受壓構件的截面承載力

第6章

受壓構件的截面承載力本章主要內容§6.1受壓構件一般構造要求§6.2軸心受壓構件正截面受壓承載力§6.3偏心受壓構件正截面受壓破壞形態(tài)§6.4偏心受壓構件的二階彎矩§6.5矩形截面偏心受壓構件正截面承載力的基本計算公式§6.6不對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算方法§6.7對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算方法§6.9正截面承載力N-M的相關曲線及其應用

1．工程中的受壓構件及其重要性：

房屋建筑：柱，混凝土墻，屋架的上弦桿、受壓腹桿；

橋梁及水工建筑：橋墩，拱；

樁基礎工程：樁。

受壓構件破壞往往會導致整個結構的嚴重損壞，甚至倒塌，它是結構中的重要構件。

概述工程實例

壓壓壓拉拉柱下基礎樓板柱梁梁墻樓梯墻下基礎地下室底板2．受壓構件的分類（1）軸心受壓——軸向壓力與截面形心重合（2）偏心受壓——軸向壓力與截面形心不重合

偏心受壓構件的外荷載柱的彎矩M可以由軸力N的偏心產生：M也可以由于水平力作用產生:

從受力來劃分：只有軸力N作用的構件—軸心受壓構件；彎矩M和軸力N共同作用的構件——偏心受壓構件壓彎構件偏壓構件當N=0，受彎構件；當e0=0，軸壓構件?！?.1受壓構件的一般構造要求1.截面形式及尺寸

截面形式：方形、矩形、圓形、多邊形。

偏心受壓常采用矩形，較大的預制柱采用Ⅰ形截面。圓形截面主要用于橋墩、樁和公共建筑中的柱；還有環(huán)形、T形等截面形式。(1)最小截面尺寸（避免失穩(wěn)及承載力降低太多）矩形柱：宜b×h≥250mm×250mm(抗震300mm×300mm)，且L0/b≤30；圓柱：宜L0/d≤25(抗震d≥350mm)(2)截面尺寸模數(shù)（方便施工）矩形柱：邊長應為50mm的倍數(shù)，800mm以上取100mm的倍數(shù)，h/b=1~3；圓柱：直徑應為50mm的倍數(shù)。

2.材料：混凝土C30~C40，在高層建筑中，C50~C60級混凝土也經常使用。縱筋一般采用HRB400、RRB400級、HRB500，箍筋一般采用HRB400、HRB335級鋼筋?；炷翉姸鹊燃墝κ軌簶嫾某休d力影響較大。軸力越大時，混凝土強度等級宜越高；鋼筋不宜采用高于HRB400級以上的高強度鋼筋（強度不能充分發(fā)揮，為什么？）3．縱向鋼筋（1）配筋率最小配筋率：總配筋率≥；單側≥0.2%；最大配筋率：總配筋率不宜大于5%。為什么？（2）直徑：d≥12mm;通常16mm~32mm（3）根數(shù)：≥4（4）間距：間距≤300mm；凈距≥50mm。4．箍筋（1）作用：固定縱筋位置，防止縱筋壓屈鼓出，抵抗水平剪力。（2）直徑、間距：直徑不應小于d/4及6mm；間距：不應大于15d、400mm及截面短邊尺寸b(配筋率大于3%時，直徑不小于8mm；間距不大于10d且200mm)間接鋼筋（螺旋箍筋和焊接環(huán)筋）：間距：不應大于80mm及dcor/5，也不小于40mm。（3）箍筋的形式：

§6.2軸心受壓構件正截面受壓承載力

真正的軸心受壓構件并不存在（混凝土材料不均勻；鋼筋放置不對稱；荷載作用位置不準確；施工時的尺寸誤差等所導致），在工程中把軸向力作用在截面的形心或偏心距很小時，近似作為軸心受壓構件計算。

