《受压构件》PPT课件

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1、水工钢筋混凝土结构第六章受压构件的承载能力压(拉)力通过构件截面形心轴线时，此构件为轴心受压(拉)构件。压(拉)力不通过构件截面形心轴线或虽通过截面形心轴线但同时作用有弯矩时，构件则为偏心受压(拉)构件偏心距e0=0时，轴心受压构件;偏心距e0→∞或N=0时，受弯构件;因此偏心受压构件受力性能和破坏形态界于轴心受压构件和受弯构件。第六章偏心受力构件承载力绪论偏心受力构件N·和NMbh箍筋：侧向约束纵筋、抗剪纵筋拉杆压杆腹杆压压压拉拉压外力作用线与构件形心轴线重合的构件称为轴心受力构件。实际工程中严格意义上的轴心受力构件是不存在的。但当外加荷载的实际微小偏心对构件承载力的影响

2、很小，此时的偏心受力构件可以近似地按轴心受力构件来设计，以简化计算。这样的轴心受力构件有：屋架中的腹杆和下弦杆、等跨框架结构中的内柱、基桩、单纯承受内水压力的管道壁等。第1节轴心受压构件1.轴心受压柱的分类短柱：承载力取决于截面尺寸和材料强度；长柱：承载力既受截面尺寸和材料强度的影响，又受构件长细比的影响。即受轴力和二次弯矩的共同作用。长短柱的分界线：矩形截面圆形截面任意截面由于长柱破坏时，其截面上的应力分布是不均匀的。当纵向钢筋和部分的混凝土达到其极限强度时，另外的混凝土则处于稍低的应力状态下（低于其极限强度）；所以长柱的承载力低于相同截面尺寸和材料强度的短柱的承载力。

3、llNcNcbhAsAAs/A3时，A=bh混凝土压碎钢筋凸出2.轴心受压短柱的破坏特征从试验结果可以看出，在轴压力的作用下，截面上的应变分布是均匀的，即钢筋与混凝土有相同的变形；但因二者弹性模量值相差较大，因此钢筋的应力较混凝土的应力高出较多。在混凝土达到极限压应变前，钢筋先达到抗压屈服强度f’y；此后随荷载的增大，混凝土应力快速增长至其抗压强度（或极限压应变cu）而钢筋应力保持不变；柱子四周逐渐出现明显的纵向裂缝，混凝土保护层开始脱落，受压钢筋产生凸出的压屈现象，中间部分混凝土被压碎导致构件破坏。纵筋的作用：承受压力、提高柱延性；箍筋的作用：约束纵筋、限制裂缝开

4、展。3.轴心受压短柱的应力重分布过程在整个加载过程中，组成受压短柱的钢筋和混凝土的应力不是成比例的增大，而是根据应变的大小按各自的应力－应变关系变化，这种现象称为应力重分布过程。4.截面分析的基本方程平衡方程：协调方程：物理方程：混凝土钢筋sss=Essyufys=fy0=0.002ocfcc1000ec（1-250ec）fcc=fcNccAs’s’5.荷载－变形关系第一阶段：当本阶段后期荷载较大时，混凝土处于弹塑性阶段，引入割线模量E’c=uEc，有：第二阶段：当纵向钢筋屈服后，钢筋的应力不再变化，而混凝土压应力快速增长。第三阶段：当c=0.0

5、02时，钢筋与混凝土的应力不再变化直至达到极限压应变，混凝土被压碎，而柱达到极限承载力。若s=0=0.002，则ss=0.002Es=400MPa，轴心受压短柱中，当钢筋的强度超过400MPa时，其强度不能充分发挥。6.轴心受压短柱的承载力试验结果表明，压应力为最大时，短柱混凝土的压应变为0.0025～0.0035，纵向受力钢筋早达到屈服强度。因此可偏安全地取混凝土的极限压应变为0.002作为受压钢筋设计抗压强度取值的依据，并认为受压钢筋与混凝土达到其各自的强度设计值。oNcl混凝土压碎钢筋屈服由上述条件可得出轴心受压短柱破坏时的截面应力图形并由应力图形导出钢筋混凝土

6、轴心受压短柱的承载力计算式：承载力计算包含：（1）截面设计；（2）截面校核。（1）截面设计:选择截面尺寸、材料强度等级→查得设计参数→计算受压钢筋截面积→选配钢筋。（2）截面校核:由设计参数和材料强度设计值→计算构件能承受的最大轴向压力设计值→与给定的条件进行比较。As’s’NccNcAs’lNcAs’s1’c1liNcAs’lNcAs’s2’c2l（i＋cr）l（i＋cr）NcAs’s2’c2Nc＝0As’s3’c3lli7.长期荷载下徐变的影响施加Nc后的瞬时，钢筋与混凝土的应力为：经历徐变后由平衡方程Nc撤去后，钢筋仍承受压应力，但混凝

7、土转为承受拉应力：8.轴心受压长柱的破坏特征长柱的承载力<短柱的承载力（相同材料、截面和配筋）；原因：长柱受轴力和弯矩（二次弯矩）的共同作用。由于长柱的承载力低于相同截面尺寸和材料强度的短柱的承载力。《规范》采用稳定系数j来反映长柱承载力降低的程度，因此有：从试验结果的分析和理论计算可知受压柱的稳定系数j与构件的长细比l、材料强度等级、钢筋的配筋率等有关。构件的长细比l按下式计算：矩形截面其他截面9.轴心受压长柱的稳定系数根据试验结果进行统计分析，得出下列计算式；为保证安全，规范取值小于下述公式的计算结果。≤