混凝土结构设计原理第5章受压构件正截面的性能与设计

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1、第5章受压构件正截面的性能与设计本章主要内容轴心受压构件承载力计算偏心受压不对称配筋构件承载力计算偏心受压对称配筋构件承载力计算I形截面偏心受压构件承载力计算受压构件正截面承载力提要轴心受压构件普通箍筋轴心受压构件颤抖螺旋箍筋轴心受压构件偏心受压构件矩形截面偏心受压构件（不对称、对称配筋）工字形截面偏心受压构件（不对称、对称配筋）大偏心受压构件小偏心受压构件重点：矩形截面构件（不对称、对称配筋）轴心受力构件的实际应用框架结构中的柱(ColumnsofFrameStructure)屋架结构中的上弦杆(TopChordofRoofTru

2、ssStructure)轴心受力构件的实际应用桩基础(PileFoundation)轴心受力构件的实际应用长柱和短柱的破坏特点稳定系数受压承载力设计表达式5.1轴心受压构件承载力计算轴心受压构件的箍筋配置方式普通箍筋柱螺旋箍筋柱hbss普通箍筋柱Dss螺旋箍筋柱箍筋纵筋纵筋的作用承受部分轴力，减小构件截面尺寸抵抗构件偶然偏心产生的弯曲应力防止构件突然的脆性破坏，提高混凝土的变形能力减小混凝土的收缩与徐变变形■箍筋的作用固定纵向受力钢筋的位置，与纵筋形成钢筋骨架防止纵筋压屈（主要的），为纵向钢筋提供侧向支撑对核心混凝土有一定的约束作用，改善混

3、凝土的变形性能5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力短柱与长柱窗间墙形成的短柱门厅处的长柱框架结构的长柱根据长相比的不同，分为短柱和长柱。短柱：，矩形截面，b为截面较小边长；或，圆形截面，d为直径；或，任意截面，i为截面最小回转半径。5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力短柱的试验研究在轴心压力作用下，整个截面的应变分布基本上是均匀的；■短柱的破坏过程轴力较小时，构件处于弹性阶段，钢筋、混凝土应力线性增长；轴力稍大时，混凝土出现塑性变形，应力增长较慢，钢筋应力增长较快；荷载继续增加，柱中出现纵向细微裂缝，当接近极限轴力时，柱四周

4、出现明显的纵向裂缝及压坏痕迹，保护层剥落，箍筋间的纵筋压屈向外鼓出，钢筋应力达到屈服强度，应力不变，混凝土应力增长较快，最后混凝土被压碎而破坏。5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力短柱的试验研究在轴心压力作用下，整个截面的应变分布基本上是均匀的；■短柱的破坏过程轴力较小时，构件处于弹性阶段，钢筋、混凝土应力线性增长；轴力稍大时，混凝土出现塑性变形，应力增长较慢，钢筋应力增长较快；荷载继续增加，柱中出现纵向细微裂缝，当接近极限轴力时，柱四周出现明显的纵向裂缝及压坏痕迹，保护层剥落，箍筋间的纵筋压屈向外鼓出，钢筋应力达到屈服强度，应力不

5、变，混凝土应力增长较快，最后混凝土被压碎而破坏。NN5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力短柱的试验研究在轴心压力作用下，整个截面的应变分布基本上是均匀的；■短柱的破坏过程轴力较小时，构件处于弹性阶段，钢筋、混凝土应力线性增长；轴力稍大时，混凝土出现塑性变形，应力增长较慢，钢筋应力增长较快；荷载继续增加，柱中出现纵向细微裂缝，当接近极限轴力时，柱四周出现明显的纵向裂缝及压坏痕迹，保护层剥落，箍筋间的纵筋压屈向外鼓出，钢筋应力达到屈服强度，应力不变，混凝土应力增长较快，最后混凝土被压碎而破坏。5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力

6、短柱的试验研究短柱的破坏过程纵筋与混凝土的应力变化过程试验结论两次内力重分布弹性阶段末→钢筋屈服：部分混凝土应力转由钢筋承受钢筋屈服→构件破坏：钢筋应力不变，混凝土应力增长素砼的峰值压应变平均值为0.0015~0.002；钢筋混凝土峰值压应变可达0.0025~0.0035，甚至更大；设计时，混凝土极限压应变取0.002；相应纵筋的最大压应力：s’s=2.0×105×0.002=400N/mm2，对400级和500级钢筋都可以达到屈服强度，但对高强钢筋不能屈服。因此不宜采用高强钢筋。5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力长柱的试验研究破

7、坏特点长柱存在初始偏心距产生附加弯矩产生相应的侧向挠度使长柱在轴力和弯矩的共同作用下发生破坏破坏特征：凹侧出现纵向裂缝，混凝土被压碎，凸侧出现横向裂缝，挠度急剧增大，当长细比更大时，可能发生失稳破坏。相同条件下,长柱破坏荷载低于短柱；长细比越大，承载能力降低越多；《混凝土规范》用稳定系数j来表示长柱承载力的降低程度NN横向裂缝纵筋压屈l0/bl0/dl0/ijl0/bl0/dl0/ij≤8≤728≤1.030261040.52108.5350.9832281110.481210.5420.953429.51180.441412480.923

8、6311250.41614550.8738331320.361815.5620.814034.51390.322017690.754236.51460.292219760.744