钢筋混凝土柱检算-偏心受压柱

实验证明，偏心受压柱的破坏最后都是由于受压区混凝土被压碎而造成的，但是引起混凝土压碎的原因不同，其破坏特征也不相同。据此可将偏心受压短柱的破坏分为大、小偏心受压破坏两种破坏形态。大、小偏心受压破坏形态的界限

由于大、小偏心受压的破坏特征与适筋梁和超筋梁的破坏特征相同，因此两种偏心受压破坏的界限条件与梁两种破坏的界限条件相似，即在受拉侧钢筋应力达到屈服的同时，受压区混凝土恰好达到极限压应变而破坏。规范称这种破坏为大小偏心受压的界限破坏。界限破坏时的界限相对受压区高度ξb的计算公式与梁相同。当ξ≤ξb时，截面破坏时受拉钢筋屈服，属于大偏心受压；当ξ＞ξb时，截面破坏时受拉钢筋未屈服，属于小偏心受压。

在截面尺寸(b×h)、截面配筋As和As'、材料强度(fc、fy，fy')、以及构件长细比(l0/h)均为已知时，根据构件轴力和弯矩作用方式，截面承载力复核分为两种情况：1、给定轴力设计值N，求弯矩作用平面的弯矩设计值M。2、给定轴力作用的偏心距e0，求轴力设计值N。弯矩作用平面内的承载力复核1、给定轴力设计值N，求弯矩作用平面的弯矩设计值M。截面尺寸、配筋和材料强度均已知，未知数只有x和M两个。若N

≤Nb，为大偏心受压，若N

>Nb，为小偏心受压，求x以及e0，弯矩设计值为M=Ne0。若x≤xb，为大偏心受压2、给定轴力作用的偏心距e0，求轴力设计值N。若x≥xb，为小偏心受压◆尚应考虑As一侧混凝土可能先压坏的情况。e'=0.5h-as'-(e0-ea)，h'0=h-as'◆另一方面，当构件在垂直于弯矩作用平面内的长细比l0/b较大时，尚应根据l0/b确定的稳定系数ψ，按轴心受压情况验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力。与上面求得的N比较后，取较小值。（二）垂直于弯矩作用平面的承载力复核

偏心受压柱还可能由于长细比较大，在与弯矩作用平面相垂直的平面内发生纵向弯曲而破坏。在这个平面内没有弯矩作用，因此应按轴心受压柱进行承载力复核，计算时须考虑稳定系数φ的影响，柱截面内全部纵向钢筋都作为受压钢筋参与计算。对于小偏心受压柱一般需要验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力。偏心受压对称配筋柱的设计与检算

不论是大偏心受压柱，还是小偏心受压柱，截面两侧的钢筋面积As和As′都是由各自的计算公式得出，数量一般不相等，这种配筋方式称为非对称配筋。非对称配筋钢筋用量较省，但施工不方便。在工程实践中，常在构件截面两侧配置相等的钢筋（As=As´，fy=fy´，as=a´），称为对称配筋。与非对称配筋相比，对称配筋用钢量较多，但构造简单，施工方便。

对称配筋是偏心受压柱的一种特殊情况，柱截面设计时，也需要先判别偏心受压类型。判别方法是：先假定是大偏心受压，将As=As´，fy=fy´，as=a´代入公式得

x=N/（α1fcb）

（1）若x≤ξbh0，则为大偏心受压；

（2）若x＞ξbh0，则为小偏心受压。如何区分大、小偏心受压破坏形态的界限？混凝土柱的受压承载力主要取决于混凝土的强度，钢筋混凝土柱使承载力大大提高，并具有良好的塑性和抗震性能等优点。是房屋、桥梁、水工等各种工程结构中最基本的承重构件，常用作楼盖的支柱、桥墩、基础柱、塔架和桁架的压杆。

轴心受压柱按照箍筋配置方式不同，可分为普通箍筋柱和螺旋箍筋柱。柱承载力计算理论也是建立在试验基础之上。试验表明，构件的长细比构件承载力影响较大。轴心受压柱的长细比是指柱计算长度l0与截面最小回转半径i或矩形截面的短边尺寸b之比。

当l0/i≤28或l0/b≤8，为短柱；

当l0/i＞28或l0

/b＞8，为长柱。柱的破坏形态短柱破坏长柱破坏短柱破坏

弹性阶段

砼与钢筋始终保持共同变形，整个截面的应变是均匀分布的，两种材料的压应变保持一致，应力的比值基本上等于两者弹性模量之比。

弹塑性阶段

随着荷载逐渐增大，砼塑性变形开始发展，随着柱子变形的增大，混凝土应力增加得越来越慢，钢筋应力增加得越来越快，两者的应力比值不再等于弹性模量之比。短柱破坏破坏阶段

当轴向加载达到柱子破坏荷载的90%时，柱子出现与荷载方向平行的纵向裂缝，砼保护层剥落，最后，箍筋间的纵向钢筋向外弯凸，砼被压碎而破坏。破坏时，砼的应力达到轴心抗压强度fc，钢筋应力也达到受压屈服强度fy'。长柱破坏长柱在轴向压力作用下，不仅发生压缩变形同时还发生纵向弯曲，凸侧由于受压，在荷载不大时，全截面受压，但内凹一侧的压应力比外凸一侧的压应力大。凸侧随着荷载增加变为受拉，出现受拉裂缝，凹侧砼被压碎，纵向钢筋受压向外弯曲（右图）。轴心受压长柱的破坏形态长柱破坏初始偏心产生附加弯矩

在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下，长柱的承载力低于短柱(采用

稳定系数

来考虑)。

加大初始偏心，最终构件是在M，N共同作用下破坏。轴心受压长柱的破坏形式轴心受压短柱轴心受压长柱稳定系数j主要与柱的长细比l0/b有关折减系数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柱的可靠性。试验表明，影响φ值的主要因素是柱的长细比。当l0/b≤8时，为短柱，可不考虑纵向弯曲的，取φ=1.0；当l0/b＞8时，为长柱，φ值随l0/b的增大而减小。柱子越细长，受压后越容易发生纵向弯曲而导致失稳，承载力降低越多，材料强度不能充分利用。因此，对一般建筑物中的柱，常限制长细比l0/b≤30及