工程结构设计原理讲解.ppt

工程结构设计原理,第36讲：柱的承载力设计（8） 81,柱的结构形式及破坏类型 应用范围： 柱的分类： 1、按作用力的位置分：轴心受力构件（拉、压） 偏心受力构件（拉弯、压弯）,第36讲：柱的承载力设计（8） 82,柱的材料及截面形式 2、按组成材料分：钢材（型钢、钢板、拉索及钢筋）、钢筋混凝土、砌体和组合材料。 截面形式： 1、轴心受拉、受压钢构件,第36讲：柱的承载力设计（8） 83,柱的材料及截面形式 截面形式： 2、钢筋混凝土柱,第36讲：柱的承载力设计（8） 84,柱的材料及截面形式 截面形式： 3、砌体柱 一般T形； （与墙体结合） 配筋砌体柱；,第36讲：柱的承载力设计（8） 85,柱的材料及截面形式 截面形式： 4、钢混凝土组合柱 钢管混凝土柱； 型钢混凝土柱（钢骨混凝土柱）SRC；,第36讲：柱的承载力设计（8） 86,柱的主要破坏类型 截面强度破坏 1、钢柱：当截面有削弱时，最小截面上部分或全部材料应力达到屈服应力；无截面削弱时，一般不出现。 2、钢筋混凝土柱： 轴心受压截面上钢筋与混凝土应变相同，破坏时柱四周出现纵向裂缝，钢筋屈服外鼓，混凝土被压碎； 偏心受压柱（压弯）强度破坏类似钢筋混凝土梁， a. 受拉破坏； b. 受压破坏；,第36讲：柱的承载力设计（8） 87,柱的主要破坏类型 受拉破坏:（偏心距较大，且受拉钢筋配置不多） 先出现横向裂缝 形成主裂缝（受拉混凝土退出工作） 受拉钢筋屈服 受压混凝土达到极限压应变而破坏。属于延性。 受压破坏:（偏心距较小，或虽偏心距 较大，但所配受拉钢筋过多） 受压混凝土出现纵向裂缝 并先达到极限压应变而破坏， 钢筋未屈服，脆性破坏。,第36讲：柱的承载力设计（8） 88,柱的主要破坏类型 界限破坏: 受拉钢筋屈服的同时，受压混凝土达到极限压应变而破坏。用以判别两种破坏的型式。 3、无筋砌体柱 砌体的受压强度比受拉强度高很多，适宜于作轴心受压柱，以及偏心不大的偏压柱。（荷载及偏心距较大时宜做成配筋砌体柱）,第36讲：柱的承载力设计（8） 89,柱的主要破坏类型 3、无筋砌体柱 在0.5-0.7破坏荷载时，单个块体内出现竖向裂缝 单个块体裂缝连接形成连续的裂缝（0.8-0.9破坏荷载） 并连成几条贯通裂缝，砌体分成几个1/2块体的小立柱，砌体明显外鼓，个别块体可能被压碎，小立柱失稳而完全破坏。,第36讲：柱的承载力设计（8） 89,柱的主要破坏类型 3、无筋砌体柱偏心受力 一旦截面受拉边的拉应力超过砌体通缝抗拉强度时，出现水平裂缝，使截面削弱，即实际截面面积减小。此时截面上纵向力的偏心距减小，裂缝不会无限制发展，而是达到新的平衡状态。 当剩余截面减小到一定程度时，受压区出现竖向裂缝后导致破坏。,第36讲：受弯构件梁（5） 下一讲的主要内容 810,1、柱的失稳破坏； 2、钢轴心受力构件的强度和刚度计算；,东南大学远程教育,结构设计原理,第 三十七 讲,主讲教师： 曹双寅 舒赣平,第37讲：柱的承载力设计（8） 上一讲内容 811,1、柱的应用及截面形式； 2、柱（轴压、压弯构件）的强度破坏型式；,第37讲：柱的承载力设计（8） 812,柱的失稳破坏 构件受压就有可能出现稳定问题主要破坏形式。 对钢柱：由薄壁板件形成柱截面，与梁一样存在局部失稳破坏。 轴心受压柱的整体失稳： 随着轴向压力的增大，构件从稳定平衡状态过渡到随遇平衡状态，也称临界状态。此时，如有微小干扰力使其偏离平衡位置，则在干扰力除去后，将停留在新的位置而不能恢复到原先的平衡位置。这时的轴向压力称为临界压力。当轴向压力超过临界压力后，柱因不能维持平衡而失稳破坏,第37讲：柱的承载力设计（8） 813,轴压柱的失稳破坏 轴压柱失稳特点： 1、临界应力与构件的几何 尺寸有关； 2、仅与E有关，与钢种无关。 失稳形式： 弯曲失稳、扭转失稳、 弯扭失稳,第37讲：柱的承载力设计（8） 814,偏心受压柱的整体失稳 单向偏心受压柱破坏特征： 外弯矩非线性增加 附加弯矩 （二阶效应） 内弯矩： 当外弯矩增加内弯矩增加，内外弯矩无法