情況下，不應(yīng)小于任何情況下，不應(yīng)小于200mm； u焊接骨架若采用搭接連接，則受拉鋼筋的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于焊接骨架若采用搭接連接，則受拉鋼筋的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于la ，受壓鋼筋的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于，受壓鋼筋的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.7la 。 第11頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 u當(dāng)柱每邊的縱筋不多于當(dāng)柱每邊的縱筋不多于4根根 時(shí)，時(shí)，可可在同一水平截面處接在同一水平截面處接 頭；頭； u當(dāng)

11、柱每邊的縱筋不為當(dāng)柱每邊的縱筋不為58 根時(shí)，根時(shí)，應(yīng)應(yīng)在兩個(gè)水平截面處在兩個(gè)水平截面處 接頭；接頭； u當(dāng)柱每邊的縱筋不為當(dāng)柱每邊的縱筋不為9 12根時(shí)，根時(shí)，應(yīng)應(yīng)在三個(gè)水平截面在三個(gè)水平截面 處接頭；處接頭； u當(dāng)下柱截面大于上柱截面當(dāng)下柱截面大于上柱截面 ，且上下柱相互錯(cuò)開(kāi)尺寸與，且上下柱相互錯(cuò)開(kāi)尺寸與 梁高之比梁高之比1/6時(shí)，下柱鋼筋時(shí)，下柱鋼筋 可彎折伸入上柱；可彎折伸入上柱； u當(dāng)上下柱相互錯(cuò)開(kāi)尺寸與當(dāng)上下柱相互錯(cuò)開(kāi)尺寸與 梁高之比梁高之比1/6時(shí)，應(yīng)加短筋時(shí)，應(yīng)加短筋 。短筋直徑與根數(shù)與上柱相。短筋直徑與根數(shù)與上柱相 同。同。 第12頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本

12、受力性能 6.3 6.3 配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 1. 1. 軸心受壓構(gòu)件的受力性能軸心受壓構(gòu)件的受力性能Behavior of Axial Compressive Member 矩形截面軸心受壓矩形截面軸心受壓短柱：短柱： a.a.應(yīng)力分析應(yīng)力分析: : (a).縱向鋼筋與混凝土共同受壓縱向鋼筋與混凝土共同受壓. (b).壓應(yīng)變沿構(gòu)件長(zhǎng)度上基本上呈均勻分布?jí)簯?yīng)變沿構(gòu)件長(zhǎng)度上基本上呈均勻分布. (c).當(dāng)當(dāng)N 時(shí)時(shí),彈性工作階段彈性工作階段. (d)._ N,進(jìn)入塑性階段進(jìn)入塑性階段. (e).N ,薄弱區(qū)出現(xiàn)微細(xì)裂縫薄弱區(qū)出現(xiàn)微細(xì)

13、裂縫,裂縫延伸與發(fā)展裂縫延伸與發(fā)展. (f).達(dá)到極限荷載時(shí)，裂縫發(fā)展為較寬的縱向裂縫達(dá)到極限荷載時(shí)，裂縫發(fā)展為較寬的縱向裂縫 。外層混凝土剝落，核心混凝土壓碎。外層混凝土剝落，核心混凝土壓碎。 b.b.破壞特征破壞特征: : (a).柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫,箍筋間的縱筋發(fā)箍筋間的縱筋發(fā) 生壓屈向外凸出生壓屈向外凸出,混凝土被壓碎而整個(gè)柱破壞混凝土被壓碎而整個(gè)柱破壞. (b).鋼筋的壓應(yīng)變?cè)阡摻畹膲簯?yīng)變?cè)?.0025,0.0035之間，一般之間，一般 中等強(qiáng)度的鋼筋均能達(dá)到屈服中等強(qiáng)度的鋼筋均能達(dá)到屈服.計(jì)算時(shí)計(jì)算時(shí),以構(gòu)件的以構(gòu)件的 壓應(yīng)變等于壓應(yīng)變等于0.002為

14、控制條件為控制條件.第13頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能 鋼筋的應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力 25 /400002. 0102mmNE sss / 2 yyy / 22 yy 400N f f = f mm 400N400N f f = mmmm 當(dāng) 當(dāng) u當(dāng)所用鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值小于當(dāng)所用鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值小于400MPa400MPa時(shí)，只能取鋼筋的實(shí)際抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。時(shí)，只能取鋼筋的實(shí)際抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 u當(dāng)所用鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大于當(dāng)所用鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大于400MPa400MPa時(shí)，其抗拉強(qiáng)度值只能取時(shí)，其抗拉強(qiáng)度值只能取400MPa400MPa。 所以，受壓構(gòu)件中也

15、不宜使用高強(qiáng)度鋼筋。所以，受壓構(gòu)件中也不宜使用高強(qiáng)度鋼筋。 第14頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能 2 2、長(zhǎng)柱、長(zhǎng)柱: : 長(zhǎng)細(xì)比的定義：長(zhǎng)細(xì)比的定義： a.a.長(zhǎng)短柱的判別長(zhǎng)短柱的判別: : (a).矩形截面柱矩形截面柱: =l0/b8; (b).圓形截面柱圓形截面柱: =l0/d7; (c).任意截面柱任意截面柱: =l0/i28; 屬于短柱屬于短柱, ,否則屬于長(zhǎng)柱否則屬于長(zhǎng)柱. . 實(shí)驗(yàn)研究：實(shí)驗(yàn)研究： 當(dāng)長(zhǎng)細(xì)比較大時(shí)，在初期側(cè)向撓度與軸力成比例增長(zhǎng)，當(dāng)壓當(dāng)長(zhǎng)細(xì)比較大時(shí)，在初期側(cè)向撓度與軸力成比例增長(zhǎng)，當(dāng)壓 力達(dá)到破壞壓力的力達(dá)到破壞壓力的60%70%時(shí)，撓度增長(zhǎng)