軸心受壓構件正截面承載力計算還應用于偏心受壓構件垂直彎矩平面的承載力驗算。

一般把鋼筋混凝土柱按箍筋的作用和配置方式的不同分為兩種：普通箍筋柱—配有縱向鋼筋和普通箍筋螺旋箍筋柱—配有縱向鋼筋和螺旋式或焊接環(huán)式箍筋一.軸心受壓普通箍筋柱正截面受壓承載力

1.受力分析、破壞形態(tài)

短柱：在荷載作用下，鋼筋和混凝土共同受力、變形，隨著荷載的增大，構件的壓縮變形增長速度大于荷載的增長速度，柱中開始出現(xiàn)豎向裂縫，一般縱筋先屈服，箍筋之間的縱筋向外凸出，混凝土保護層剝落，芯部混凝土達極限壓應變ε=0.002，柱壓碎破壞。

在荷載作用下，由初始偏心距導致產生附加彎矩和相應的側向撓度，而側向撓度又增大了荷載的偏心距，隨著荷載的增大，柱側向撓曲，首先在凹側出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土壓壞,凸側出現(xiàn)橫向裂縫，側向撓度急劇增大，柱子破壞(甚至失穩(wěn))。

長柱承載力低于短柱。長細比越大，承載力降低越多。長柱：長細比較大的柱子2.普通箍筋柱正截面承載力計算公式：穩(wěn)定系數(shù)ψ主要與構件的長細比有關。采用穩(wěn)定系數(shù)來表示長柱承載力的降低程度，按表5-1取用。長細比是指構件的計算長度

與其截面的回轉半徑i之比；對于矩形截面為

（b為截面的短邊尺寸）注意：當縱向鋼筋配筋率大于3%時，式中

改為計算出的配筋率不宜超過5%；不宜采用高強鋼筋?？紤]長柱承載力的降低和可靠度的調整因素之后，規(guī)范給出的軸心受壓構件承載力計算公式如下：3. 公式應用截面設計

已知：軸向壓力設計值，混凝土與鋼筋

強度等級，

求：構件截面尺寸及配筋

解：一般先假設配筋率為1%，φ=1，A’s=ρA，帶入公式，可以求出A，確定截面尺寸后，重新計算穩(wěn)定系數(shù)和配筋。截面復核

已知：混凝土與鋼筋強度等級，構件截

面尺寸及配筋，柱子計算長度

求：截面軸心受壓承載力

解：根據(jù)長細比，查表求ψ，再按公式計算出承載力。

例題1

已知：某現(xiàn)澆框架結構的底層內柱，截面尺寸400×400mm，軸心壓力設計值N=2390kN，H=3.9m,混凝土強度等級為C30，鋼筋用HRB335級。求：縱筋截面面積

解：L0=H=3.9m,L0/b=3900/400=9.75,查表得φ=0.983A’s=[N-0.9φfcA]/0.9φf’y=1378mm2

選4根22,A’s=1520mm2例題2

已知：某軸心受壓柱，軸心壓力設計值，N=2460kN，計算高度L。=4.5m,混凝土強度等級為C25，鋼筋采用HRB335級。求：設計柱截面尺寸，并配置受力鋼筋

解：先假設配筋率

根據(jù)承載力計算公式

所以

取

截面尺寸確定為400×400mm，后面步驟同例題1。若計算出配筋率太大，可以將截面尺寸調整大些。二.軸心受壓螺旋箍筋柱正截面受壓承載力

1.受力分析當柱軸力大、截面尺寸受限時，普通箍筋柱的承載力有可能不滿足要求，采用螺旋式箍筋提高其承載力。柱在軸力作用下產生橫向變形，螺旋式箍筋對混凝土的橫向變形有約束作用，使柱芯部混凝土處于三向受壓狀態(tài)，變形能力提高的同時，也提高了混凝土的強度。螺旋式或焊接環(huán)式箍筋承受混凝土環(huán)向壓力引起的拉應力?；炷翉姸忍岣呤怪某休d力提高，其效果相當于配一般箍筋的混凝土柱中增加了縱向鋼筋，因此，將螺旋式或焊接環(huán)式鋼筋稱為“間接鋼筋”?！疤坠孔饔谩毙静炕炷翉姸忍岣咧粒焊鶕?jù)隔離體平衡：令間接鋼筋的換算截面面積為：2.承載力計算公式其余符號定義見教材按此式求出的受壓承載力不應大于1.5倍按普通箍筋計算的承載力。經過整理，再加上可靠度的調整系數(shù)，就得到以下公式。下列情況，不考慮間接鋼筋的影響，按普通箍筋公式計算構件承載力：

