钢筋混凝土受压构件.ppt

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1、1.了解受压短柱和长柱的破坏特征；2.掌握轴心受压构件普通箍筋柱的正截面承载力计算。第四章钢筋混凝土纵向受力构件第二讲教学目标：轴心受压构件的截面设计和截面复核。轴心受压构件的破坏特征；螺旋箍筋柱的受力点。重点难点4.2.1轴心受压构件的破坏特征按照长细比l０／ｂ的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当l０／ｂ≤8时属于短柱，否则为长柱。其中l０为柱的计算长度，ｂ为矩形截面的短边尺寸。1．轴心受压短柱的破坏特征4.2轴心受压构件承载力计算点击播放视频轴心受压短柱的破坏过程（1）当轴向力较小时，构件的压缩变形主要为弹性变

2、形，轴向力在截面内产生的压应力由混凝土和钢筋共同承担。（2）随着荷载的增大，构件变形迅速增大，此时混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增加缓慢，而钢筋应力的增加则越来越快。在临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变=0.002，相应的纵向钢筋应力值=Es=2×105×0.002=400N/mm2。因此，当纵筋为高强度钢筋时，构件破坏时纵筋可能达不到屈服强度。显然，在受压构件内配置高强度

3、的钢筋不能充分发挥其作用，这是不经济的。2．轴心受压长柱的破坏特征轴心受压长柱的破坏过程点击播放视频（1）初始偏心距导致附加弯矩，附加弯矩产生的水平挠度又加大了初始偏心距；较大的初始偏心距将导致承截能力的降低。破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯向外凸出，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡并将凸边混凝土拉裂而破坏。（2）长细比较大时，可能发生“失稳破坏”。由上述试验可知，在同等条件下，即截面相同，配筋相同，材料相同的条件下，长柱承载力低于短柱承载力。在确定轴心受压构件承截力计算公式时，规范采用构件的稳定系数来表

4、示长柱承截力降低的程度。长细比l0/b越大，值越小，当l0/b≤8时，=1。稳定系数可按下式计算：（4.2.1）式中——柱的计算长度;——矩形截面的短边尺寸，圆形截面可取（为截面直径），对任意截面可取（为截面最小回转半径）。构件的计算长度l0与构件两端支承情况有关，对于一般的多层房屋的框架柱，梁柱为刚接的框架各层柱段。现浇楼盖：底层柱l0＝1.0H；其余各层柱段l0＝1.25H。装配式楼盖：底层柱l0＝1.25H；其余各层柱段l0＝1.5H。4.2.2普通箍筋柱的正截面承截力计算1.基本公式钢筋混凝土轴心受压柱的正截面承载力由混凝土承载

5、力及钢筋承载力两部分组成，如图4.2.4所示。根据力的平衡条件，得出短柱和长柱的承载力计算公式为：(4.2.2)式中Nu—轴向压力承载力设计值；N—轴向压力设计值；—钢筋混凝土构件的稳定系数；fc—混凝土的轴心抗压强度设计值，按表2.2.2采用；A—构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于3%时，A应改为Ac=A－As/；fy′—纵向钢筋的抗压强度设计值，按附表2.1.1采用；As′—全部纵向钢筋的截面面积。式中系数0.9，是考虑到初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性，引入的承载力折减系数；2．计算方法（1）截面设计已知：

6、构件截面尺寸b×h，轴向力设计值，构件的计算长度，材料强度等级。求：纵向钢筋截面面积计算步骤如图4.2.5。（2）截面承载力复核已知：柱截面尺寸b×h，计算长度，纵筋数量及级别，混凝土强度等级。求：柱的受压承载力Nu，或已知轴向力设计值Ｎ，判断截面是否安全。【例4.2.1】已知某多层现浇钢筋混凝土框架结构，首层中柱按轴心受压构件计算。该柱安全等级为二级，轴向压力设计值N=1400kN，计算长度l0=5m，纵向钢筋采用HRB335级，混凝土强度等级为C30。求该柱截面尺寸及纵筋截面面积。【解】fc=14.3N/mm2，fy′=300N/m

7、m2，=1.0（1）初步确定柱截面尺寸设ρ′==1%，=1，则=89916.5mm2选用方形截面，则b=h==299.8mm，取用h=300mm。（2）计算稳定系数l0/b=5000/300=16.7=0.869（3）计算钢筋截面面积As′=1677mm2（4）验算配筋率=1.86%＞=0.6%，且＜3%，满足最小配筋率要求，且勿需重算。纵筋选用425（As′=1964mm2），箍筋配置φ8@300，如图4.2.7。425Φ8@300300300【解】查表得=300N/mm2，fc=11.9N/mm2，=1256mm2（1）确定稳定系数

8、l0/b=4500/300=15=0.911【例4.2.2】某现浇底层钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸b×h=300×300mm，采用420的HRB335级（fy′=300N/mm2）钢筋，混凝土C25（fc