16、的速度加快，最時(shí)，撓度增長(zhǎng)的速度加快，最 終在終在N，M的作用下破壞。的作用下破壞。 b.b.破壞形式破壞形式: : 軸心受壓長(zhǎng)柱不可避免地存在偏心，因而，實(shí)際上軸心受壓軸心受壓長(zhǎng)柱不可避免地存在偏心，因而，實(shí)際上軸心受壓 長(zhǎng)柱是在長(zhǎng)柱是在N、M=Ny附加彎矩附加彎矩共同作用下工作共同作用下工作,會(huì)引起側(cè)向的會(huì)引起側(cè)向的 附加撓度，從而加大了原始偏心距，其承載力將比同條件下附加撓度，從而加大了原始偏心距，其承載力將比同條件下 的短柱要低的短柱要低. 規(guī)范采用穩(wěn)定系數(shù)來(lái)表示承載力降低的程度。規(guī)范采用穩(wěn)定系數(shù)來(lái)表示承載力降低的程度。 第15頁(yè)/共112頁(yè) 第16頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 鋼筋混凝土構(gòu)

17、件的基本受力性能 c.c.穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù): : 符號(hào)符號(hào): : 它主要與構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比它主要與構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比有關(guān)有關(guān). d.d.構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度: :l0 (a).兩端鉸支承時(shí)兩端鉸支承時(shí): l0=l (b).一端鉸支承一端鉸支承,一端固定時(shí)一端固定時(shí): l0=0.7l (c).兩端固定時(shí)兩端固定時(shí): l0=0.5l (d).一端自由一端自由,一端固定時(shí)一端固定時(shí): l0=2l 構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度與支撐情況有構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度與支撐情況有 關(guān)，規(guī)范規(guī)定用下列方法來(lái)確關(guān)，規(guī)范規(guī)定用下列方法來(lái)確 定。定。 第17頁(yè)/共112頁(yè) （1）剛性屋蓋單層排架柱、露天吊車柱和棧橋柱按表）剛性屋蓋單層排架柱

18、、露天吊車柱和棧橋柱按表6.2確定。確定。 b l0 )(f 第六章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能 第18頁(yè)/共112頁(yè) （2）對(duì)一般多層房屋的框架柱，梁柱為剛接的各層柱段，按下列方法確定：）對(duì)一般多層房屋的框架柱，梁柱為剛接的各層柱段，按下列方法確定： 現(xiàn)澆樓蓋：現(xiàn)澆樓蓋： 底層柱段：底層柱段：l0=1.0H 其余各層柱段：其余各層柱段： l0=1.25H 裝配式樓蓋：裝配式樓蓋： 底層柱段：底層柱段： l0=1.25H 其余各層柱段：其余各層柱段：l0=1.5H 對(duì)底層柱為從基礎(chǔ)頂面到一層樓面的高度，對(duì)其余各層柱為上下兩層樓蓋頂面之間的高度。對(duì)底層柱為從基礎(chǔ)頂面到一層樓面的高度，對(duì)其余各層

19、柱為上下兩層樓蓋頂面之間的高度。 第六章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能 第19頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能 正截面承載力計(jì)算正截面承載力計(jì)算 (1).基本公式的建立基本公式的建立 )(9 . 0 sycu AfAfNN 折減系數(shù)折減系數(shù) 0.9是考慮初始偏心的影響，以及主要承受恒載作是考慮初始偏心的影響，以及主要承受恒載作 用的軸壓受壓柱的可靠性。用的軸壓受壓柱的可靠性。 3% / / s A = A 當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，A用用An=A-AS/代替代替 查穩(wěn)定系數(shù)時(shí)查穩(wěn)定系數(shù)時(shí),當(dāng)受壓構(gòu)件兩個(gè)方向的支承約束情況不同時(shí)當(dāng)受壓構(gòu)件兩個(gè)方向的支承約束情況不同時(shí), 一律按最小值確定一律

20、按最小值確定 第20頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能 基本公式的應(yīng)用基本公式的應(yīng)用 截面設(shè)計(jì)：截面設(shè)計(jì)：求求As/ 0 l S c / / y N - f A 0.9 A = f 100%0.6% 5% / / s A = A ， 第21頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能 截面復(fù)核：截面復(fù)核： 0 l u NN 0.9 () ucys Nf Af A Y N 安全安全 不安全不安全 第22頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 ss dco r dco r 1、配筋形式、配筋形式 6.4 螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱 Spiral Stirrup Columns 第23

21、頁(yè)/共112頁(yè) 第24頁(yè)/共112頁(yè) 第六章第六章 受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件 Nc 素混凝土柱素混凝土柱 普通鋼筋混凝土柱普通鋼筋混凝土柱 螺旋箍筋螺旋箍筋 鋼筋混凝鋼筋混凝 土柱土柱 荷載不大時(shí)荷載不大時(shí) 螺旋箍柱和螺旋箍柱和 普通箍柱的普通箍柱的 性能幾乎相性能幾乎相 同同 保護(hù)層剝落保護(hù)層剝落 使柱的承載使柱的承載 力降低力降低 螺旋箍筋的約螺旋箍筋的約 束使柱的承載束使柱的承載 力提高力提高 標(biāo)標(biāo) 距距 Nc Nc 2、試驗(yàn)研究、試驗(yàn)研究 第25頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 混凝土圓柱體三向受壓狀態(tài)的縱向抗壓強(qiáng)度混凝土圓柱體三向受壓狀態(tài)的縱向抗壓強(qiáng)度 21 4 c f 第26頁(yè)/共112頁(yè)

22、 第六章 受壓構(gòu)件 2 fyAss1 fyAss1 2 s dcor s (a)(b) (c) 箍筋的橫向約束作用箍筋的橫向約束作用 對(duì)配置螺旋式或焊接環(huán)式箍筋的柱對(duì)配置螺旋式或焊接環(huán)式箍筋的柱,箍筋所包圍的核心混凝箍筋所包圍的核心混凝 土土,相當(dāng)于受到一個(gè)相當(dāng)于受到一個(gè)套箍套箍作用作用,有效地限制了核心混凝土的橫有效地限制了核心混凝土的橫 向變形向變形,使核心混凝土在三向壓應(yīng)力的作用下工作使核心混凝土在三向壓應(yīng)力的作用下工作,從而提高從而提高 了軸心受壓構(gòu)件正截面承載力了軸心受壓構(gòu)件正截面承載力. 第27頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 2 fyAss1 fyAss1 2 s dcor s