時，長細比較大引起縱向彎曲使螺旋

筋不起作用；2.按此式求出的受壓承載力小于按普通箍筋計算的承載力；3.當

時，間接鋼筋配置過少，套箍

作用不明顯。作業(yè)計算題：5.1§6.3偏心受壓構件正截面受壓破壞形態(tài)一.偏心受壓短柱的破壞形態(tài)

偏心受壓構件的破壞形態(tài)與偏心距e0和縱向鋼筋配筋率有關M較大，N較小

偏心距e0較大

As配筋合適1、受拉破壞（大偏心受壓）（1）、破壞過程：

破壞開始于受拉區(qū)混凝土開裂—受拉鋼筋屈服（中和軸逐漸上升，受壓區(qū)高度不斷減小）—受壓區(qū)混凝土被壓碎，受壓鋼筋屈服。

（2）、破壞條件：偏心距大，或M大、N小，且受拉鋼筋配置適量。（3）、破壞特征：受拉、受壓鋼筋均屈服，混凝土被壓碎，類似適筋梁，具有延性破壞性質。承載力主要取決于受拉側鋼筋。

受拉破壞的偏心受壓構件稱為大偏心受壓構件。

2、受壓破壞（小偏心受壓）偏心距e0很小或較小偏心距e0較大，但As配筋太多

（1）、破壞過程：破壞開始于離軸向力近的一側受壓區(qū)混凝土壓應變達到最大，混凝土被壓碎，受壓鋼筋屈服。（2）、破壞條件：偏心距小或受拉鋼筋配置太多

（3）、破壞特征：離軸向力近的一側受壓區(qū)混凝土被壓碎，受壓鋼筋屈服；離軸向力遠的一側可能受拉，也可能受壓，但一般情況下，鋼筋均不屈服，類似超筋梁，脆性破壞。承載力主要取決于壓區(qū)混凝土和受壓側鋼筋受壓破壞的偏心受壓構件稱為小偏心受壓構件。

但是也存在特殊情況：當軸向力的偏心距很小，離軸向力遠的一側配筋少，可能截面混凝土同時被壓碎，由于混凝土的非均勻性，甚至出現(xiàn)離軸向力遠的一側混凝土先壓碎的情況。

在設計中，應避免出現(xiàn)受拉縱筋過多而導致的受壓破壞。因此受壓破壞一般為偏心距較小的情況。3.受拉破壞和受壓破壞的界限◆受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土邊緣極限壓應變同時達到?！襞c適筋梁和超筋梁的界限情況類似。◆因此，相對界限受壓區(qū)高度仍為:當

為大偏心受壓（受拉破壞）；

是小偏心受壓（受壓破壞）。二.附加偏心距和初始偏心距1.荷載（計算）偏心距：

2.附加偏心距

：——取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中較大者。3.初始偏心距

：為考慮施工誤差、荷載作用位置的不確定性、材料不均勻等因素導致工程中不存在理想的軸心受壓構件而引入

三.偏心受壓柱的破壞類型：

短柱：

，

長柱：

細長柱：§6.4偏心受壓構件的二階彎矩◆偏心受壓柱，跨中側向撓度為f。◆

對跨中截面，軸力N的偏心距為ei+f，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情況下，柱的長細比不同，會在很大程度上影響側向撓度

