第5章-受压构件正截面的性能与设计ppt课件.ppt

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1、轴心受压构件承载力计算偏心受压构件正截面受力性能分析矩形截面对称配筋偏压构件正截面承载力计算受压构件的一般构造5受压构件正截面的性能与设计5受压构件正截面的性能与设计提要轴心受压构件普通箍筋轴心受压构件螺旋箍筋轴心受压构件偏心受压构件矩形截面对称配筋偏心受压构件（介绍）大偏心受压构件小偏心受压构件矩形截面非对称配筋偏心受压构件（不介绍）工字形截面偏心受压构件（不介绍）重点：矩形截面构件（对称配筋）5.1受压构件的分类柱—受压构件：承受纵向压力的构件。分类，见图：①轴心受压构件：纵向外力N的作用线与构件截面形心轴线重合。②偏心受压构件：纵向外力

2、N的作用线与构件截面形心轴线不重合。又分为单向偏心和双向偏心受压构件。NNe05.1受压构件的分类理想的轴心受压构件极难找到，但有些构件可近似按轴压构件计算，如：承受节点荷载的屋架受压腹杆及受压弦杆；以恒载为主的等跨多层房屋的内柱等。工程结构中的大多数竖向构件（单厂排架柱、多层与高层框架柱等）均为偏压构件。钢筋混凝土轴心受压构件的特点可以充分发挥混凝土材料的强度优势理想的轴心受压构件几乎是不存在的,构件存在一定的初始偏心距。轴心受压构件的箍筋配置方式普通箍筋柱螺旋箍筋柱5.2轴心受压构件正截面承载力计算hbss普通箍筋柱Dss螺旋箍筋柱箍筋纵

3、筋纵筋的作用承受部分轴力，减小构件截面尺寸提高混凝土的变形能力抵抗构件偶然偏心产生的弯曲应力减小混凝土的收缩与徐变变形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■箍筋的作用与纵筋形成钢筋骨架防止纵筋压屈（主要的）对核心混凝土有一定的约束作用（计算时一般不考虑）5.2轴心受压构件正截面承载力计算根据长细比（l0/i）的不同，轴压构件分为短柱（l0/i≤28，i为任意截面的回转半径；矩形等价于l0/b≤8，圆形等价于l0/d≤7）和长柱。短柱的试验研究NN应力轴力混凝土的应力增长纵筋的应力增长5.2轴心受压构件正截面承载力计算■短柱的破

4、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；接近极限轴力时，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。■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5.2轴心受压构件正截面承载力计算轴心受压短柱的破坏形态构件中出现纵向裂缝，纵筋屈服，混凝土达到极限压应变。轴压构件，极限压应变取值普通混凝土：0.002高强混凝土：0.002~0.00215相应的钢筋应力：5.2轴心

5、受压构件正截面承载力计算长柱的试验研究长柱的破坏过程破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》用稳定系数来表示长柱承载力的降低程度NN横向裂缝纵筋压屈5.2轴心受压构件正截面承载力计算l0/bl0/dl0/ijl0/bl0/dl0/ij≤8≤728≤1.030261040.52108.5350.9832281110.481210.5420.953429.51180.441412480.9236311250.4161

6、4550.8738331320.361815.5620.814034.51390.322017690.754236.51460.292219760.744381530.262421830.6546401600.232622.5900.64841.51670.212824970.5650431740.19《规范》给出的稳定系数与长细比的关系钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数5.2轴心受压构件正截面承载力计算5.2轴心受压构件正截面承载力计算构件计算长度与构件两端支承情况有关。当两端铰支时，取l0=l（l为构件的实际长度）；当两端固定时时，取l0=

7、0.5l；当一端固定，一端铰支时，取l0=0.7l；当一端固定，一端自由时，取l0=2l。实际结构构件的端部连接，不像上述几种情况那样理想、明确，这样会造成l0的确定困难。因此在《规范》中，对不同结构中的柱计算长度作了具体规定，计算时可以查用。如框架结构各层柱的计算长度见下表。框架结构各层柱的计算长度楼盖类型柱的类别l0现浇楼盖底层柱1.0H其余各层柱1.25H装配式楼盖底层柱1.25H其余各层柱1.5H普通箍筋柱受压承载力的计算计算简图fcNA’sA计算公式当纵向钢筋配筋率大于3％时，式中的A应改用。5.2轴心受压构件正截面承载力计算计算公

8、式应用截面设计已知：截面尺寸（b×h），材料强度，轴力设计值求：受压钢筋面积计算l0/b→→截面校核已知：截面尺寸（b×h），材料强度，受压钢筋面积求：承载力Nu计