第六章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件

會(huì)計(jì)學(xué)1第六章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件（一）材料選擇：1、混凝土：選擇強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土，C20~C50。2、鋼筋：不宜選擇高強(qiáng)鋼筋，HRB335、HRB400。（二）截面形式和截面尺寸1、形式：矩形、圓形、I形。2、尺寸：最小高度、剛度要求。（三）縱向鋼筋：鋼筋直徑及間距、布置、配筋率等。（四）箍筋：鋼筋直徑及間距、布置、配箍率等。二、受壓構(gòu)件的一般構(gòu)造第1頁(yè)/共21頁(yè)一、概述1、軸心受壓構(gòu)件分類普通箍筋柱：縱筋+普通箍筋（矩形箍筋）螺旋箍筋柱：縱筋+螺旋式箍筋2、軸壓構(gòu)件中縱筋和箍筋的作用二、配有普通箍筋的軸壓構(gòu)件（一）試驗(yàn)研究分析1、柱的分類：短柱（對(duì)一般截面L0/i≤28；對(duì)矩形截面L0/b≤8）、長(zhǎng)柱。第二節(jié)受軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力第2頁(yè)/共21頁(yè)當(dāng)構(gòu)件的壓應(yīng)變達(dá)到0.002時(shí)，混凝土達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度值，構(gòu)件宣告破壞。若鋼筋的屈服應(yīng)變小于混凝土破壞時(shí)的應(yīng)變，則鋼筋首先達(dá)到屈服應(yīng)變，隨后鋼筋的應(yīng)力保持為屈服應(yīng)力不變，直到混凝土破壞；若鋼筋的屈服應(yīng)變大于混凝土破壞時(shí)的應(yīng)變，則混凝土破壞時(shí)鋼筋未屈服。所以，鋼筋不宜采用高強(qiáng)鋼筋。Nu=fckA+fykAs3、長(zhǎng)柱的試驗(yàn)研究軸向壓力使柱產(chǎn)生側(cè)向彎曲，從而增大了初始偏心矩。這使得長(zhǎng)柱的承載力較同等截面和配筋的短柱承載力小，《規(guī)范》中采用承載力降低系數(shù)（稱為穩(wěn)定系數(shù)）考慮這種影響。（二）正截面承載力計(jì)算公式Nu=0.9(fcA+fyAs)2、短柱的試驗(yàn)研究第3頁(yè)/共21頁(yè)三、軸心受壓螺旋式箍筋柱的正截面受壓承載力計(jì)算（一）試驗(yàn)研究分析1、螺旋式箍筋柱的受力特點(diǎn)：軸向壓力較小時(shí)，混凝土和縱筋分別受壓，螺旋箍筋受拉但對(duì)混凝土的橫向作用不明顯；接近極限狀態(tài)時(shí)，螺旋箍筋對(duì)核芯混凝土產(chǎn)生較大的橫向約束，提高混凝土強(qiáng)度，從而間接提高柱的承載能力。2、螺旋箍筋又稱為“間接鋼筋”，產(chǎn)生“套箍作用”。（二）截面承載力計(jì)算1、約束混凝土的抗壓強(qiáng)度：fc1=fc+42

約束應(yīng)力分析2、計(jì)算公式：N≤0.9(fcAcor+fyAs+2fyAsso)3、使用螺旋式箍筋柱的條件第4頁(yè)/共21頁(yè)第5頁(yè)/共21頁(yè)

一、試驗(yàn)研究分析1、大偏心受壓破壞（受拉破壞）1）相對(duì)偏心距e0/h0較大，受拉鋼筋配置適量；2）N較小時(shí)遠(yuǎn)側(cè)受拉，近側(cè)受壓；3）N增加后遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生橫向縫；4）隨后遠(yuǎn)側(cè)縱筋受拉屈服，然后近側(cè)混凝土壓碎，構(gòu)件破壞。總結(jié)：相對(duì)偏心距較大，稱為“大偏心受壓”；遠(yuǎn)側(cè)鋼筋自始至終受拉且先屈服，又稱為“受拉破壞”。第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件的受力性能第6頁(yè)/共21頁(yè)2、小偏心受壓破壞（受壓破壞）有兩種情況：（1）如圖(a)所示：相對(duì)偏心距稍大且遠(yuǎn)側(cè)鋼筋較多；N較小時(shí)，遠(yuǎn)側(cè)受拉，近側(cè)受壓；破壞時(shí)，遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受拉但不能屈服，近側(cè)鋼筋受壓屈服，近側(cè)混凝土壓碎；（2）如圖(b)所示：相對(duì)偏心距較??；N較小時(shí)，全截面受壓（遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)鋼筋均受壓）；遠(yuǎn)側(cè)受壓程度小于近側(cè)受壓程度；破壞時(shí)，遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受壓但不能屈服，近側(cè)鋼筋受壓屈服，近側(cè)混凝土壓碎?？偨Y(jié)：遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受拉或者受壓，但不能屈服；以混凝土受壓破壞為標(biāo)志，稱為“受壓破壞”；相對(duì)偏心距較小，稱為“小偏心受壓”。第7頁(yè)/共21頁(yè)