f，并產生不同的破壞類型?！?/p>

側向撓度

f與初始偏心距ei相比很小?！?/p>

柱跨中彎矩M=N(ei+f)隨軸力N的增加基本呈線性增長。◆

直至達到截面承載力極限狀態(tài)產生破壞?！舳讨珊雎詡认驌隙萬影響。短柱短柱長柱細長柱◆

f與ei相比不能忽略?！?/p>

f隨軸力增大而增大，柱跨中彎矩M=N(ei+f)的增長速度大于軸力N的增長速度?！?/p>

即M隨N的增加呈明顯的非線性增長?！?/p>

最終在M和N的共同作用下達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。◆

長柱應考慮側向撓度

f對彎矩增大的影響。長柱短柱長柱細長柱

當長細比增大到一定值時，需要考慮縱向彎曲對承載力的影響。如圖：隨著N增大，柱中部因為撓度而使原偏心距增大，該截面上的彎矩也增大。由于撓度隨N增大而增加，彎矩

比N增加速度要快。這種偏壓構件截面彎矩受軸力與f變化影響的現(xiàn)象稱為壓彎效應或二階彎矩。◆側向撓度

f的影響很大◆在未達到截面承載力極限狀態(tài)之前，側向撓度

f已呈不穩(wěn)定發(fā)展，柱的軸向荷載最大值發(fā)生在荷載增長曲線與截面承載力Nu-Mu相關曲線相交之前◆細長柱破壞為失穩(wěn)破壞。短柱長柱細長柱偏心受壓構件的二階效應由受壓構件自身撓曲產生的

二階效應2.由側移產生的

二階效應§6.5矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力的基本計算公式一.大小偏心受壓的判別大小偏心計算方法不同，所以計算之前先應對其進行判別。上一節(jié)已經講述：

為大偏心受壓；

為小偏心受壓。

以上判別只能用于截面復核。在進行截面設計時，常按偏心距來初步判定。

大偏心受壓

小偏心受壓二.基本計算公式

實際應力圖形

等效矩形應力圖形1.大偏心受壓構件：根據(jù)力的平衡，計算公式：

式中：

適用條件：

（1）（2）保證受壓鋼筋屈服保證受拉鋼筋屈服2.小偏心受壓構件：（1）當截面部分受壓、部分受拉（或全截面受壓）時，但近軸力一側鋼筋屈服、離軸向力遠的一側不論是受拉還是受壓，鋼筋均不屈服?！话闱闆r計算公式：根據(jù)平截面假定，得出：當混凝土強度≤C50時，β1=0.8（2）離軸向力較遠一側混凝土壓壞——反向破壞：當偏心距很小時，如附加偏心距與荷載偏心距方向相反，或離軸向力遠的一側配筋很少，可能發(fā)生離軸向力遠的一側混凝土首先達到受壓破壞的情況，這種情況稱為“反向破壞”（應盡量避免出現(xiàn)）?！厥馇闆r由于偏心方向與破壞方向相反，取其中：

，此時

，

一.截面設計

1.大偏心受壓構件

情況一：已知條件：截面尺寸

，混凝土強度等級

、鋼筋級別

，計算高度

；外荷載產生的軸力設計值N、彎矩設計值M。求：

?！?.6不對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力的計算（1）計算（2）判別大小偏心（3）兩個方程三個未知數(shù)，令

即

使總配筋面積最小，代入計算公式：當求出

時，?。?）將上式結果代入公式：同樣要求：情況二：已知條件：截面尺寸

，混凝土強度等級、鋼筋級別，計算高度

；外荷載產生的軸力設計值N、彎矩設計值M，且已知

。求：

。

兩個方程兩個未知數(shù)，可以直接求出

要求且當出現(xiàn)

時，

a:

