混凝土结构与砌体结构6 清华大学出版社

2,第6章钢筋混凝土受压构件,【学习目标】了解钢筋混凝土受压构件的工程应用，掌握受压构件的构造要求；熟悉轴心受压构件的破坏特征，掌握配置普通箍筋轴心受压柱的承载力计算方法；理解偏心受压构件正截面的两种破坏形态及其判别方法；熟练掌握对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算方法；了解偏心受压构件斜截面抗剪承载力计算要点。,3,6.1受压构件的构造要求,受压构件的构造要求多而复杂，这里根据混凝土规范的规定，仅介绍一些基本构造要求。,4,6.1.1材料强度,在受压构件中，混凝土的强度等级对承载力的影响较大，选择高强度混凝土可节约钢材，减少构件截面尺寸，因此受压构件宜采用高强度等级的混凝土。一般设计中应采用C20及C20以上强度等级混凝土。当采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。因为高强度钢筋在受压构件中不能充分发挥作用，故在受压构件中不宜采用高强度钢筋来提高其承载力。一般设计中受压构件纵向受力钢筋通常采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500级钢筋。,5,6.1.2截面形式及尺寸,轴心受压构件的截面形式一般为正方形，也可以是矩形或圆形等。偏心受压柱当截面高度h600mm时，宜采用矩形截面；600mmh800mm时，宜采用矩形或I形截面；800mmh1400mm时，宜采用I形截面。I形截面的翼缘厚度不宜小于120mm，腹板厚度不宜小于100mm。柱截面尺寸主要根据内力的大小、构件长度及构造要求等条件确定，一般构件的长细比满足l0/h25及l0/b30(l0为柱的计算长度)。为了避免构件由于长细比过大，导致承载能力降低过多，柱截面不宜过小。现浇钢筋混凝土矩形柱截面边长，非抗震设计时不宜小于250mm，抗震设计时不宜小于350mm；圆形截面柱直径不宜小于350mm。为了施工方便，当截面边长在800mm以内时，以50mm为模数；当截面边长为800mm以上时，以100mm为模数。,6,6.1.3配筋构造,1纵向受力钢筋2箍筋,7,6.2轴心受压构件承载力计算,钢筋混凝土轴心受压柱按箍筋形式的不同分为两种类型，即配置普通箍筋柱(图6.4(a)和配置螺旋式箍筋(或焊接环式箍筋)柱(图6.4(b)。,8,6.2.1轴心受压构件的破坏特征,1轴心受压短柱的破坏特征2轴心受压长柱的破坏特征,9,6.2.2普通箍筋柱正截面承载力计算,1基本公式2计算方法1)截面设计2)承载力复核,10,6.2.3螺旋箍筋柱简介,1基本公式2设计螺旋箍筋柱的注意事项3构造要求,11,6.3偏心受压构件承载力计算,6.3.1偏心受压构件的受力性能1大偏心受压破坏2小偏心受压破坏3大小偏心受压的界限4附加偏心距和初始偏心距5偏心受压构件初始弯矩的调整1)排架结构柱2)其他偏心受压构件,12,6.3.2矩形截面偏心受压柱正截面承载力计算,1基本假定2大偏心受压构件(xxb)1)计算公式2)适用条件3小偏心受压构件(xxb)1)计算公式2)适用条件,13,6.3.3对称配筋矩形截面偏心受压柱的截面配筋计算,1)对称配筋时大小偏心受压的判别2)大偏心受压3)小偏心受压4)垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算,14,6.3.4偏心受压构件斜截面承载力计算要点,偏心受压构件除了承受轴力和弯矩作用外，一般还承受剪力作用。在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；但对于有较大水平力作用的框架柱(如地震作用下)，有横向力作用的桁架上弦压杆等，其剪力影响相对较大，还需要验算其斜截面受剪承载力。试验表明，轴向压力对构件的抗剪起有利作用。由于轴向压力的存在，延缓了斜裂缝的出现和开展，增大了截面的混凝土剪压区高度，使剪压区的面积相应增大，从而提高了剪压区混凝土的抗剪承载力。试验结果还表明，轴向压力对构件抗剪承载力的提高是有限度的。,15,本章小结,(1)配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件的承载力由混凝土和纵向钢筋两部分抗压承载力组成。对长细比较大的柱子，引入稳定系数j值来反映由于纵向弯曲使承载力降低的影响。而短柱(l0/b8)的稳定系数j值等于1。(2)轴心受压构件若配置螺旋式或焊接环式箍筋，因其对核心混凝土的约束作用，可提高混凝土抗压强度，故与普通箍筋柱相比，螺旋箍筋柱的承载力有所提高。(3)偏心受压构件按其破坏特征不同，分为大偏心受压和小偏心受压。大偏心受压构件破坏时，远离轴向力一侧的受拉钢筋先屈服，另一侧受压区混凝土被压碎，受压钢筋也屈服；小偏心受压构件破坏时，靠近轴向力一侧的混凝土先被压碎，受压钢筋达到屈服强度，但远离轴向力一侧的钢筋无论受拉还是受压均未达到屈服强度。因此，大、小偏心受压构件的界限破坏与受弯构件适筋梁和超筋梁的界限完全相同，即当xxb时为大偏心受压；当xxb时为小偏心受压。(4)偏心受压构件正截面承载力计算采用与受弯构件正截面承载力计算相同的基本假定，受压区混凝土采用等效矩形应力图形，由平衡条件可列出偏心受压构件正截面承载力的计算公式。偏心受压柱的正截面设计是根据已知条件求截面配筋的计算过程，偏心受压柱常采用对称配筋。截面设计时，要先判别大小偏心受压类型，然后按照相应的公式计算截面所需的钢筋面