混凝土结构课件(建工版)6.2.ppt

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1、⑴在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。⑵通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。⑶但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。6.2轴心受压构件的承载力计算轴心受压承载力是正截面受压承载力的上限。先讨论轴心受压构件的承载力计算，然后重点讨论单向偏心受压的正截面承载力计算。注意：混凝土结构设计原理6.受压构件混凝土结构设计原理6.受压构件普通钢箍柱螺旋钢箍柱1、普通钢箍柱：配有纵筋和一般箍筋，截面多为矩

2、形，纵筋对称布置，沿柱高设普通箍筋，构件主要承载力由砼提供。2、螺旋钢箍柱：（焊环柱）配有纵筋和螺旋箍筋，纵筋沿周边均匀对称布置，箍筋的形状为圆形，且间距较密，柱截面多为圆形和多边形，承载力高，延性好。6.2.1轴心受压构件的配筋方式轴心受压构件的配筋方式有两种，“普通钢箍柱”和“螺旋钢箍柱”。箍筋的作用？纵筋的作用？混凝土结构设计原理6.受压构件混凝土结构设计原理6.受压构件3、箍筋的作用：⑴与纵筋共同形成钢筋骨架；⑵约束纵筋，防止纵筋的侧向压曲；⑶改善混凝土的脆性破坏性质。4、纵筋的作用：⑴协助混凝土受压，可减小构件截面尺寸；

3、全部受压钢筋最小配筋率：0.6%(一侧0.2%)《规范》9.5.1⑵承担可能存在的弯矩作用⑶减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。实验表明，收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向钢筋转移，从而使钢筋压应力不断增长。压应力的增长幅度随配筋率的减小而增大。如果不给配筋率规定一个下限，钢筋中的压应力就可能在持续使用荷载下增长到屈服应力水准。混凝土结构设计原理6.受压构件6.2.2普通钢箍柱1、长、短柱的划分短柱：l0/b≤8l0—构件计算长度，《规范》7.3.1b—矩形截面短边；l0/d≤7d—圆形截面直径；l0/i≤28i—截面的最

4、小回转半径。轴心受压柱可分为短柱和长柱两类，当柱子的长细比满足以下要求是可认为是短柱，否则为长柱。长柱在荷载作用下会产生侧向变形，柱的极限承载能力将受此侧向变形所产生的附加弯矩影响而降低。短柱的极限承载力取决于构件的横截面和材料强度。混凝土结构设计原理6.受压构件⑴矩形截面轴心受压短柱试验N2、轴心受压构件的受力性能BehaviorofAxialCompressiveMember①试验表明：短柱在荷载作用下，截面上各处的应变均匀分布，因钢筋与砼的良好粘接，两者的压应变相同。②荷载较小时：轴向压力与压缩量基本成正比增长；③荷载较大时

5、：由于砼的塑性变形，轴向压力与压缩量不再成正比怎长；变形增加快于荷载增加，当达轴向力的90%，柱出现纵向裂缝，保护层剥落，纵筋压屈，砼被压碎而柱破坏。混凝土结构设计原理6.受压构件混凝土结构设计原理6.受压构件②变形条件：③物理关系：①平衡条件：⑵截面分析的基本方程NAs’Ac◆钢筋受压的应力—应变关系◆砼受压的应力—应变关系对于普通砼，峰值应变ε0=0.002，n=2。σces’=ec’=e’混凝土结构设计原理6.受压构件⑶钢筋的受压强度取值：轴心受压构件的受力过程是非线性的，且随材料性能的不同而有所变化。因砼的破坏导致整个柱子

6、承载力下降，故受压承载力极限状态是以砼达到峰值应变（ε0=0.002）为标志的。配置高强度钢筋不能充分发挥其受压强度！混凝土结构设计原理6.受压构件⑷长期荷载作用下的徐变影响由于混凝土在长期荷载作用下具有徐变性质，而钢筋没有徐变。因此，当轴心受压构件在恒定荷载的长期作用下，混凝土徐变将使构件中钢筋和混凝土的应力发生变化。050100150200250300/天σc/N·mm27.55.02.5050100150200250300/天σc/N·mm215010050ρ=0.5%ρ=2%ρ=0.5%ρ=2%卸荷再加荷卸荷再加荷钢筋混凝

7、土混凝土结构设计原理6.受压构件由前已知，徐变随时间的增长而增大，钢筋的压应力ss不断增大，混凝土中的压应力sc则不断减小。这种应力的变化是在外荷载没有变化的情况下产生的，称为徐变引起的应力重分布。因此，徐变产生的应力重分布，对混凝土的压应力起着卸荷作用，配筋率r越大，ss的增长越少，sc的卸载越多。若在持续荷载过程卸载至零，由于混凝土的徐变变形基本不可恢复，在此时钢筋将有残余的压应力，混凝土有残余的拉应力，两者自相平衡。如果徐变变形较大，配筋率又过高，则混凝土的残余拉应力有可能达到混凝土的抗拉强度而引起开裂。混凝土结构设计原理6

8、.受压构件请看动画1）轴心受压短柱的承载力3、普通钢箍柱的承载力计算fcAcf’yA’sNAc—构件截面面积；A’s—全部纵筋的截面面积。2）轴心受压长柱的承载力试验表明：对于受压长柱，由于各种偶然因素造成的初始偏心矩的影响是不可忽略的，初始偏心矩