取

，b:未屈服，不考慮其受力，令

按公式計算出

，取a、b較小值配筋。

最后，還需驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力：按

去求

值，2.小偏心受壓構件

已知條件：截面尺寸，混凝土強度等級、鋼筋級別，計算高度；外荷載產生的軸力設計值N、彎矩設計值M。求：

。其中：兩個方程，三個未知數(shù)，無惟一解。還得補充一個使鋼筋的總用量最小的條件來減少未知數(shù)。

小偏心受壓離軸向力遠的一側鋼筋應力

：

當

受壓屈服時，由

可推導出：

當

時，屬一般情況，無論

配置的數(shù)量多少，離軸向力遠的一側不論是受拉還是受壓，鋼筋均不屈服，因此，可以按最小配筋率配筋，即

當時，取兩者取較大值。

當出現(xiàn)反向破壞---特殊情況：此時全截面受壓，

，對

取矩：

按此式計算出的

與一般情況比較，取大值。確定

后未知數(shù)只剩余

、2個：可以得到惟一解。根據(jù)解得

值，可分為三種情況：（1）

，說明

不屈服，相應的解即為所求受壓鋼筋面積；（2）

，此時

，計算公式轉化為：按前面確定的

代入上式，重新求解

和

。（3）

，全截面受壓，此時取代入小偏心受壓公式，可得到：最后，要按軸心受壓驗算垂直于彎矩作用平面的承載力。

二.承載力復核彎矩作用平面的承載力復核

1.

已知：截面b×h，混凝土等級、鋼筋品種，

，軸力設計值N，

、

。求：彎矩設計值M。

解：（a）將構件看作大偏心受壓構件，由公式計算出

；（b）若

屬于大偏心，將

代入以下公式，計算出:當

時，取由

可得到

，

，所以彎矩承載

力也可以先計算界限軸力：

判別：

為大偏心受壓；

為小偏心受壓（c）若

屬于小偏心，按照公式

計算出

、

，同大偏心一樣計算M。2.

已知：截面b×h，混凝土等級、鋼筋品

種，

，

，

、

。

求：軸向力設計值N。

（a）由已知條件求出

為大偏心；

為小偏心。（b）當大偏心時，按下列公式解聯(lián)立方程

：

求出

、

。

如果

，取

，計算（c）若屬于小偏心，解聯(lián)立方程：

得出

、

當

時，按下式

重新計算

、同時還應考慮反向破壞的情況：還需驗算垂直彎矩作用平面的

，取較小值作為構件所能承受的軸向力設計值?！?.7對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算方法實際工程中，受壓構件常承受變號彎矩作用，當彎矩數(shù)值相差不大，可采用對稱配筋。采用對稱配筋不會在施工中產生差錯，故有時為方便施工或對于裝配式構件，也采用對稱配筋。對稱配筋即

，

，

其界限破壞狀態(tài)時軸力為

除考慮偏心距大小外，還要根據(jù)軸力大小的情況判別屬于哪一種偏心受力情況。時，為大偏心時，為小偏心

1、大偏心受壓構件：

由于對稱配筋，公式可寫為：

進一步得到：

為判別大、小偏心條件！

若

，為大偏心，將其代

入公式可得到：

若計算出

，取

，

則（以

為力矩中心）：

式中：2、小偏心受壓

當

，或

時為

小偏心受壓。

兩個平衡方程，兩個未知數(shù)，但需解一元三次方程，規(guī)范給出

的近似公式（與精確解的誤差很小，滿足一般設計精度要求）：

解出

后：3.對稱配筋截面設計的主要步驟求

，

，

，由公式

判別大小偏心；按相關公式計算配筋面積，并驗算最小配筋率；按軸心受壓驗算垂直于彎矩作用平面的承載力。

對稱配筋截面承載力復核與非對稱配筋情況基本相同。

對稱配筋小偏心受壓構件不必進行反向破壞驗算。當廠房柱截面尺寸較大時，可除去對抗彎能力影響不大的部分面積形成工字形截面，可以節(jié)省混凝土和減輕自重，方便吊裝?！?.8對稱配筋I形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算（略）6.8.1.大偏心受壓計算：(b)當x≤hf’時，按寬度為bf’

的矩形截面計算顯然在大偏心受壓情況下，當x<2αs’時,應當取x=2αs’；與T形截面受彎構件相似，按受壓區(qū)高度x的不同，工字形截面可以分為兩類：當x>hf’時，混凝土受壓區(qū)進入腹板，應當考慮受壓區(qū)翼緣與腹板的共同受力。非對稱配筋偏心受壓工字形構件bfbfh0hasbxasAshfhfAs(b)eeie

fyAsfyAsNfcfyAsAsfyAsNAseeihfhfhh0bfα1fcb(a)bfe

asasx2.當

h'f/h0<b1.hf/h0中和軸在受壓翼緣，與bf×h矩形截面相同。6.8.2.小偏心受壓計算：(>b)中和軸在腹板上，即hf’<x≤h-hf；中和軸位于受壓應力較小一側的翼緣上，