23、(a)(b) (c) 12 2 ssycor Afsd cor ssy ds Af 1 2 2 1 1 yss cc cor 8f A f = f + sd 12cc f = f +4 第28頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 間接鋼筋對(duì)混凝土約束的折減系數(shù)。間接鋼筋對(duì)混凝土約束的折減系數(shù)。 l當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí) C50時(shí)時(shí): =1.0 l當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C80 時(shí)時(shí): =0.85 l其間按線性插值求取。其間按線性插值求取。 11 202 4 4 4 yssycorssy ss corcorcor 2f A2fdA2f A dsdA s 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高時(shí)

24、，箍筋的約束作用有所減弱，根當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高時(shí)，箍筋的約束作用有所減弱，根 據(jù)試驗(yàn)結(jié)果有：據(jù)試驗(yàn)結(jié)果有： 01sssscor AsAd s Ad A sscor ss 1 0 第29頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 1 0 0.9() 0.9(2) ccorys ccorysyss Nf Af A f Af Af A 根據(jù)平衡條件：根據(jù)平衡條件： 2 fyAss1 fyAss1 2 s dcor s (a)(b) (c) 第30頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 采用螺旋箍筋可有效提高柱的軸心受壓承載力。采用螺旋箍筋可有效提高柱的軸心受壓承載力。 如螺旋箍筋配置過(guò)多，極限承載力提高過(guò)大，則會(huì)

25、在遠(yuǎn)未達(dá)如螺旋箍筋配置過(guò)多，極限承載力提高過(guò)大，則會(huì)在遠(yuǎn)未達(dá) 到極限承載力之前保護(hù)層產(chǎn)生剝落，從而影響正常使用。到極限承載力之前保護(hù)層產(chǎn)生剝落，從而影響正常使用。 規(guī)規(guī) 范范規(guī)定，規(guī)定， 按螺旋箍筋計(jì)算的承載力不應(yīng)大于按普通箍筋柱受壓承載按螺旋箍筋計(jì)算的承載力不應(yīng)大于按普通箍筋柱受壓承載 力的力的50%。 對(duì)長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大柱，由于縱向彎曲變形較大，截面不是全部受對(duì)長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大柱，由于縱向彎曲變形較大，截面不是全部受 壓，螺旋箍筋的約束作用得不到有效發(fā)揮。壓，螺旋箍筋的約束作用得不到有效發(fā)揮。規(guī)范規(guī)范規(guī)定規(guī)定: 對(duì)長(zhǎng)細(xì)比對(duì)長(zhǎng)細(xì)比l0/d大于大于12的柱不考慮螺旋箍筋的約束作用。的柱不考慮螺旋箍筋的約束

26、作用。 計(jì)算的承載力小于按普通配箍計(jì)算公式計(jì)算的值時(shí)，不考計(jì)算的承載力小于按普通配箍計(jì)算公式計(jì)算的值時(shí)，不考 慮螺旋箍筋的約束作用。慮螺旋箍筋的約束作用。 螺旋箍筋的約束效果與其截面面積螺旋箍筋的約束效果與其截面面積Ass1和間距和間距s有關(guān)，為保證有關(guān)，為保證 有一定約束效果，有一定約束效果，規(guī)范規(guī)范規(guī)定：規(guī)定： 螺旋箍筋的換算面積螺旋箍筋的換算面積Ass0不得小于全部縱筋不得小于全部縱筋A(yù)s 面積的面積的25% 螺旋箍筋的間距螺旋箍筋的間距s不應(yīng)大于不應(yīng)大于0.2dcor，且不大于，且不大于80mm，同時(shí)為方便施工，同時(shí)為方便施工，s也不應(yīng)小于也不應(yīng)小于40mm。 第31頁(yè)/共112頁(yè) 第

27、六章 受壓構(gòu)件 計(jì)算程序：計(jì)算程序： 配置普通箍筋計(jì)算配筋率配置普通箍筋計(jì)算配筋率 配筋率是否過(guò)大，配筋率是否過(guò)大，5% Y N 按配置普通箍筋按配置普通箍筋 配置柱中鋼筋配置柱中鋼筋 計(jì)算計(jì)算dcor，Acor 假定一個(gè)配筋率假定一個(gè)配筋率/ 計(jì)算計(jì)算As/計(jì)算計(jì)算Asso 假定螺旋箍筋直徑，假定螺旋箍筋直徑， 計(jì)算螺旋箍筋面積計(jì)算螺旋箍筋面積 計(jì)算螺旋箍筋間距，計(jì)算螺旋箍筋間距， 并判斷是否滿足構(gòu)造要求并判斷是否滿足構(gòu)造要求 檢驗(yàn)保護(hù)層檢驗(yàn)保護(hù)層 是否過(guò)早脫落是否過(guò)早脫落 與按普通配箍計(jì)算的與按普通配箍計(jì)算的 承載力的承載力的1.5倍比較倍比較 第32頁(yè)/共112頁(yè) = M=N e0 N

28、As s A N e0 As s A 壓彎構(gòu)件 偏心受壓構(gòu) 件 偏心距偏心距e0=0時(shí)時(shí)？ 當(dāng)當(dāng)e0時(shí)，即時(shí)，即N=0，？ 偏心受壓構(gòu)件的受力性能和破壞形態(tài)界于偏心受壓構(gòu)件的受力性能和破壞形態(tài)界于軸心受壓軸心受壓構(gòu)件和構(gòu)件和受彎受彎 構(gòu)件構(gòu)件。 第六章 受壓構(gòu)件 Ass A h0 aa b 6.5 偏心受壓構(gòu)件正截面承載能力計(jì)算 第33頁(yè)/共112頁(yè) 一、偏心受壓構(gòu)件正截面的破壞形態(tài)和機(jī)理一、偏心受壓構(gòu)件正截面的破壞形態(tài)和機(jī)理 偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心距偏心距e0和和縱向鋼筋配筋率縱向鋼筋配筋率有關(guān)有關(guān) 1、大偏心破壞、大偏心破壞（受拉破壞）（受拉破壞） tensi

