轴向受力构件承载力

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1、第六章轴向受力构件承载力第6章轴向受压力构件承载力6.1概述xyNxyNxyN(a)轴心受压(b)单向偏心受压(c)双向偏心受压图6-1受压构件的类型承受轴向压力的构件称为受压构件。轴向压力与构件轴线重合者（截面上仅有轴心压力），称为轴心受压构件；轴向压力与构件轴线不重合者（截面上既有轴心压力，又有弯矩），称为偏心受压构件。在偏心受压构件中又分为单向偏心受压构件和双向偏心受压构件两种。图6-1所示本章主要介绍轴心受压构件及单向偏心受压构件的承载力计算。图6-2普通箍筋柱和螺旋箍筋柱钢筋混凝土轴心受压构

2、件，按箍筋的形式不同分为配置普通箍筋的普通箍筋柱和配置螺旋式（或焊接圆环式）箍筋的柱，如图6-2所示。实际工程中，螺旋箍筋柱能提高构件的抗压承载能力，但施工比较复杂，用钢量较多，造价较高，不宜普遍采用。在受压构件中纵向钢筋的作用是：协助混凝土受压，减少截面尺寸；承受可能产生的较小弯矩；防止脆性破坏，增加构件延性；减小混凝土徐变变形。箍筋的作用是：与纵筋形成骨架；防止混凝土受力后外凸，约束核心混凝土，增加构件的承载能力和延性。6.2轴心受压构件第6章轴向受压力构件承载力Nusfcfy′fy′AS′图6-

3、3短柱破坏及受力计算图形6.2.1配有纵筋和普通箍筋的柱由于施工及混凝土不均匀性等方面的原因，理想的轴心受压构件并不存在，因而在钢筋混凝土轴心受压构件的截面上也会存在一定的弯矩而使构件发生纵向弯曲。纵向弯曲会使构件的承载力降低，按纵向弯曲的对构件承载力的影响程度，受压构件分为短柱和长柱。当其长细比满足以下要求时（属于短柱），可忽略纵向弯曲的影响。长柱和短柱的破坏形态不同（图6-3为短柱破坏形态）。矩形截面l0/b≤8；圆形截面l0/d≤7；式中l0为构件的计算长度；b为矩形截面短边尺寸；d为圆形截面直

4、径；第6章轴向受压力构件承载力(1)短柱承载力计算由于混凝土和钢筋具有相近的压应变，因而两者可共同工作，当混凝土达到极限压应变（约0.002左右）时，柱的四周出现明显的纵向裂缝（混凝土受压时将产生横向变形，使得混凝土被拉坏而产生纵向裂缝），混凝土保护层脱落，纵向钢筋被压曲，向外凸出，混凝土被压坏而导致构件破坏。破坏时，一般中等强度的钢筋能达到抗压屈服强度，两者强度都能充分利用。短柱破坏形态及受力计算图形如图6-3所示，短柱的抗压承载力计算公式为：Nusfcfy′fy′AS′图6-3短柱破坏形态及受力计

5、算图形（1）第6章轴向受压力构件承载力图6-4长柱破坏形态（2）(2)长柱的承载能力计算实际工程中构件的初始偏心是不可避免的，对于长柱而言侧向弯曲不能忽略，构件将在压力和弯矩的共同作用下，在压应力较大的一侧首先出现纵向裂缝，接着混凝土被压碎，纵向钢筋压弯向外凸出，由于混凝土柱失去平衡，压应力较小的一侧的混凝土受力状态将迅速发生变化，由受压变为受拉，构件破坏,见图6-4。长柱的承载能力比短柱低，《规范》引入了稳定系数来表示长柱承载能力的降低程度。第6章轴向受压力构件承载力(3)截面承载力的计算公式为：（

6、6-1）式中：N——轴向压力设计值Nu——轴向抗压承载力设计值A——构件的截面面积，当纵向钢筋的配筋率大于3%时，A改用Ac,Ac=A－AS′。——稳定系数，按《规范》表7.3.1采用，教材表5-1。设计中全部受压钢筋的配筋率不应超过5%，一般为0.5～2%，但也不应小于0.6%，同一侧配筋不应小于0.2%0.9——调整系数，为了保证轴心受压和偏心受压具有相近的保证率。第6章轴向受压力构件承载力在计算时，需确定构件的计算长度l0,l0与构件的两端支承情况有关，对钢筋混凝土框架柱，《规范》规定：现浇楼盖

7、：底层柱，l0=1.0H;其余各层柱，l0=1.25H装配式楼盖：底层柱，l0=1.25H;其余各层柱，l0=1.5HH为构件的实际长度，对底层柱,H为基础顶面到一层楼盖顶面的距离，其余各层为楼盖顶面到楼盖顶面之间的距离。不论长柱还是短柱均按公式6-1（长柱）进行计算，计算分为截面设计和截面校核两种情。第6章轴向受压力构件承载力（4）截面设计步骤①按照荷载组合计算轴心压力设计值②拟定截面尺寸，可根据工程经验及经济配筋率来确定③确定l0及④计算As⑤验算最小配筋率第6章轴向受压力构件承载力(5)截面复核

8、步骤①确定②求承载力Nu③比较N及Nu安全第6章轴向受压力构件承载力（6）构造要求（1）材料选用混凝土：混凝土的强度等级：C20、C25、C30等;钢筋：宜采用HRB400和HRB335级钢筋，可采用HPB235级和RRB400级钢筋；设计中，不宜选择高强度钢筋作受压钢筋，因为受压钢筋强度过高，不能成充分发挥抗压作用。（2）截面尺寸常用矩形或方形截面，（且b×h≥250×250mm）长细比宜控制在l0/b≤30或l0/d≤25。也有Ⅰ、T、○形或环形的，