第5章-受压构件授课.ppt

1、学习对称配筋矩形断面偏心受压部件的正断面受压承载力的计算方法掌握N-M相关曲线的概念，精通偏心受压部件的斜断面的剪切承载力计算的受压部件的配筋结构。 提示教学应在本章重点介绍轴心受压构件及偏心受压构件的破坏机理和正截面承载力的计算方法。 因为偏心受压构件的计算类型多，所以必须明确其分析问题的想法：一是计算的主线有计算的概略图、基本公式、适用条件和补充条件；二是注意管理适用条件；三是熟悉不满足适用条件时的处理方法。 第五章受压构件，定义：以受压压力为主的构件。 例如柱、壁、桥墩等分类、理想的轴心受压部件不存在，只有简化的轴心受压部件、偏心受压部件、受压部件(柱)在结构中具有重要的作用的情况较多，

2、若发生破坏，则多导致结构整体的破损，进而导致倒塌。 抗震时：框架结构为强柱弱梁，第5章受压构件，第5章受压构件，正截面承载力计算，受压构件设计，斜截面承载力计算，裂纹宽度管理(偏心大时)，对称配筋，非对称配筋，第5章受压构件的结构要求(把握)，第5章受压构件，1，形状(1)一般为方形，矩形2、截面尺寸、5.1.1截面形状和尺寸、(1)最小截面尺寸： 250250mm (2)纵横比要求： l0/b30、l0/h25和l0/d25。 (3)模块尺寸：边长为800mm时，把50mm作为模块，边长为800mm时，把100mm作为模块。 第五章受压构件，1、混凝土：采用强度等级高的混凝土，一般结构为C2

3、5C40； 高层建筑常用C50C60。 2、钢筋：采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500。 5.1.2材料强度、1、最小配筋率(1)规定最小配筋率的理由是，防止混凝土受压脆性破坏，第二个是承担偶然的附加弯曲力矩、混凝土的收缩和温度变化引起的拉伸应力。 (2)最小配筋率的值为5.1.3纵筋，所有纵筋的配筋率：建筑施工的0.6%。 道桥0.6%(C50) 0.5%(C45 )侧的纵筋配筋率为0.2%。 2、最大配筋率均不得超过纵筋配筋率5%。 第5章受压部件，4，纵向受力钢筋的直径： 12mm以下不能根数少直径粗为好。 3、纵向受力钢筋的根数：矩形截面必须在4根以上，圆形截

4、面必须少于8根，少于6根。 5、柱侧面纵向结构钢筋： h600mm时，设置直径1016mm的纵向结构钢筋，相应地设置复合箍筋或系杆。 第六章受压构件，7，纵向受力钢筋净间隔： 50mm，8，纵向受力钢筋中间距离：建设300mm。 天桥350毫米。 6、纵筋保护层厚度：一般为30mm。 1、箍筋形式：采用密闭型。 2、箍筋间隔： 400mm； 截面的短边尺寸为15dmin。 3、箍筋直径： dmax/4建设6mm。 天桥8毫米。 4、柱中所有纵筋的配筋率为3%时，第5章受压构件，5.1.4箍筋、箍筋直径8mm； 箍筋的间隔是竖筋最小直径的10倍，为200mm。 箍筋的末端应形成135个钩，钩的末

5、端直段的长度为10个钩直径，第5章受压部件、第5章受压部件、第5章受压部件，轴心受压承载力为正截面受压承载力的上限。 本节分为一般的箍筋柱和螺旋箍筋柱进行说明。 5.2轴心受压构件的正截面受压承载力，第5章受压构件，第5章受压构件，纵筋的作用，(1)直接受压，提高柱的承载力，(2)承担偶然的偏心等引起的拉伸应力，(3)改善破坏性能(脆性) (4)在持续的压缩应力下的混凝土收缩和缓变箍筋的作用，(1)固定纵筋，形成钢筋骨架；(2)约束承担剪切力的(3)混凝土，改善混凝土性能；(4)对纵筋施加侧方支撑，防止纵筋压曲。 5.2.1轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力，第5章受压构件，1，轴心受压短柱