即h

-hf<x≤h在小偏心受壓構件中，由于偏心距大小的不同以及截面配筋數(shù)量的不同中和軸的位置可以分為兩種情況：bfbfh0hasbxasAshfhfAs(a)(b)fyAssAseiee

NfyAssAseeie

Ashfbbfbfh0hasasxAshfα1fcα1fc基本計算公式為：式中符號Sc---混凝土受壓面積對As合力中心的面積矩Ac---混凝土受壓區(qū)面積當

hf’<x≤h-hf時，混凝土的受壓區(qū)為T形Ac=bx+(bf’-b)hf’Sc=bx(h0-0.5x)+(bf’-b)hf’(h0-0.5hf’)2.當h-hf

<x≤h時，混凝土的受壓區(qū)為

工

字形Sc=bx(h0-0.5x)+(bf’-b)hf’(h0-0.5hf’)+(bf-b)（x+hf’-h）[hf’-αs-0.5(x+hf-h)]Ac=bx+(bf’-b)hf’+(bf’-b)hf可以得出工字形受壓構件一般為對稱截面（bf=bf’，hf=hf’），對稱配筋(As=As’、fy=fy’、αs=αs’)的預制柱如果x≤ξbh0，可以確定為大偏心受壓對稱配筋偏心受壓工字形構件如果x>ξbh0，可以確定為小偏心受壓1、大偏心受壓構件若x≤hf’，則計算公式為：當2α’s≤x≤hf’時，直接利用上式進行求解，可以得出鋼筋截面面積，并使As＝A’s。當x<2α’s時，取x＝2α’s，對壓區(qū)合力點取矩，直接求得鋼筋截面面積；再取A’s＝0，按非對稱配筋構件重新計算A’s，兩者取較小值，并使As＝A’s。若x>hf’，則計算公式為：直接利用上式進行求解，可以得出鋼筋截面

面積，并使As＝A’s。除彎矩作用平面內的計算外，垂直于彎矩作用

平面按軸壓考慮：～

l0/ii

–––沿垂直彎矩平面的慣性矩工形截面設計中和軸位置的判定：h'f/h0>h'f/h0用中和軸在翼緣內的公式b>b

b<<h–h‘f/h0hf–h/h0<當

>h/h0時，令

=h/h0求A's–––用中和軸在腹板大偏壓公式–––小偏壓公式–––用小偏壓公式情況1–––用小偏壓公式情況21、為什么要采用工字形截面柱？2、在工字形截面柱的對稱配筋的截面設

計中，如何判斷中和軸位置？3、工字形偏心受壓構件中鋼筋的最大配

筋率應當怎樣計算？思考題§6.9正截面承載力

的相關曲線及其應用

對于給定的截面、材料強度和配筋，達到正截面承載力極限狀態(tài)時，其壓力和彎矩是相互關聯(lián)的，可用一條Nu-Mu相關曲線表示。Nu-Mu相關曲線反映了在壓力和彎矩共同作用下正截面承載力的規(guī)律，具有以下一些特點：⑴相關曲線上的任一點代表截面處于正截面承載力極限狀態(tài)時的一種內力組合。●

