4.受压构件.doc

一般构造要求 偏心受压构件和轴压构件的示意图： 轴压构件：轴力作用点和构件截面形心相重合（见图a）偏压构件：轴力作用点与构件截面形心不重合，分为单向偏心受压（见图b）和双向偏心受压（见图C）。本章节主要讨论单向受压。 受压构件形式 (a)轴心受压；（b）单向偏心受压；（c） 双向偏心受压构件 1 、混凝土强度等级、计算长度及截面尺寸 1混凝土一般柱的混凝土强度等级采用C30C40， 2计算长度 构件的计算长度与构件两端支撑情况有关，在实际工程中，可查混凝土规范规定取用：如对一般多层房屋的框架柱，梁柱为刚接的框架各层柱段。现浇楼盖：底层柱；其余各层柱。装配式楼盖：底层柱，其余各层柱段。 3截面尺寸为了充分利用材料强度，使构件的承载力不致因长细比过大而降低过多，柱截面尺寸不宜过小，一般应控制在及(b为矩形截面的短边，h为长边)。当柱截面的边长在800mm以下时，截面尺寸以50mm为模数，边长在800mm以上时，以100mm为模数。2 、纵向钢筋及箍筋 1纵向钢筋 不宜选用高强度钢筋来提高受压构件的承载力，设计中一般采用HRB400和HRB335级钢筋纵向钢筋。 最小配筋率：混凝土规范规定，受压构件全部纵向钢筋的配筋率不得小于0.6。偏心受压构件中的一侧纵向钢筋的最小配筋率为0.2。当采用HRB400级、RRB400级钢筋时，全部纵向钢筋的最小配筋率应取0.5。最大配筋率：从经济和施工方面考虑，全部纵向钢筋配筋率不宜超过5。纵向受力钢筋直径通常在1232mm范围内选用。柱中宜选用根数较少、直径较粗的钢筋，但根数不得少于4根。 2箍筋受压构件中的箍筋应为封闭式的。箍筋一般采用HPB235级钢筋。根据钢筋面积不同和截面不同选用1 、轴心受压构件轴压构件破坏示意图影响轴压构件承载力的主要因素：1.混凝土与混凝土强度等级、截面面积有关2.纵筋： 钢筋抗压强度取值原则：对于屈服强度超过400的钢筋，其抗压强度设计值只能取。屈服强度小于400的钢筋，其抗压强度设计值取抗拉强度设计值。3.长柱和短柱承载力不同，即长细比影响构件的承载力稳定系数：在同等条件下(即截面相同，配筋相同，材料相同)，长柱承载力低于短柱承载力；规范采用构件的稳定系数来表示长柱承载力降低的程度。主要和构件的长细比有关，(为柱的计算长度,b为截面的短边尺寸)，设计时可直接查用表4-1。当8时，值等于1。普通箍筋柱的正截面承载力计算： (4-1)式中： N轴向压力设计值；纵向钢筋配筋率大于3时，式(4-1)中A应改为。例题 【例41】 某现浇底层钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸bh=300300mm，采用420的HRB335级钢筋()，混凝土C25()，柱高4.5m，承受轴向力设计值800kN，试校核此柱是否安全。【解】(1)确定稳定系数，查表41得=0.895。(2)确定柱截面承载力由式(4-1)得故此柱截面安全。偏心受压构件正截面承载力计算 1 、偏心受压构件破坏特征 1.大偏心受压破坏（受拉破坏）其破坏形态与双筋适筋梁相似。 大偏心受压构件的破坏是由于受拉钢筋首先到达屈服，然后压区混凝土被压碎，其承载力主要取决与受拉钢筋，这种破坏有明显的预兆，具有塑性破坏的性质。 形成这种破坏的条件时：偏心距较大，且纵向配筋率不高 2小偏心受压破坏(受压破坏)构件破坏时，受压区边缘混凝土达到极限压应变值，受压钢筋应力达到抗压屈服强度，离轴向力较远一侧的钢筋不论受拉还是受压，其应力一般都达不到屈服强度，属于脆性破坏。这种破坏缺乏明显的预兆，具有脆性破坏的性质。 3大、小偏心界限和判别在“受拉破坏”和“受压破坏”之间存在着一种界限状态，称为“界限破坏”。在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时，受压混凝土被压碎。当时，为大偏心受压破坏形态；当时，为小偏心受压破坏形态。2 、偏心受压构件正截面承载力计算 不对称配筋1大偏心受压情况()基本方程：e轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离，mm；平衡方程须满足的适用条件：(1)(2)若正截面承载力按下式计算，2. 小偏心受压情况()基本方程：；当xh时，取x=h离轴力较远一侧钢筋的应力值，3.判别大小偏压需要首先判断是大偏压还是小偏压，才能采用相应的公式进行计算。判别两种偏心受压情况的基本条件是：（）为大偏心受压，反之为小偏压构件。当均未知时，无法计算受压区高度，此时，可按下面方法进行初步判别：当时，可按大偏压计算，当时可按小偏压计算。4. 附加偏心距 和初始偏心距和偏心矩增大系数混凝土规范规定，附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值。即则初始偏心距为式中轴向力对截面重心的偏心距，mm； 偏心距增大系数计算公式:(4-4)(4-5)(4-6)当长细比时取。对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 大偏心受压情况（或），基本方程如下： 由式（4-17）可得，因此在截面设计时，可直接用来判别大小偏压构件。 代入式（4-18）可得(4-19)其中（420）若，可近似取。小偏心受压情况（或）。（4-24） 【例42】 已知钢筋混凝土柱的截面尺bh=400mm500mm。计算长度，承受轴向压力设计值N=400kN，弯矩设计值M=260Knm。混凝土强度等级为C25，钢筋采用HRB335级，采用对称配筋，试确定纵向钢筋截面面积。 解为大偏心受压构件。 则，取1 取1由式(4-19)得选配全部纵筋配筋率也满足最配筋率要求2.截面承载力复核在进行截面承载力复核时，一般已知b、h、和混凝土强度等级及钢材品种，构件细比,要求验算截面承载力。 (1)弯矩作用平面内承载力复核。1)已知轴向压力设计值N，求弯矩设计值M。将已知配筋和代人式(48)计算界限情况下的受压承载力设计值。若，则为大偏心受压，可按式(48)求，再由式(49)求，得弯矩设计值。若，则为小偏心受压，可按式(412)和式(413)求，再由式(412)求及M。 2)已知偏心距求轴向力设计值N。因截面配筋已知，可按图48对N作用点取矩求。当时，为大偏心受压，将x代人式(4-8)求轴向力设计值；当，为小偏心受压，代人式(4-12)、式(4-13)和式(4-14)求解轴向力设计值N。(2)垂直于弯距作用平面的承载力复核。偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的受压承载力外，尚应按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力。1 、偏心受压构件斜截面受剪承载力计算偏心受压构件，一般情况下剪力值相对较小，可不进行斜截面承载力的验算试验结果表明，轴向压力