6、的受力性能，第5章受压构件，(1)短柱的概念： l0/b8，l0/i28，(2)短柱的受力性能，(2)破坏时，唾沫发生横向裂缝，混凝土出现裂缝、3、柱的计算长度-l0，第5章受压构件，(1)理想支撑时：柱的计算长度-l0，第5章受压构件，(2)实际的柱的计算长度l0不明，(参照GB50010第7.3.11条)。 具体来说，有以下三条规定： (a )刚性温室盖单层温室的架柱、露天起重机柱和栈桥柱、第5章受压部件、(b )一般多层温室的梁柱刚嫁接的框架结构柱、(c )水平载荷引起的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上时， 框架柱的计算长度取以下两式中较小的值：本页不使用(了解)，4，普通箍筋柱的承

7、载力计算，第5章受压构件，(2)计算式，(1)计算式，示意图，建设工程，大桥，As全部，式中的系数0.9为初期偏心的影响，主要受到定负荷作用的轴心受压柱的可靠性作为导入承载力的减少系数的(54 )，式中Nu轴方向压力承载力设计值n轴方向压力设计值fc混凝土的轴心抗压强度设计值，在截面长边或直径小于300mm的情况下，乘以0.8的a部件的截面积，在纵筋的配筋率大于3%的情况下， a必须变更为Ac=AAs的fy纵筋的抗压强度设计值，按照附表5采用，截面设计和截面讨论(1)截面设计：构件截面尺寸bh、轴向力设计值、构件的计算长度、材料强度等级。 求出：纵筋截面积的步骤如下：(2)截面承载力探讨：柱截

8、面尺寸bh、计算长度、纵筋的数量和等级、混凝土强度等级。 求：知道柱的受压承载力Nu或轴力设计值，判断截面是否安全。 步骤如下：5.2.2配螺旋环箍或焊接环式环箍柱的受压承载力计算，第5章受压部件，1，配螺旋环箍柱的受压性能，2，配螺旋环箍柱的轴心受压承载力计算公式导出，螺旋环箍筋换算为相当的纵筋面积， a -间接钢筋在混凝土C50的情况下，a=1.0，在混凝土为C80时，a=0.85，在其间进行线性插值。 k :间接钢筋影响系数k 2 a，建筑工，桥，区别，建设式，桥式，建设工和桥式的区别，第五章受压构件，第五章受压构件，3，式说明(桥的规定与建设工相同)，以下任一种情况下，用普通的箍筋柱计

9、算，螺旋箍筋的换算截面积ass 0 四十毫米。 螺旋箍筋直径6毫米(建设) 8毫米(大桥) d/4； 第五章受压构件、4、螺旋环箍的结构规定、5.3.1破坏形态、试验表明，偏心受压短柱有拉伸破坏和受压破坏两种形态，影响破坏形态的因素是偏心距离e0和纵筋配筋率。 第五章受压构件、5.3偏心受压构件的正截面受压破坏形态，AAK首先屈服，把区混凝土压扁。 延展性破坏。 破坏特征与适应梁相似，第五章受压构件，(1)发生条件：偏心距离e0大，As的数量合适。 (2)破坏特征，(1)发生条件： (a )相对偏心距离e0/h0小(b )相对偏心距离e0/h0大，但As的数量过多。第五章受压构件，2、受压破坏

10、-小偏心受压破坏，远离纵力一侧的钢筋不屈服。 脆性破坏。 破坏特性类似超筋梁的第二种情况在设计时应该避免。 第五章受压构件，(2)受压破坏的特点，拉伸钢筋的屈服与受压区边缘混凝土在到达ecu的同时发生。 类似于筋梁和筋梁的边界。 第五章受压构件，极限破坏，第五. 3.2偏心受压长柱的破坏类型，第五章受压构件，(1) l0/h大时，纵向弯曲不可忽视。 (2)在右图中，N ei被称为一次矩，N f被称为二次矩。 1、纵弯曲的二次效应，(3)长细比l0/h大时，发生压曲破坏的宽高比l0/h一定时，发生材料破坏。y、f、l0、ei、(a )侧方弯曲f较小，因此可以无视。 (b) M与n一起线性增长。