29、le failure 第六章 受壓構(gòu)件 fyAs fyAs N M M較大，較大，N較小較小偏心距偏心距e0較大較大 fyAs fyAs N As配筋合適配筋合適 第34頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 截面受拉側(cè)混凝土較早出現(xiàn)裂縫，截面受拉側(cè)混凝土較早出現(xiàn)裂縫，As的應(yīng)力隨荷載增加發(fā)展較的應(yīng)力隨荷載增加發(fā)展較 快，快，首先達(dá)到屈服首先達(dá)到屈服。 此后，裂縫迅速開(kāi)展，受壓區(qū)高度減小此后，裂縫迅速開(kāi)展，受壓區(qū)高度減小 最后受壓側(cè)鋼筋最后受壓側(cè)鋼筋A(yù)s 受壓屈服，壓區(qū)混凝土壓碎而達(dá)到破壞。受壓屈服，壓區(qū)混凝土壓碎而達(dá)到破壞。 這種破壞具有明顯預(yù)兆，變形能力較大，破壞特征與配有受壓這種破壞具有明顯預(yù)

30、兆，變形能力較大，破壞特征與配有受壓 鋼筋的適筋梁相似，鋼筋的適筋梁相似，承載力主要取決于受拉側(cè)鋼筋承載力主要取決于受拉側(cè)鋼筋。 形成這種破壞的條件是：形成這種破壞的條件是：偏心距偏心距e0較大，且受拉側(cè)縱向鋼筋配較大，且受拉側(cè)縱向鋼筋配 筋率合適筋率合適，通常稱為，通常稱為大偏心受壓大偏心受壓。 fyAs fyAs N 第35頁(yè)/共112頁(yè) 2、小偏心破壞、小偏心破壞（受壓破壞）（受壓破壞）compressive failure 產(chǎn)生受壓破壞的條件有兩種情況：產(chǎn)生受壓破壞的條件有兩種情況： 相對(duì)偏心距相對(duì)偏心距e0/h0較小較小 第六章 受壓構(gòu)件 sAs fyAs N 雖然相對(duì)偏心距雖然相對(duì)

31、偏心距e0/h0較大，但受拉側(cè)縱向鋼筋配置較多時(shí)較大，但受拉側(cè)縱向鋼筋配置較多時(shí) sAs fyAs N As太多太多 第36頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 截面受壓側(cè)混凝土和鋼筋的受力較大，截面受壓側(cè)混凝土和鋼筋的受力較大， 而受拉側(cè)鋼筋應(yīng)力較小，而受拉側(cè)鋼筋應(yīng)力較小， 當(dāng)相對(duì)偏心距當(dāng)相對(duì)偏心距e0/h0很小時(shí)，很小時(shí)，受拉側(cè)受拉側(cè)還可能出現(xiàn)受壓情況。還可能出現(xiàn)受壓情況。 截面最后是由于受壓區(qū)混凝土首先壓碎而達(dá)到破壞，截面最后是由于受壓區(qū)混凝土首先壓碎而達(dá)到破壞， 承載力主要取決于壓區(qū)混凝土和受壓側(cè)鋼筋，破壞時(shí)受壓區(qū)高承載力主要取決于壓區(qū)混凝土和受壓側(cè)鋼筋，破壞時(shí)受壓區(qū)高 度較大，受拉側(cè)鋼筋

32、度較大，受拉側(cè)鋼筋未達(dá)到未達(dá)到受拉屈服受拉屈服，破壞具有脆性性質(zhì)。，破壞具有脆性性質(zhì)。 第二種情況在設(shè)計(jì)應(yīng)予避免第二種情況在設(shè)計(jì)應(yīng)予避免，因此受壓破壞一般為偏心距較小，因此受壓破壞一般為偏心距較小 的情況，故常稱為的情況，故常稱為小偏心受壓小偏心受壓。 sAs fyAs N sAs fyAs N A s 太太 多多 第37頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 第三種情況：偏心距極小，而拉區(qū)鋼第三種情況：偏心距極小，而拉區(qū)鋼 筋較少，壓區(qū)鋼筋較多：筋較少，壓區(qū)鋼筋較多： l 截面的實(shí)際重心與構(gòu)件的幾何中心截面的實(shí)際重心與構(gòu)件的幾何中心 不重合。不重合。 l 截面全部受壓。截面全部受壓。 l 破壞時(shí)，

33、破壞時(shí)，“拉區(qū)鋼筋拉區(qū)鋼筋”屈服；壓區(qū)屈服；壓區(qū) 鋼筋不屈服，鋼筋不屈服，拉區(qū)混凝土拉區(qū)混凝土被壓碎。被壓碎。 受壓破壞的特征：受壓破壞的特征： 破壞始于受壓區(qū)的混凝土被壓碎，壓破壞始于受壓區(qū)的混凝土被壓碎，壓 應(yīng)力較大的一側(cè)的受壓鋼筋的壓應(yīng)應(yīng)力較大的一側(cè)的受壓鋼筋的壓應(yīng) 力一般能達(dá)到屈服強(qiáng)度，而另一側(cè)力一般能達(dá)到屈服強(qiáng)度，而另一側(cè) 的鋼筋可能受拉也可能受壓，其應(yīng)的鋼筋可能受拉也可能受壓，其應(yīng) 力一般達(dá)不到屈服強(qiáng)度。設(shè)計(jì)一般力一般達(dá)不到屈服強(qiáng)度。設(shè)計(jì)一般 應(yīng)避免。應(yīng)避免。 N / ss A ys f A 第38頁(yè)/共112頁(yè) 受拉破壞和受壓破壞的界限受拉破壞和受壓破壞的界限 1 1、發(fā)生條件：

34、、發(fā)生條件：偏心距適中，拉區(qū)鋼筋截面面積也適中。即介偏心距適中，拉區(qū)鋼筋截面面積也適中。即介 于受拉破壞和受壓破壞之間的的界限破壞狀態(tài)。于受拉破壞和受壓破壞之間的的界限破壞狀態(tài)。 2.2.破壞特征破壞特征: : 在受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度的同時(shí)在受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度的同時(shí),受壓區(qū)的混凝土出現(xiàn)縱受壓區(qū)的混凝土出現(xiàn)縱 向裂縫并被壓碎。即向裂縫并被壓碎。即受拉鋼筋屈服受拉鋼筋屈服與與受壓區(qū)混凝土邊緣極受壓區(qū)混凝土邊緣極 限壓應(yīng)變限壓應(yīng)變 cu同時(shí)達(dá)到。同時(shí)達(dá)到。 與適筋梁和超筋梁的界限情況類似。與適筋梁和超筋梁的界限情況類似。 因此，因此，相對(duì)界限受壓區(qū)高度相對(duì)界限受壓區(qū)高度仍為：仍為： 1 1

