第5章受压构件的截面承载力PPT课件

1、5.1. 受压构件概述受压构件概述受压构件在结构中具有重要作用，一旦破坏将导致整个结构的损坏甚至倒塌。(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压轴心受压承载力是正截面受压承载力的上限。先讨论轴心受压构件的承载力计算，然后重点讨论单向偏心受压的正截面承载力计算。第1页/共28页第2页/共28页第3页/共28页柱钢筋图第4页/共28页 电渣压力焊第5页/共28页第6页/共28页 电渣压力焊第7页/共28页第8页/共28页 箍筋加密第9页/共28页钢筋骨架第10页/共28页机械连接第11页/共28页机械连接第12页/共28页 5.1.1 5.1.1 材料强度材料强度 混凝土：采用C25-

2、C40;C25-C40; 钢筋：一般采用HRB400HRB400和HRB335HRB335。 5.1.2 5.1.2 截面形式及尺寸要求截面形式及尺寸要求 1.1.截面形状：正方形、矩形、圆形、环形。 2.2.截面尺寸：截面尺寸一般应符合 2525及 3030（其中 为柱的计算长度，h h和b b分别为截面的长边和短边）。0/lh0/lb0l5.1 5.1 受压构件构造要求第13页/共28页 5.1.3 5.1.3 纵向受力钢筋纵向受力钢筋纵筋：0.6% 5% d 12mm 或更粗一些防止过早压屈 间距不应小于50mm不应大于350mm5.1.4 5.1.4 箍筋箍筋箍筋：直径 6mm 或 d

3、/4 当柱中全部纵向钢筋的配筋率超过3%时，箍筋直径不宜小于8mm第14页/共28页 对于截面形状复杂的构件，对于截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的不可采用具有内折角的箍筋箍筋箍筋箍筋（下图）。其原因是，内折角处受拉箍筋的合力向外。（下图）。其原因是，内折角处受拉箍筋的合力向外。第15页/共28页5.2.1 轴压构件性能Behavior of Axial Compressive Member变形条件：syyssEfE 物理关系：02000 2ccfyysf 平衡条件：ssccAANcs5.2. 轴心受压构件正截面承载力第16页/共28页00.0010.002100200300400500

4、20406080100csc fy=540MPa fy=230MPa第17页/共28页sycsuAfAfNsuluNN suluNN稳定系数稳定系数稳定系数稳定系数 主要与柱的主要与柱的长细比长细比l0/b有关有关)(9 . 0sycuAfAfNN折减系数折减系数0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴压受压是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴压受压柱的可靠性。柱的可靠性。5.2.1 普通箍筋轴压柱正截面承载力轴心受压轴心受压短短柱柱轴心受压轴心受压长长柱柱当纵筋配筋率大于当纵筋配筋率大于3时，时，A中应扣中应扣除纵筋截面的面积。除纵筋截面的面积。L0为柱的为柱的计算高度

5、计算高度；b为矩形截面为矩形截面短边尺寸短边尺寸；第18页/共28页5.2.2 螺旋箍筋轴压柱正截面承载力混凝土圆柱体三向受压状态的纵向抗压强度混凝土圆柱体三向受压状态的纵向抗压强度214cf螺旋箍筋柱与普通箍筋柱力位移曲线的比较螺旋箍筋柱与普通箍筋柱力位移曲线的比较第19页/共28页2 fyAss1 fyAss12sdcors(a)(b)(c)122ssycorAfsdcorssydsAf122corssycdsAff118214cfsycoruAfAN1corcorssysycorcAdsAfAfAf18达到极限状态时（达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑保护层已剥落，不考虑）第20页/共

