第四章-钢筋混凝土受压构件.ppt

1、第四章 钢筋混凝土受压构件,第一节 受压构件的构造要求,一、受压构件分类,根据受力的方向是指向截面，还是离开截面， 可分为纵向受压构件和纵向受拉构件； 根据力的作用线与截面轴线的位置关系， 可分为轴心受力构件和偏心受力构件。 其中,偏心受力构件，又可以分为单向偏心和双向偏心。,框架柱压坏,四、构造要求,1、混凝土强度等级,混凝土抗压强度较高，为了减小柱截面尺寸，节约钢筋，应采用强度等级较高的混凝土，一般不宜低于C25； 钢筋一般选用HRB335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500,2. 截面形式及尺寸模数,一般采用正方形或矩形截面； 为施工方便，截面尺寸一般不小于250

2、mm250mm,而且要符合相应模数（800mm以下，50mm；800mm以上，100mm）。,二、钢筋混凝土受压构件的构造要求,轴心受压柱以方形为主， 偏心受压柱以矩形为主,纵筋直径不宜小于12mm。通常选用12mm32mm。纵筋要沿截面周边均匀布置，并不少于4根（矩形）或6根（圆形）； 全部受压钢筋的最小配筋率为0.5%；最大一般不宜大于5%； 纵筋的净距一般不小于50mm,且不宜大于300mm。 当偏心受压柱的截面高度 600mm时，在柱的侧面上应设置直径为1016mm的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍筋或拉筋。,3. 纵筋的直径及配筋率,4. 箍筋的直径与间距,对于普通钢箍柱，箍筋间距应满

3、足：不大于构件截面的短边尺寸；不大于15d（d为纵筋的最小直径）；不大于400mm； 箍筋直径不宜小于6mm ； 对于截面形状复杂的柱，箍筋形式不可采用具有内折角的箍筋； 被同一箍筋所箍的纵向钢筋根数，在构件的角边上应不多于3根。若多于3根，则应设置附加箍筋。,受压构件复合菱形箍筋,受压构件复合井字箍筋,受压构件的配筋：,（1）纵向受力钢筋 （2）箍筋,作用： 一 协助混凝土承受压力，以减小构件尺寸； 二 承受可能的弯矩，以及混凝土收缩和温度变形引起的拉应力； 三 防止构件突然的脆性破坏。,作用： 保证纵向钢筋的位置正确，防止纵向钢筋压屈，从而提高柱的承载能力。,混凝土： 钢筋 ：,第二节 轴

4、心受压构件,1、长短柱的破坏特征：,1、轴心受压短柱,2、轴心受压长柱,临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈外凸，混凝土被压碎崩裂而破坏。,破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵筋压弯外凸，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡，凸边混凝土拉裂而破坏。,式中：N轴向压力设计值 Nu轴向抗压承载力设计值 A构件的截面面积，当纵向钢筋的配筋率大于3%时，A改用 Ac , Ac = AAS。 稳定系数，按规范，教材表4-1。 设计中全部受压钢筋的配筋率不应超过5%，一般为0.52%，但也不应小于0.6%，同一侧配筋不应小于0.2%,2、基本公式,式中系数0.9，是考虑到初始偏心

5、的影响， 以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性，引入的承载力折减系数。,柱的计算长度L0取值:,注：表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度； 对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。,习题： 某多层现浇框架结构的底层中柱，承受轴心压力N=2450KN，楼层高H=6.4m，混凝土等级为C30（fc=14.3N/mm2）,用HRB400级钢筋配筋（ fy=360N/mm2 ）, 柱截面积400X400，求纵筋。,轴心受压,第三节 偏心受压构件,压弯构件 偏心受压构件,1 偏心受压构件破坏特征,当e0 很小时，接近轴压构件 当e0 较大时，接近受弯构件,按偏心距和配筋的不同，偏压构件可

6、分为受拉破坏和受压破坏,当偏心距e0较大，且受拉钢筋不太多时，发生受拉破坏。,当偏心距e0较小，或偏心距e0虽不小大，但受拉钢筋配置过多时，均发生受压破坏。,受拉破坏（大偏心受压破坏）,破坏特征： 加载后首先在受拉区出现横向裂缝，裂缝不断发展，裂缝处的拉力转由钢筋承担，受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的主裂缝，主裂缝延伸，受压区高度减小，最后受压区出现纵向裂缝，混凝土被压碎导致构件破坏。,类似于：正截面破坏中的适筋梁,属于：延性破坏,受压破坏（小偏心受压破坏）,破坏特征： 加荷后全截面受压或大部分受压，离力近侧混凝土压应力较高，离力远侧压应力较小甚至受拉。随着荷载增加，近侧混凝土出现纵向裂

7、缝被压碎，受压钢筋屈服 ，远侧钢筋可能受压，也可能受拉，但都未屈服。,属于：脆性破坏,类似于：正截面破坏中的超筋梁,2.附加偏心距ea与初始偏心距ei 由于实际工程中存在着荷载作用位置的不定性、混凝土质量的不均匀性及施工的偏差等因素，轴向力的实际偏心距比e0偏大，产生附加偏心距ea，其值应取20 mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值。 计入附加偏心距后，轴向力的偏心距称为初始偏心距ei，则： ei= e0+ea 3.附加弯矩 钢筋混凝土受压构件在承受偏心轴力后，将产生纵向弯曲变形，即侧向挠度f。随着荷载的增大而不断增大，因而弯矩的增长也越来越明显。偏心受压构件计算中把截面弯矩中的Ne0称为初始弯矩或一阶弯矩，将Nf称为附加弯矩或二阶弯矩。,4.矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算 1）基本公式 矩形截面大偏心受压构件破坏时的应力分布简化为图所示的等效矩形图。由静力平衡条件可得出大偏心受压的基本公式：,2）适用条件： （1）保证构件在破坏时，受拉钢筋应力能达到抗拉强度设计值fy，必须满足： ； （2）为了保证构件在破坏时，受压钢筋应力能达到抗压强度设计值fy，必须满足：x2as，若不满足则取x=2a