工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課件

工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－1柱的結(jié)構(gòu)形式及破壞類型應(yīng)用范圍：柱的分類：

1、按作用力的位置分：軸心受力構(gòu)件（拉、壓）偏心受力構(gòu)件（拉彎、壓彎）工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－2柱的材料及截面形式2、按組成材料分：鋼材（型鋼、鋼板、拉索及鋼筋）、鋼筋混凝土、砌體和組合材料。截面形式：

1、軸心受拉、受壓鋼構(gòu)件工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－3柱的材料及截面形式截面形式：

2、鋼筋混凝土柱工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－4柱的材料及截面形式截面形式：

3、砌體柱

一般T形；（與墻體結(jié)合）配筋砌體柱；工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－5柱的材料及截面形式截面形式：

4、鋼－混凝土組合柱鋼管混凝土柱；型鋼混凝土柱（鋼骨混凝土柱）SRC；工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－6柱的主要破壞類型截面強(qiáng)度破壞

1、鋼柱：當(dāng)截面有削弱時，最小截面上部分或全部材料應(yīng)力達(dá)到屈服應(yīng)力；無截面削弱時，一般不出現(xiàn)。

2、鋼筋混凝土柱：軸心受壓－截面上鋼筋與混凝土應(yīng)變相同，破壞時柱四周出現(xiàn)縱向裂縫，鋼筋屈服外鼓，混凝土被壓碎；偏心受壓柱（壓彎）強(qiáng)度破壞類似鋼筋混凝土梁，

a.受拉破壞；

b.受壓破壞；工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－7柱的主要破壞類型受拉破壞:（偏心距較大，且受拉鋼筋配置不多）先出現(xiàn)橫向裂縫形成主裂縫（受拉混凝土退出工作）受拉鋼筋屈服受壓混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變而破壞。屬于延性。受壓破壞:（偏心距較小，或雖偏心距較大，但所配受拉鋼筋過多）受壓混凝土出現(xiàn)縱向裂縫并先達(dá)到極限壓應(yīng)變而破壞，鋼筋未屈服，脆性破壞。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－8柱的主要破壞類型界限破壞:受拉鋼筋屈服的同時，受壓混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變而破壞。用以判別兩種破壞的型式。3、無筋砌體柱砌體的受壓強(qiáng)度比受拉強(qiáng)度高很多，適宜于作軸心受壓柱，以及偏心不大的偏壓柱。（荷載及偏心距較大時宜做成配筋砌體柱）工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－9柱的主要破壞類型3、無筋砌體柱在0.5-0.7破壞荷載時，單個塊體內(nèi)出現(xiàn)豎向裂縫單個塊體裂縫連接形成連續(xù)的裂縫（0.8-0.9破壞荷載）并連成幾條貫通裂縫，砌體分成幾個1/2塊體的小立柱，砌體明顯外鼓，個別塊體可能被壓碎，小立柱失穩(wěn)而完全破壞。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－9柱的主要破壞類型3、無筋砌體柱偏心受力一旦截面受拉邊的拉應(yīng)力超過砌體通縫抗拉強(qiáng)度時，出現(xiàn)水平裂縫，使截面削弱，即實(shí)際截面面積減小。此時截面上縱向力的偏心距減小，裂縫不會無限制發(fā)展，而是達(dá)到新的平衡狀態(tài)。當(dāng)剩余截面減小到一定程度時，受壓區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫后導(dǎo)致破壞。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第36講：受彎構(gòu)件－梁（5）

下一講的主要內(nèi)容8－101、柱的失穩(wěn)破壞；2、鋼軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度計算；工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第三十七講主講教師：曹雙寅舒贛平工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第37講：柱的承載力設(shè)計（8）

上一講內(nèi)容8－111、柱的應(yīng)用及截面形式；2、柱（軸壓、壓彎構(gòu)件）的強(qiáng)度破壞型式；工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第37講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－12柱的失穩(wěn)破壞構(gòu)件受壓就有可能出現(xiàn)穩(wěn)定問題—主要破壞形式。對鋼柱：由薄壁板件形成柱截面，與梁一樣存在局部失穩(wěn)破壞。軸心受壓柱的整體失穩(wěn)：隨著軸向壓力的增大，構(gòu)件從穩(wěn)定平衡狀態(tài)過渡到隨遇平衡狀態(tài)，也稱臨界狀態(tài)。此時，如有微小干擾力使其偏離平衡位置，則在干擾力除去后，將停留在新的位置而不能恢復(fù)到原先的平衡位置。這時的軸向壓力稱為臨界壓力。當(dāng)軸向壓力超過臨界壓力后，柱因不能維持平衡而失穩(wěn)破壞工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第37講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－13軸壓柱的失穩(wěn)破壞軸壓柱失穩(wěn)特點(diǎn)：1、臨界應(yīng)力與構(gòu)件的幾何尺寸有關(guān)；2、僅與E有關(guān)，與鋼種無關(guān)。失穩(wěn)形式：彎曲失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)、彎扭失穩(wěn)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第37講：柱的承載力設(shè)計（8）

8－14偏心受壓柱的整體失穩(wěn)單向偏心受壓柱破壞特征：外彎矩非線性增加附加彎矩（二階效應(yīng)）