11、(c )最后是材料破坏。 第五章受压构件、2、3种破坏型(1)短柱(l0/h5 )、(a )侧弯曲f不能忽视。 (b) M与n一起非线性增长。 (c )最后是材料破坏。 (d )轴向承载力低于相同情况下短柱的承载力。 第五章受压部件、(2)长柱(l0/h=530 )、(a )侧挠曲f的影响较大。 (b )最后是失稳破坏。 (c )请勿采用细长的柱子。 第五章受压部件、(3)细长柱(l0/h30 )、第五章受压部件、5.4偏心受压长柱的二次矩、无侧动、有侧动、有1、的定义，有5.4.2偏心距离增大系数、y、f、l0、ei、第五章受压部件、 进一步考虑修正系数z1，影响系数z2，之后得到的，第五章

12、受压部件，第五章受压部件，3，的计算式，1，极限破坏的特征：拉伸钢筋屈服和受压区的边缘混凝土到达ecu同时发生。 第五章受压构件、5.5矩形截面偏压构件的正截面受压承载力计算式、2、相对极限受压区域高度b、3、大小偏心的边界： b为大偏心受压b是小偏心受压、5.5.1大小偏心破坏的边界、第五章受压构件、1、大偏心受压构件的计算、5.5.2施力构件e0=M/N，第五章受压构件，(3)计算式的条件，x xbh0 x2as，注：大桥无ea，(1)计算概略图，2，小偏心受压构件的计算，(2)计算式，第五章受压构件，第五章受压构件，(3)钢筋应力ss的计算，根据(a )试验，小施力时，ss 如从右图可看

13、出，在x=b1 xcb、ss=fy x=b1 h0、ss=0、(c )计算式中，As侧混凝土有可能首先压坏。 此时，下式的管理： e=0.5h-as-(e0-ea) h0=h-as，第5章受压部件、Nfcbh的情况下，式中，max、5.6非对称配筋矩形截面施力部件的承载力的计算方法，第5章受压部件、截面设计、截面研究、2种问题，有，5.6 . 大偏心ei 0.3h0，小偏心，b，大偏心b，大偏心b，小偏心， 第5章受压部件从上表可知，由于设定为(hei/h0)b=0.2840.322，因此，将hei/h0=0.3作为近似边界条件，将能够知道近似基准的来源的x=xb代入大偏置计算式中，则能够得到

14、相对界限偏心距离、第5章受压部件、弯曲模第五章受压构件、偏置构件的计算类型、计算类型、非对称配筋、无对称配筋已知As求As，其馀相同，第五章受压构件、条件不足时，结合受力特性和经济性补充条件求解。 类型很多，无论哪种类型，总是用基本公式和公式的条件来解。第五章受压构件，1，大偏压截面设计，(1)计算概略图，(2)计算式，第五章受压构件，(3)计算式的条件，x xbh0 x2As，(4) As，as为最小配筋率：As 0.002bh； As 0.002bh、As 0.002bh、(5) As、As的最大配筋率： As 0.002bh，第5章受压部件：(6)截面设计分为两种类型： As、As均未知

15、； 类型2:As已知、as未知、(7)类型1 :已知： bh； fc、fy、fy； l0/h； 求n，m，As，As，分析：三个未知数，As，As，x怎么办，措施：x=xbh0，求解：利用两个基本公式，求解：首先从基本公式2到x，第五章受压构件，(8)类型2 :已知bh； fc、fy、fy； l0/h； 求出n、m、As、As，分析：未知数： As、x，如果是2as x xbh0:x xbh0？ 如果是PS PK？ 设As=rminbh，As、As均为未知的旋转类型1、第5章受压构件，x=2As，计算As时：x 2as？2、小偏压截面设计、第5章受压构件、(1)计算图、(2)计算式、(6)截面设计有两种(类型和类型4 )类型3:As、as都未知； 类型4:As已知、As未知、第5章受压构件、建设为Nfcbh时，措施：第5章确定受压构件、求解：As后，根据基本式求出x，根据求出的x，分为以下4种情况求出As，求解：首先根据基本式求出x，根据x，根据下面的4 类型4 :已知： as，求解：未知数：As，x，第5章受压构件，5.6.2非对称钢筋截面讨论，2种：已知bh； f