受压构件的截面承载力

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1、第6章受压构件的截面承载力§6.0概述一.基本概念1.受压构件：承受轴向压力为主的构件。2.分类：（1）轴心受压构件：轴向力作用线通过构件截面的几何中心（理论上应为物理中心，即重心）；（2）偏心受压构件：轴向力作用线不通过构件截面的几何中心；不通过一个主轴时，为单向偏心；不通过二个主轴时，为双向偏心；13.本章重点：单向偏心受压构件（或简称偏心受压构件）二.工程应用1.轴心受压构件：结构的中间柱（近似）；2.单向偏心受压构件：结构的边柱；3.双向偏心受压构件：结构的角柱；如下图所示。23§6.1受压构件一般构造要求一.截面形式和尺寸1.截面形式：矩形、I形、圆形

2、等；2.尺寸的选择原则：（1）满足不失稳的要求；（2）符合模板的模数；二.材料强度要求：（1）混凝土等级大于C25；（2）不宜采用高强钢筋；三.纵筋：直径大于12毫米四.箍筋：（1）采用封闭式；（2）间距不能太大；图（6-21）（3）不能采用具有内折角的箍筋；4§6.2轴心受压构件正截面受压承载力普通箍筋柱：纵筋+普通箍筋（矩形箍筋）；螺旋箍筋柱：纵筋+螺旋式箍筋；一.轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算1.受力分析和破坏形态（1）轴力较小时，钢筋和混凝土分别按其模量承担应力：设柱的压应变为则钢筋承担的应力为混凝土承担的应力为因为，所以，即钢筋承担的应力大于

3、混凝土承担的应力；5（2）随着轴向力的增加，因为，钢筋应力增加的幅度大于混凝土增加的幅度；（3）当配筋适中时，钢筋应力先达到其屈服强度，然后混凝土达到其极限压应变而告破坏；（4）平均意义上讲，均匀受压时混凝土的极限压应变为0.002，因此，此时普通钢筋能达到其屈服强度；高强钢筋不能达到其屈服强度，计算时，只能取。（5）同条件下，细长柱的承载能力小于短柱，两者的关系如式（6-1）。（6）稳定系数见表（6-1）。62.承载力计算公式（1）计算公式为式（6-4）；（2）几点说明：A.公式（6-4）适用于普通箍筋短柱和长柱；B.纵筋配筋率不超过5%，以防止卸载时，混凝土

4、拉裂；C.注意柱计算长度的选用。7二.轴心受压螺旋式箍筋柱的正截面受压承载力计算1.为何使用螺旋式箍筋柱：截面尺寸受到限制；2.为何螺旋式箍筋柱能提高承载力：利用混凝土三向受压时强度提高的性质；3.螺旋式箍筋柱的受力特点：轴向压力较小时，混凝土和纵筋分别受压，螺旋箍筋受拉但对混凝土的横向作用不明显；接近极限状态时，螺旋箍筋对核芯混凝土产生较大的横向约束，提高混凝土强度，从而间接提高柱的承载能力。4.螺旋箍筋又称为“间接钢筋”，产生“套箍作用”。85.计算公式为式（6-9）；6.使用螺旋式箍筋柱的条件：见P.134（1）~（3）。§6.3偏心受压构件正截面受压破坏

5、形态一.偏心受压短柱的破坏形态1.受拉破坏形态（如右图）（1）相对偏心距较大；（2）N较小时远侧受拉，近侧受压；（3）N增加后远侧产生横向缝；（4）随后远侧纵筋受拉屈服，然后近侧混凝土压碎，构件破坏。9（5）破坏特征：相对偏心距较大，称为“大偏心受压”；远侧钢筋自始至终受拉且先屈服，又称为“受拉破坏”。2.受压破坏形态（如下图）10有三种情况：（1）如上图(a)所示：相对偏心距稍大且远侧钢筋较多；A.N较小时，远侧受拉，近侧受压；B.破坏时，远侧钢筋受拉但不能屈服，近侧钢筋受压屈服，近侧混凝土压碎；（2）如上图(b)所示：相对偏心距较小；A.N较小时，全截面受压

6、（远侧和近侧钢筋均受压）；B.远侧受压程度小于近侧受压程度；C.破坏时，远侧钢筋受压但不能屈服，近侧钢筋受压屈服，近侧混凝土压碎；11（3）如上图(c)所示：相对偏心距极小且近侧钢筋用量远大于远侧钢筋用量时；A.实际中心轴移动至轴向力作用线右边；B.N较小时，全截面受压（远侧和近侧钢筋均受压）；C.近侧受压程度小于远侧受压程度；D.破坏时，近侧钢筋受压但不能屈服，远侧钢筋受压屈服，远侧混凝土压碎；综合（1）~（3）可知：（1）远侧钢筋均不能受拉且屈服；以混凝土受压破坏为标志，称为“受压破坏”；（2）相对偏心距较小，称为“小偏心受压”；12综合“受拉破坏”（大偏心

7、）和“受压破坏”（小偏心）可知：（1）两者的根本区别在于：远侧的钢筋是否受拉且屈服；（2）前者远侧钢筋受拉屈服，破坏前有预兆，属“延性破坏”；（3）后者远侧钢筋不能受拉屈服，破坏时取决于混凝土的抗压强度且无预兆，属“脆性破坏”；（4）存在界限破坏（类似受弯构件正截面）：远侧钢筋屈服的同时，近侧混凝土压碎。二.长柱的正截面受压破坏特点：（1）破坏形式取决于长细比；（2）随着长细比的增加，产生纵向弯曲，出现二阶弯矩，破坏由“材料破坏”“失稳破坏”。13§6.4偏心受压长柱的二阶弯矩一.现讨论柱两端轴向压力和初始偏心距相等的情况（如上图所示）。(a)图为一柱，其两端作

8、用有一对轴向压力，偏心距