如一組內力（N，M）在曲線內側說明截面未達到極限狀態(tài)，是安全的；●

如（N，M）在曲線外側，則表明截面承載力不足。⑵當彎矩為零時，軸向承載力達到最大，即為軸心受壓承載力N0（A點）。

當軸力為零時，為受彎承載力M0（C點）。⑶截面受彎承載力Mu與作用的軸壓力N大小有關?！癞斴S壓力較小時，Mu隨N的增加而增加（CB段）；●當軸壓力較大時，Mu隨N的增加而減小（AB段）。⑷截面受彎承載力在B點達(Nb，Mb)到最大，該點近似為界限破壞?！馛B段（N≤Nb）為受拉破壞；●AB段（N>Nb）為受壓破壞。⑹對于對稱配筋截面，如果截面形狀和尺寸相同，砼強度等級和鋼筋級別也相同，但配筋率不同，達到界限破壞時的軸力Nb是一致的。⑸如截面尺寸和材料強度保持不變，Nu-Mu相關曲線隨配筋率的增加而向外側增大。6.10.1.概

述偏心受壓構件，一般情況下剪力值相對較小，可不進行斜截面承載力的驗算；但對于有較大水平力作用的框架柱，有橫向力作用下的桁架上弦壓桿等，剪力影響相對較大，必須考慮其斜截面受剪承載力。

§6.10偏心受壓構件斜截面受剪承載力計算軸向壓力對構件抗剪起有利作用

原因：試驗表明

主要是由于軸力的存在不僅能阻滯斜裂縫的出現(xiàn)和開展，且能使構件各點的主拉應力方向與構件軸線的夾角與無軸向力構件相比均有增大，因而臨界斜裂縫與構件軸線的夾角較小，增加了混凝土剪壓區(qū)的高度…………使剪壓區(qū)的面積相對增大，從而提高了剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力。但是，臨界斜裂縫的傾角雖然有所減小，但斜裂縫水平投影長度與無軸向壓力構件相比基本不變，故對跨越斜裂縫箍筋所承擔的剪力沒有明顯影響。

試驗表明

原因：但是軸向壓力對構件抗剪承載力的有利作用是有限度的，在軸壓比N/fcbh較小時，構件的抗剪承載力隨軸壓比的增大而提高，當軸壓比N/fcbh=0.3~0.5時，抗剪承載力達到最大值，再增大軸壓力，則構件抗剪承載力反而會隨著軸壓力的增大而降低，并轉變?yōu)閹в行绷芽p的小偏心受壓正截面破壞。

試驗表明

6.10.2.截面最小尺寸試驗表明，ρsvfvy/fc過大時，箍筋的用量增大，并不能充分發(fā)揮作用，即會產生由混凝土的斜向壓碎引起斜壓性剪切破壞，以此《規(guī)范》規(guī)定對矩形截面框架柱的截面必須滿足：V0.25βcfcbh0此外，當滿足的條件時，則可不進行斜截面抗剪承載力計算，而僅需按普通箍筋的軸心受壓構件的規(guī)定配置構造鋼筋6.10.3.受剪承載力計算公式偏壓構件：式中：N–––與剪力設計值V相應的軸向壓力設計值當N>0.3fcA時，取N=0.3fcA

–––偏壓構件計算截面的剪跨比a.框架柱：b.其他偏壓構件，當承受均布荷載時，1≤≤3，Hn為柱凈高=1.5當承受集中荷載時（包括作用有多種荷載，且集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產生的剪力值占總剪力值的75％以上的情況），取=a/h0。

1.5≤≤3§6.11型鋼混凝土柱和鋼管混凝土柱簡介自學受壓柱的鋼筋強度等級不宜過高，這是因為

混凝土破壞時鋼筋可能尚未屈服

。矩形截面柱的尺寸不宜小于250*250，常取

≤30.在鋼筋混凝土軸心受壓柱中，螺旋鋼筋的作用是使截面中間核心部分的混凝土形成約束混凝土，可以提高構件的

承載力

和

延性

。在軸心受壓構件的承載力計算公式中，當

時，取鋼筋抗壓強度設計值=fy

，當

時，取鋼筋抗壓強

度設計值=400N/mm2

。鋼筋混凝土短柱施加軸心壓力，然后間隔相當長的時間后卸去壓力，則鋼筋受壓

應力，混凝土受拉

應力，短柱的長度比原來短。偏心距較大，配筋率不高的受壓構件屬

大偏心

受壓情況，其承載力主要取決于

受拉

鋼