35、 b y cus f E 第六章 受壓構(gòu)件 當(dāng)當(dāng) b時(shí)時(shí) 當(dāng)當(dāng) b時(shí)時(shí) 受受拉拉破壞破壞(大偏心受壓大偏心受壓) 受受壓壓破壞破壞(小偏心受壓小偏心受壓) 第39頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 偏心受壓構(gòu)件的縱向彎曲的影響偏心受壓構(gòu)件的縱向彎曲的影響 長(zhǎng)短柱的判斷長(zhǎng)短柱的判斷 短柱：短柱： 0 8 l h 0 28 l i 0 7 l d 矩形截面矩形截面 任意截面任意截面 圓截面圓截面 長(zhǎng)柱：長(zhǎng)柱： 0 830 l h 0 28104 l i 0 726 l d 矩形截面矩形截面 任意截面任意截面 圓截面圓截面 細(xì)長(zhǎng)柱：細(xì)長(zhǎng)柱： 0 30 l h 第40頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 偏

36、心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的長(zhǎng)柱，要對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的長(zhǎng)柱，要 考慮彎曲撓度的影響，考慮彎曲撓度的影響， 0 MN e 0 MNey 一階彎矩一階彎矩 二階彎矩二階彎矩 e0 e0 N NN N y 偏心受壓構(gòu)件中的彎矩的這偏心受壓構(gòu)件中的彎矩的這 種現(xiàn)象稱為種現(xiàn)象稱為“細(xì)長(zhǎng)效應(yīng)細(xì)長(zhǎng)效應(yīng)”或或 “壓彎效應(yīng)壓彎效應(yīng)”；也叫；也叫“二階二階 效應(yīng)效應(yīng)”。 第41頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 短柱的破壞特征：短柱的破壞特征： 構(gòu)件的截面由于材料的抗壓強(qiáng)度（小偏心）或抗拉強(qiáng)度（大構(gòu)件的截面由于材料的抗壓強(qiáng)度（小偏心）或抗拉強(qiáng)度（大 偏心）達(dá)到極限強(qiáng)度而破壞。偏心）達(dá)到

37、極限強(qiáng)度而破壞。 長(zhǎng)柱的破壞特征：長(zhǎng)柱的破壞特征： 由于有附加偏心距的影響，其承載力較短柱要低，但其破壞由于有附加偏心距的影響，其承載力較短柱要低，但其破壞 特點(diǎn)與短柱大致一樣。特點(diǎn)與短柱大致一樣。都屬于材料破壞。都屬于材料破壞。 細(xì)長(zhǎng)柱的破壞特征：細(xì)長(zhǎng)柱的破壞特征： 由于長(zhǎng)細(xì)比很大，側(cè)向撓度的影響很大，破壞時(shí)，材料沒(méi)有由于長(zhǎng)細(xì)比很大，側(cè)向撓度的影響很大，破壞時(shí)，材料沒(méi)有 達(dá)到屈服，而發(fā)生達(dá)到屈服，而發(fā)生失穩(wěn)破壞失穩(wěn)破壞。 在工程中應(yīng)用最廣的是長(zhǎng)柱，因此在確定其計(jì)算方法時(shí)，要在工程中應(yīng)用最廣的是長(zhǎng)柱，因此在確定其計(jì)算方法時(shí)，要 考慮其二階效應(yīng)?？紤]其二階效應(yīng)。 在設(shè)計(jì)中一般應(yīng)避免使用細(xì)長(zhǎng)柱。在

38、設(shè)計(jì)中一般應(yīng)避免使用細(xì)長(zhǎng)柱。 第42頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 附加偏心距和偏心距增大系數(shù)附加偏心距和偏心距增大系數(shù) 由于施工誤差、計(jì)算偏差及材料的不均勻等原因，實(shí)際工由于施工誤差、計(jì)算偏差及材料的不均勻等原因，實(shí)際工 程中不存在理想的軸心受壓構(gòu)件。為考慮這些因素的不利影程中不存在理想的軸心受壓構(gòu)件。為考慮這些因素的不利影 響，引入響，引入附加偏心距附加偏心距ea(Odditional eccentricity)，即在正截面即在正截面 壓彎承載力計(jì)算中，偏心距取計(jì)算偏心距壓彎承載力計(jì)算中，偏心距取計(jì)算偏心距e0=M/N與附加偏心與附加偏心 距距ea之和，稱為之和，稱為初始偏心距初始偏心距

39、ei (initial eccentricity)， ai eee 0 參考以往工程經(jīng)驗(yàn)和國(guó)外規(guī)范，附加偏心距參考以往工程經(jīng)驗(yàn)和國(guó)外規(guī)范，附加偏心距ea取取20mm與與 h/30 兩者中的較大值，此處兩者中的較大值，此處h是指偏心方向的截面尺寸是指偏心方向的截面尺寸。 1、附加偏心距、附加偏心距 0 /3020 a M e N eh 第43頁(yè)/共112頁(yè) 2、偏心距增大系數(shù)、偏心距增大系數(shù) 由于側(cè)向撓曲變形，軸向力由于側(cè)向撓曲變形，軸向力 將產(chǎn)生將產(chǎn)生二階效應(yīng)二階效應(yīng)，引起附加彎，引起附加彎 矩。矩。 對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的構(gòu)件，二對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的構(gòu)件，二 階效應(yīng)引起附加彎矩不能忽略階效應(yīng)引起附加彎

40、矩不能忽略 。 圖示典型偏心受壓柱，跨中圖示典型偏心受壓柱，跨中 側(cè)向撓度為側(cè)向撓度為 f 。 對(duì)跨中截面，軸力對(duì)跨中截面，軸力N的的偏心距偏心距 為為ei + f ，即跨中截面的彎矩為，即跨中截面的彎矩為 M =N ( ei + f )。 在截面和初始偏心距相同的在截面和初始偏心距相同的 情況下，柱的情況下，柱的長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比l0/h不同，不同， 側(cè)向撓度側(cè)向撓度 f 的大小不同，影響的大小不同，影響 程度會(huì)有很大差別，將產(chǎn)生不程度會(huì)有很大差別，將產(chǎn)生不 同的破壞類型。同的破壞類型。 e l x fy sin f y x ei ei N N N ei N ( ei+ f ) le 第六章 受壓