3、縱向彎曲的影響

(1)圖為一柱，其兩端作用有一對(duì)軸向壓力，偏心距相等；

(2)圖為將軸向壓力移動(dòng)至柱軸線上，產(chǎn)生力矩；在該力矩作用下，柱的每一截面上的彎矩相同，其值為M=Nei（稱為一階距）；

(3)圖為產(chǎn)生縱向彎曲f后的圖形，將出現(xiàn)彎矩Nf

（稱為二階距）。討論：（a）最危險(xiǎn)截面處的彎矩為一階距和二階距之和；（b）由于二階距的存在，使實(shí)際偏心矩增大，導(dǎo)致長(zhǎng)柱的承載能力降低。這種影響通過(guò)偏心矩增大系數(shù)考慮(見(jiàn)附圖)。（c）對(duì)于短柱，二階距可忽略＝1；對(duì)于長(zhǎng)柱，二階距不可忽略

>1；第8頁(yè)/共21頁(yè)偏心矩增大系數(shù)第9頁(yè)/共21頁(yè)第10頁(yè)/共21頁(yè)1、大小偏壓的根本區(qū)別：（1）兩者的根本區(qū)別在于：遠(yuǎn)側(cè)的鋼筋是否受拉且屈服；（2）前者遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受拉屈服，破壞前有預(yù)兆，屬“延性破壞”；（3）后者遠(yuǎn)側(cè)鋼筋不能受拉屈服，破壞時(shí)取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度且無(wú)預(yù)兆，屬“脆性破壞”；（4）存在界限破壞（類似受彎構(gòu)件正截面）：遠(yuǎn)側(cè)鋼筋屈服的同時(shí)，近側(cè)混凝土壓碎。2、判斷方法（見(jiàn)圖）二、大、小偏壓的分界第11頁(yè)/共21頁(yè)界限狀態(tài)：＝b小偏壓：＞b大偏壓：＜b第12頁(yè)/共21頁(yè)第四節(jié)矩形截面偏心受壓構(gòu)件

正截面受壓承載力計(jì)算一、基本計(jì)算公式將偏心受壓構(gòu)件受壓區(qū)混凝土曲線分布的應(yīng)力圖進(jìn)行簡(jiǎn)化（同受彎構(gòu)件簡(jiǎn)化）。見(jiàn)附圖第13頁(yè)/共21頁(yè)eeie1fcsAsfyAsAsAsbasxh0hasN當(dāng)為大偏壓時(shí)，s＝fy公式適用條件為：2as’/h0b當(dāng)為小偏壓時(shí)，s＜fy

。當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受拉時(shí)，s為正；當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)鋼筋受壓時(shí)，s為負(fù)。公式適用條件為：>b基本計(jì)算公式第14頁(yè)/共21頁(yè)二、垂直于彎矩作用平面的受壓承載力驗(yàn)算yNxNN彎矩作用平面垂直于彎矩作用平面垂直于彎矩作用平面按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算Nu=0.9(fcA+fyAs)第15頁(yè)/共21頁(yè)（一）截面設(shè)計(jì)1、大、小偏心受壓的判斷界限破壞時(shí)的軸力：Nb=1bfcbh0。當(dāng)≤b，為大偏心受壓；當(dāng)>b，為小偏心受壓。2、大偏心受壓（公式簡(jiǎn)化為6-15和6-12）計(jì)算步驟:1）計(jì)算相對(duì)受壓區(qū)高度；2）計(jì)算鋼筋面積并驗(yàn)算配筋率。注：若第一步求出的<2as/h0，則假定受壓區(qū)重心在近側(cè)鋼筋重心處。3、小偏心受壓（公式為6-11和6-12、6-13）計(jì)算步驟:1）計(jì)算相對(duì)受壓區(qū)高度（公式6-19a、6-19b或6-20）；2）計(jì)算鋼筋面積并驗(yàn)算配筋率。三、矩形截面對(duì)稱配筋的計(jì)算方法第16頁(yè)/共21頁(yè)已知偏心矩e0或已知M，求受壓承載力N。計(jì)算步驟：先假定為大偏壓，采用大偏壓計(jì)算公式計(jì)算。（1）若計(jì)算2as/h0≤≤b，假定正確，按公式計(jì)算N。（2）若計(jì)算2as/h0＞

，說(shuō)明受壓鋼筋不屈服，按公式計(jì)算N（3）若計(jì)算＞b

，說(shuō)明假定不正確，按小偏壓公式計(jì)算N注：求偏心矩增大系數(shù)時(shí)，采用保守公式6-20計(jì)算