6、28页)(9 . 00ssysycorcuAfAfAfNN螺旋箍筋对承载力的影响系数螺旋箍筋对承载力的影响系数 ，当，当fcu,k50N/mm2时，取时，取 =2.0；当当fcu,k=80N/mm2时，取时，取 =1.7，其间直线插值。，其间直线插值。01sssscorAsAdsAdAsscorss1002ssysycorcuAfAfAfN fyAss1 fyAss12sdcor(c)螺旋箍筋螺旋箍筋换算成换算成相当的相当的纵筋面积纵筋面积第21页/共28页采用螺旋箍筋可有效提高柱的轴心受压承载力。但配置过多，极限承载采用螺旋箍筋可有效提高柱的轴心受压承载力。但配置过多，极限承载力提高过大，则

7、会在远未达到极限承载力之前保护层剥落，从而影响正常力提高过大，则会在远未达到极限承载力之前保护层剥落，从而影响正常使用。使用。规范规范规定：规定：（1）按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋柱受压承载力的按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋柱受压承载力的50%；（2）对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大，截面不是全部受压，螺对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大，截面不是全部受压，螺旋箍筋的约束作用得不到有效发挥。因此，对长细比旋箍筋的约束作用得不到有效发挥。因此，对长细比l0/d大于大于12的柱的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用；不考虑螺旋箍筋的约束作用；（3）螺旋箍筋的约束效果与其截面面积螺

8、旋箍筋的约束效果与其截面面积Ass1和间距和间距S有关，为保证约束效有关，为保证约束效果，螺旋箍筋的换算面积果，螺旋箍筋的换算面积Ass0不得小于不得小于全部纵筋全部纵筋As面积的面积的25%；（4）螺旋箍筋的间距螺旋箍筋的间距S不应大于不应大于dcor/5，且不大于，且不大于80mm，同时为方便施工，同时为方便施工，S也不应小于也不应小于40mm。螺旋箍筋柱限制条件第22页/共28页5.3. 5.3. 偏心受压构件正截面承载力计偏心受压构件正截面承载力计算算=M=N e0NAssA=Ne0AssA偏压构件破坏特征受拉破坏受拉破坏tensile failure受压破坏 compressive

9、failure5.3.1 偏心受压短柱破坏形态第23页/共28页偏心距增大系数偏心距增大系数elxfysin f y xeieiNNN eiN ( ei+ f )le对跨中截面，轴力对跨中截面，轴力N的偏心距为的偏心距为ei+ f ，即跨中截面的弯矩：，即跨中截面的弯矩：M =N (ei+ f )由于侧向挠曲变形，轴向力将产由于侧向挠曲变形，轴向力将产二阶效应，引起二阶效应，引起附加弯矩附加弯矩。对于。对于长细比较大的构件，二阶效应引长细比较大的构件，二阶效应引起的附加弯矩不能忽略。起的附加弯矩不能忽略。在截面和初始偏心距相同的情况在截面和初始偏心距相同的情况下，柱的长细比下，柱的长细比l0/

10、h不同，侧向挠不同，侧向挠度度f 的大小不同，影响程度有很的大小不同，影响程度有很大差别，将产生不同的破坏类型。大差别，将产生不同的破坏类型。第24页/共28页iiiefefe11020lf0hscelxfysin f y xeieiNNle 2/022lxdxyd202lf2010lf )102/(33525. 10033. 005hb01721h偏心距增大系数偏心距增大系数界限状态时界限状态时2000172011hlhei转换成转换成长细比长细比第25页/共28页NAfc5 .0 0 .1 11小偏心大偏心hlhlhl0202001. 015. 1 15115时，时，21200140011hlhei考虑小偏心受压构件截面的曲率修正系数考虑小偏心受压构件截面的曲率修正系数偏心受压构件长细比对截面曲率的影响系数偏心受压构件长细比对截面曲率的影响系数12取h=1.1h0200140011hlhei第26页/共28页5.5.1 大、小偏心的判别条件)()5 . 01 (020101ssybbcbsysybcbahAfhbfMAfAfhbfN0010201000)()()5 . 01 (hAfAfhbfahAfbhfhNMhe