41、構(gòu)件 第44頁(yè)/共112頁(yè) M N N0 M0 Nus Nusei Num Numei Num fm Nul Nul ei Nul fl 對(duì)于對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比l0/h8的的短柱短柱 側(cè)向撓度側(cè)向撓度 f 與初始偏心距與初始偏心距ei 相比很?。幌啾群苄?； 柱跨中彎矩柱跨中彎矩M=N(ei+f ) 隨軸隨軸 力力N的增加基本呈線性增長(zhǎng)；的增加基本呈線性增長(zhǎng)； 直至達(dá)到截面承載力極限狀直至達(dá)到截面承載力極限狀 態(tài)產(chǎn)生破壞。態(tài)產(chǎn)生破壞。 對(duì)短柱可忽略撓度對(duì)短柱可忽略撓度f(wàn)影響。影響。 第六章 受壓構(gòu)件 第45頁(yè)/共112頁(yè) M N N0 M0 Nus Nusei Num Numei Num fm N

42、ul Nul ei Nul fl 長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比l0/h =830的的中長(zhǎng)柱中長(zhǎng)柱 f 與與ei相比已不能忽略。相比已不能忽略。 f 隨軸力增大而增大，柱跨隨軸力增大而增大，柱跨 中彎矩中彎矩M = N ( ei + f ) 的增長(zhǎng)的增長(zhǎng) 速度大于軸力速度大于軸力N的增長(zhǎng)速度；的增長(zhǎng)速度； 即即M隨隨N 的增加呈明顯的非的增加呈明顯的非 線性增長(zhǎng)。線性增長(zhǎng)。 雖然最終在雖然最終在M和和N的共同作用下達(dá)到截面承載力極限狀態(tài)，的共同作用下達(dá)到截面承載力極限狀態(tài)， 但軸向承載力明顯低于同樣截面和初始偏心距情況下的短柱。但軸向承載力明顯低于同樣截面和初始偏心距情況下的短柱。 因此，對(duì)于中長(zhǎng)柱，在設(shè)計(jì)中應(yīng)

43、考慮附加撓度因此，對(duì)于中長(zhǎng)柱，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮附加撓度 f 對(duì)彎矩增大對(duì)彎矩增大 的影響。的影響。 第六章 受壓構(gòu)件 第46頁(yè)/共112頁(yè) M N N0 M0 Nus Nusei Num Numei Num fm Nul Nul ei Nul fl 第六章 受壓構(gòu)件 長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比l0/h 30的的細(xì)長(zhǎng)柱細(xì)長(zhǎng)柱 側(cè)向撓度側(cè)向撓度 f 的影響已很大；的影響已很大； 在未達(dá)到截面承載力極限狀在未達(dá)到截面承載力極限狀 態(tài)之前，側(cè)向撓度態(tài)之前，側(cè)向撓度 f 已呈已呈不穩(wěn)不穩(wěn) 定定發(fā)展；即柱的軸向荷載最大發(fā)展；即柱的軸向荷載最大 值發(fā)生在荷載增長(zhǎng)曲線與截面值發(fā)生在荷載增長(zhǎng)曲線與截面 承載力承載力Nu- -M

44、u相關(guān)曲線相交之相關(guān)曲線相交之 前前 這種破壞為失穩(wěn)破壞，應(yīng)進(jìn)這種破壞為失穩(wěn)破壞，應(yīng)進(jìn) 行專門(mén)計(jì)算。行專門(mén)計(jì)算。 第47頁(yè)/共112頁(yè) 偏心距增大系數(shù)偏心距增大系數(shù) 第六章 受壓構(gòu)件 e l x fy sin f y x ei ei N N le l0 實(shí)際工程中常見(jiàn)的是長(zhǎng)柱，在設(shè)計(jì)實(shí)際工程中常見(jiàn)的是長(zhǎng)柱，在設(shè)計(jì) 中應(yīng)考慮附加撓度中應(yīng)考慮附加撓度 f 對(duì)彎矩增大的對(duì)彎矩增大的 影響。通常采用影響。通常采用修正剛度系數(shù)法修正剛度系數(shù)法和和 偏心距增大系數(shù)法偏心距增大系數(shù)法。 由于偏心距增大系數(shù)法相對(duì)比較簡(jiǎn)由于偏心距增大系數(shù)法相對(duì)比較簡(jiǎn) 單，便于手算，在工程中采用較多單，便于手算，在工程中采用較多

45、 。對(duì)于比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)宜采用修正對(duì)于比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)宜采用修正 剛度系數(shù)法。剛度系數(shù)法。 1 i iii i i ii ef MN efNeN e e eff ee 第48頁(yè)/共112頁(yè) ii i e f e fe 1 2 2 0 / 2 l d y dx x 2 0 10 l f 0 y cu s b f E h 0 cs h 第六章 受壓構(gòu)件 2 0 2 l f 2 0 10 l f 0 sin x yf l 設(shè) e l0 f y x i e i N N 0 sin x yf l 由平截面假定有：由平截面假定有： 界限破壞時(shí)：界限破壞時(shí)： 2 0 1 10 i l e 第49頁(yè)/共112頁(yè)

46、第六章 受壓構(gòu)件 由于偏心受壓構(gòu)件實(shí)際破壞形態(tài)由于偏心受壓構(gòu)件實(shí)際破壞形態(tài) 和界限破壞有差別，故要修正和界限破壞有差別，故要修正: 1212 0 y cu s b f E h 1 2 偏心受壓構(gòu)件曲率修正系數(shù) 長(zhǎng)細(xì)比對(duì)曲率的影響系數(shù) e l0 f y x i e i N N 0 sin x yf l 第50頁(yè)/共112頁(yè) 21 2 0 0 1400 1 1 h l h ei 第六章 受壓構(gòu)件 0 2 1.150.011 l h 1 0.5 bc Nf A NN 當(dāng)當(dāng)l0/h15時(shí)，取時(shí)，取2 1.0 規(guī)范給定的規(guī)范給定的偏心距增大偏心距增大 系數(shù)的計(jì)算公式：系數(shù)的計(jì)算公式： 當(dāng)當(dāng)l0/i 17

