受压构件正截面的性能与设计课件.ppt

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1、第5章受压构件正截面的性能与设计本章主要内容轴心受压构件承载力计算偏心受压不对称配筋构件承载力计算偏心受压对称配筋构件承载力计算I形截面偏心受压构件承载力计算受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。受压构件(CompressiveElementorColumn)的分类：按受力情况可分为：轴心受压构件、单向偏心受压构件、双向偏心受压构件受压构件正截面承载力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偏心受压构件（不对称、对称配筋）工字形截面偏

2、心受压构件（不对称、对称配筋）大偏心受压构件小偏心受压构件重点：矩形截面构件（不对称、对称配筋）长柱和短柱的破坏特点稳定系数受压承载力设计表达式5.1轴心受压构件承载力计算轴心受力构件的实际应用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。但对于某些构件，若以承受轴向压力为主，可近似按轴心受压构件考虑。框架结构中的柱(ColumnsofFrameStructure)屋架结构中的上弦杆(TopChordofRoofTrussStructure)轴心受力构件的实际应用桩基础(PileFoundation)轴心受力构件

3、的实际应用5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力纵筋的作用承受部分轴压力，减小构件截面尺寸提高混凝土的变形能力，防止构件突然破坏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■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）钢筋混凝土轴心受压构件的特点轴心受压构件的箍筋配置方式普通箍筋柱螺旋箍筋柱hbss普通箍筋柱Dss螺旋箍筋柱箍筋纵筋5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力短柱与长柱根据长细比（柱子的计算长度l0与截面回转半径i之比）的不同，轴心受

4、压柱可分为短柱和长柱。短柱：l0/b≤8或l0/d≤7或l0/i≤28窗间墙形成的短柱门厅处的长柱框架结构的长柱5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力■短柱的破坏过程轴力较小时，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。此时，箍筋间的纵向钢筋被压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱随即破坏。■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

5、：钢筋应力不变，混凝土应力增长5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力短柱的试验研究短柱的破坏过程纵筋与混凝土的应力变化过程试验结论NN应力轴力混凝土的应力增长纵筋的应力增长素砼的峰值压应变平均值为0.002；钢筋混凝土峰值压应变可达0.005；设计时，混凝土极限压应变取0.002；相应纵筋的最大压应力：s’s=2.0×105×0.002=400N/mm25.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力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

6、凝土：0.002~0.00215相应的钢筋应力：5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力长柱的试验研究和稳定系数j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破坏特征:构件凹侧先出现纵向裂缝,随后混凝土被压碎,构件凸侧混凝土出现横向裂缝,侧向挠度急剧增大.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j来表示长柱承载力的降低程度NN横向裂缝纵筋压屈l0/bl0/dl0/ijl0/bl0/dl0/ij≤8≤728≤1.0

7、30261040.52108.5350.9832281110.481210.5420.953429.51180.441412480.9236311250.41614550.8738331320.361815.5620.814034.51390.322017690.754236.51460.292219760.744381530.262421830.6546401600.232622.5900.64841.51670.212824970.5650431740.19《规范》给出的稳定系数与长细比的关系5.1.1轴心受压普通箍筋柱正

8、截面受压承载力钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力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。5.1.1轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力计算公式应用截面设计已知：截面尺寸（b×h