47、.5時(shí)，取時(shí)，取=1.0。 對(duì)矩形截面，當(dāng)對(duì)矩形截面，當(dāng)l0/h5時(shí)，取時(shí)，取=1.0 e l0 f y x i e i N N 0 sin x yf l 第51頁(yè)/共112頁(yè) 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本假定偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本假定 偏心受壓正截面受力分析方法與受彎情況是相同的偏心受壓正截面受力分析方法與受彎情況是相同的 ，即仍采用以，即仍采用以平截面假定平截面假定為基礎(chǔ)的計(jì)算理論，為基礎(chǔ)的計(jì)算理論， 根據(jù)混凝土和鋼筋的應(yīng)力根據(jù)混凝土和鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，即可分析截面應(yīng)變關(guān)系，即可分析截面 在壓力和彎矩共同作用下受力全過(guò)程。在壓力和彎矩共同作用下受力全過(guò)程。 對(duì)于正截面

48、承載力的計(jì)算，同樣可按受彎情況，對(duì)對(duì)于正截面承載力的計(jì)算，同樣可按受彎情況，對(duì) 受壓區(qū)混凝土采用等效矩形應(yīng)力圖，受壓區(qū)混凝土采用等效矩形應(yīng)力圖， 等效矩形應(yīng)力圖等效矩形應(yīng)力圖的強(qiáng)度為的強(qiáng)度為 1 1 fc，等效矩形應(yīng)力圖的，等效矩形應(yīng)力圖的 高度與中和軸高度的比值為高度與中和軸高度的比值為 1 1。 第六章 受壓構(gòu)件 第52頁(yè)/共112頁(yè) 小偏心受壓構(gòu)件小偏心受壓構(gòu)件“受拉側(cè)受拉側(cè)”鋼筋應(yīng)力鋼筋應(yīng)力 s 由平截面假定可得由平截面假定可得 n cu n s xxh 0 cu s xn h0 第六章 受壓構(gòu)件 x=1 xn s=Es s 11 0 (1)(1) / sscuscu EE x h 第

49、53頁(yè)/共112頁(yè) 受拉側(cè)受拉側(cè)鋼筋應(yīng)力鋼筋應(yīng)力 s n cu n s xxh 0 cu s xn h0 11 0 (1)(1) / sscuscu EE x h x=1 xn s=Es s 第六章 受壓構(gòu)件 為避免采用上式出現(xiàn)為避免采用上式出現(xiàn) x 的的三次方程三次方程 1 1 sy b ysy f ff 考慮：當(dāng)考慮：當(dāng) = b， s=fy； 當(dāng)當(dāng) = 1 1， s=0 cu y x n h 0 cu h 0 第54頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 6.6 6.6 不對(duì)稱矩形偏心受壓構(gòu)件正截面正截面承載力計(jì)算不對(duì)稱矩形偏心受壓構(gòu)件正截面正截面承載力計(jì)算 一、不對(duì)稱配筋截面設(shè)計(jì)一、不對(duì)稱配筋

50、截面設(shè)計(jì) 1、大偏心受壓（受拉破壞）、大偏心受壓（受拉破壞） 基本公式：基本公式： 1 / 100 / 01 ()() 2 ()() 2 cysys cyss ysscs Nf bxf Af A x N ef bx hf A ha x N ef A haf bxa 0.5 is eeha / 0.5 is eeha / e 1c f bx fyAs fyAs N e e i 第55頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 公式的適用條件：公式的適用條件： 1 / 100 / 01 ()() 2 ()() 2 cysys cyss ysscs Nf bxf Af A x N ef bx hf A ha

51、x N ef A haf bxa 0 b x h / 2 s xa 保證構(gòu)件破壞時(shí)，受拉鋼筋屈服保證構(gòu)件破壞時(shí)，受拉鋼筋屈服 保證構(gòu)件破壞時(shí)，受壓鋼筋屈服保證構(gòu)件破壞時(shí)，受壓鋼筋屈服 / e 1c f bx fyAs fyAs N e e i 第56頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 當(dāng)：當(dāng)： 1 / 100 / 01 ()() 2 ()() 2 cysys cyss ysscs Nf bxf Af A x N ef bx hf A ha x N ef A haf bxa / 2 s xa 受壓鋼筋可能不屈服，取受壓鋼筋可能不屈服，取 / 2 s xa / 01 ()() 2 ysscs x N

52、 ef A haf bxa由：由： / 0 () yss N ef A ha / e 1c f bx fyAs fyAs N e e i 第57頁(yè)/共112頁(yè) 基本公式的應(yīng)用：基本公式的應(yīng)用： 截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì) As和和As均未知時(shí)均未知時(shí) 兩個(gè)基本方程中有三個(gè)未知數(shù)，兩個(gè)基本方程中有三個(gè)未知數(shù)，As、As和和 x，故無(wú)唯一解故無(wú)唯一解。 與雙筋梁類似，為使總配筋面積（與雙筋梁類似，為使總配筋面積（As+As）最?。┳钚?。 可取可取x= bh0得得 2 10 / 0 (1 0.5) () cbb s ys Nef bh A fha 若若As0.002bh? 則取則取As=0.002bh，然后按

53、，然后按 As為已知情況計(jì)算。為已知情況計(jì)算。 10cbys s y f bhf AN A f 若若As minbh ? 應(yīng)取應(yīng)取As= minbh。 若若As ， 按小偏心受壓計(jì)算按小偏心受壓計(jì)算 第六章 受壓構(gòu)件 1 / 100 ()() 2 ucysys cyss NNf bxf Af A x N ef bx hf A ha 第58頁(yè)/共112頁(yè) As為已知時(shí)為已知時(shí) 當(dāng)當(dāng)As已知時(shí)，兩個(gè)基本方程有二個(gè)未知數(shù)已知時(shí)，兩個(gè)基本方程有二個(gè)未知數(shù)As 和和 x，有唯一解有唯一解。 先由第二式求解先由第二式求解x，若若x 2a，則可代入第一式得，則可代入第一式得 1cys s y f bxf A

54、N A f 若若x bh0 ？ 若若As若小于若小于 minbh？ 應(yīng)取應(yīng)取As= minbh。 第六章 受壓構(gòu)件 應(yīng)加大截面尺寸應(yīng)加大截面尺寸或或按按As為未知情況重新計(jì)算確定為未知情況重新計(jì)算確定 As 則可偏于安全的近似取則可偏于安全的近似取x=2a/，則：，則： 若若x2a ？ 1 / 100 ()() 2 ucysys cyss NNf bxf Af A x N ef bx hf A ha / 01 ()() 2 ysscs x N ef A haf bxa / 0 () yss N ef A ha 第59頁(yè)/共112頁(yè) / / 0 () s ys Ne A fha 第六章 受壓構(gòu)件

55、 則可偏于安全的近似取則可偏于安全的近似取x=2a，按下式確定，按下式確定As 若若x b， As一般未達(dá)到受拉屈服，一般未達(dá)到受拉屈服， s fy。 兩個(gè)基本方程中有三個(gè)未知數(shù)，兩個(gè)基本方程中有三個(gè)未知數(shù)，As、A/s和和x，故無(wú)唯一解。需，故無(wú)唯一解。需 要補(bǔ)充一個(gè)最小用鋼量的經(jīng)濟(jì)條件來(lái)確定要補(bǔ)充一個(gè)最小用鋼量的經(jīng)濟(jì)條件來(lái)確定x，再求，再求As、A/s 。 u除除偏心距過(guò)小偏心距過(guò)?。?e00.15h0 ）且且軸向力較大軸向力較大（N fcbh）外）外 ，為使用鋼量最小，故可取，為使用鋼量最小，故可取As =0.002bh。再利用基本公式求解。再利用基本公式求解 。 第六章 受壓構(gòu)件 第6

56、2頁(yè)/共112頁(yè) 對(duì)受壓鋼筋合力點(diǎn)取矩：對(duì)受壓鋼筋合力點(diǎn)取矩： 1 / 10 1 01 11 ()() 2 ucysss cssss syy bb NNf bxf AA x N ef bxaA ha x h ff 由第二式和第三式聯(lián)立解得由第二式和第三式聯(lián)立解得x，再代入第一式求解再代入第一式求解A/s。 第六章 受壓構(gòu)件 sAs fyAs N e i e 第63頁(yè)/共112頁(yè) u當(dāng)偏心距較小當(dāng)偏心距較?。?e00.15h0 ）且且軸向力較大軸向力較大（N fcbh）時(shí)，發(fā)生時(shí)，發(fā)生全截全截 面受壓面受壓。如果如果“受拉側(cè)受拉側(cè)”鋼筋配置過(guò)少，鋼筋配置過(guò)少，“受壓側(cè)受壓側(cè)”鋼筋配置過(guò)多鋼筋配置

57、過(guò)多 ，則可能發(fā)生則可能發(fā)生“受拉側(cè)受拉側(cè)”鋼筋受壓屈服，鋼筋受壓屈服， “受壓側(cè)受壓側(cè)”混凝土也可混凝土也可 能先壓壞。能先壓壞。 u對(duì)對(duì)“受壓側(cè)受壓側(cè)”鋼筋合力作用點(diǎn)取矩，并取鋼筋合力作用點(diǎn)取矩，并取x=h。 第六章 受壓構(gòu)件 / 100 ()() 2 cyss h N ef bh hf A ha 由于軸心力靠近截面重心，所以不考慮偏由于軸心力靠近截面重心，所以不考慮偏 心距增大系數(shù)，心距增大系數(shù)，且附加偏心距與原始偏心且附加偏心距與原始偏心 距反向，故取距反向，故取ei=e0- -ea 則：則： e=0.5h- -as- -(e0- -ea), h0=h- -as N e / e ei

58、/ ss A ys f A 第64頁(yè)/共112頁(yè) 第六章 受壓構(gòu)件 / 010 / 0 () 22 () sac s ys hh Naeef bh h A fha u當(dāng)當(dāng)e00.15h0且且N fcbh時(shí)時(shí)：應(yīng)按上式：應(yīng)按上式 計(jì)算出計(jì)算出As，并與，并與 As = minbh相比較，取相比較，取 其較大值。其較大值。 u當(dāng)確定當(dāng)確定As以后，根據(jù)基本公式，可以以后，根據(jù)基本公式，可以 求得唯一解。求得唯一解。 1 1 1 / 100 ()() 2 ucysys b cyss NNf bxf AfA x N ef bx hf A ha N e / e ei / ss A ys f A 第65頁(yè)

59、/共112頁(yè) 小偏心受壓應(yīng)該滿足：小偏心受壓應(yīng)該滿足： b , -fys fy 當(dāng)縱向鋼筋當(dāng)縱向鋼筋A(yù)s的應(yīng)力的應(yīng)力s達(dá)到受壓屈服強(qiáng)度（達(dá)到受壓屈服強(qiáng)度（-fy）且）且 f/y = fy時(shí)，時(shí)， 由由 根據(jù)求得的根據(jù)求得的x ，可分為兩種情況，可分為兩種情況: 若若 (2 1 1 b)， s= -fy/ ，基本公式轉(zhuǎn)化為下式：，基本公式轉(zhuǎn)化為下式： 1 / 100 ()() 2 ucysys cyss NNf bxf Af A x N ef bx hf A ha 第六章 受壓構(gòu)件 l若若h/h0可由基本公式求可由基本公式求As和和As/，且使，且使As ( As/) 0.002bh，否則，取，

60、否則，取As ( As/) =0.002bh。 l若若h/h0可取可取 h/h0 ，再由基本公式求得，再由基本公式求得As和和As/，且使，且使As ( As/) 0.002bh，否則，取，否則，取As ( As/) =0.002bh。同時(shí)同時(shí)，還應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件正截，還應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件正截 面承載能力計(jì)算公式計(jì)算垂直于彎矩作用平面內(nèi)的截面配筋量，此時(shí)計(jì)算面承載能力計(jì)算公式計(jì)算垂直于彎矩作用平面內(nèi)的截面配筋量，此時(shí)計(jì)算 的的As/應(yīng)大于應(yīng)大于As +As/的總量，否則增加配筋量。的總量，否則增加配筋量。 l若若b, ,按大偏心受壓計(jì)算。按大偏心受壓計(jì)算。 第67頁(yè)/共112頁(yè) 大小偏心的判別：