柱斜截面计算及构造.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7.6,受压构件斜截面承载力计算,7.6,受压构件的斜截面受剪承载力,),P.169,一、单向受剪承载力,压力的存在,延缓了斜裂缝的出现和开展,斜裂缝角度减小,混凝土剪压区高度增大,第七章 受压构件,但当压力超过一定数值,?,7.6,受压构件斜截面承载力计算,第七章 受压构件,由桁架,-,拱模型理论，轴向压力主要由拱作用直接传递，拱作用增大，其,竖向分力,为拱作用分担的抗剪能力。,当轴向压力太大，将导致拱机构的过早压坏。,7.6,受压构件斜截面承载力计算,第七章 受压构件,对矩形截面，,规范,偏心受压构件的受剪承载力计算公式,l,为计算截面的剪跨比，对,框架柱,，,l,=,H,n,/2,h,0,，,H,n,为柱净高；当,l,3,时，取,l,=3,；,对其它,偏心受压构件,，,l,=,a,/,h,0,，当,l,3,时，取,l,=3,；,a,为集中荷载至支座或节点边缘的距离，承受均布荷载时，取,l,=1.5,。,N,为与剪力设计值,相应,的轴向压力设计值,，当,N,0.3,f,c,A,时，取,N,=0.3,f,c,A,，,A,为构件截面面积。,为防止配箍过多产生斜压破坏，受剪截面应满足,可不进行斜截面受剪承载力计算，而仅需按构造要求配置箍筋。,7.6,受压构件斜截面承载力计算,第七章 受压构件,7.6,受压构件斜截面承载力计算,第七章 受压构件,二、斜向受剪承载力,二、斜向受剪承载力,试验表明，钢筋混凝土柱在斜向剪力作用下，,其受剪承载力随剪力作用方向而变化,。,对于矩形截面柱，斜向受剪承载力与剪力作用方向之间近似为椭圆关系，因此应考虑剪力作用方向对受剪承载力的影响。,规范,给出的斜向受剪承载力为，,7.6,受压构件斜截面承载力计算,第七章 受压构件,二、斜向受剪承载力,7.6,受压构件斜截面承载力计算,第七章 受压构件,二、斜向受剪承载力,7.6,受压构件斜截面承载力计算,第七章 受压构件,7.7,受压构件的延性,（,Ductility,）,压力较小时，为受拉破坏，具有一定的延性。,当压力逐渐增加，从受拉钢筋屈服到受压边缘混凝土压坏的过程缩短，延性逐渐降低。,当轴压力超过界限轴力时，受拉侧钢筋达不到受拉屈服，延性将只取决于混凝土受压的变形能力，因此延性很小。,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,试验和分析均表明，对于一般配箍情况，,影响延性的主要因素是相对受压区高度,x,。,x,越小，延性越大。,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,延性系数,ductility factor,曲率,延性系数,m,=,f,u,/,f,y,位移,延性系数,m,=,D,u,/,D,y,曲率延性系数,试验和分析均表明，对于一般配箍情况，,影响延性的主要因素是相对受压区高度,x,。,x,越小，延性越大。,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,延性系数,ductility factor,曲率,延性系数,m,=,f,u,/,f,y,位移,延性系数,m,=,D,u,/,D,y,位移延性系数,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,轴压力较大时，即,x,x,b,，很难通过截面受力钢筋的配置来改善延性,增加箍筋的配置来约束混凝土，通过提高混凝土的变形能力来改善延性。,另一方面，受剪破坏都具有明显的脆性性质。为保证正截面延性能力的发挥，对延性较高要求的抗震结构，设计中应按“,强剪弱弯,”原则设计受压构件。,轴力的增加导致,x,增加，使延性减小。,增加受压钢筋，可减小,x,，可提高延性。,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,第七章 受压构件,复合箍,螺旋箍,连续复合螺旋箍,（用于矩形截面）,7.7,受压构件的延性,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,7.7,受压构件的延性,第七章 受压构件,第七章 受压构件,7.8,受压构件的延性,7.8,受压构件的配筋构造要求,材料强度,：,混凝土,：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用,C30C40,，在高层建筑中，,C50C60,级混凝土也经常使用。,钢筋,：,通常采用,级和,级钢筋，不宜过高。,？,截面形状和尺寸,：,采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。,圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。,柱的截面尺寸不宜过小，一般应控制在,l,0,/,b,30,及,l,0,/,h,25,。,当柱截面的边长在,800mm,以下时，一般以,50mm,为模数，边长在,800mm,以上时，以,100mm,为模数。,第七章 受压构件,7.8,受压构件的延性,纵向钢筋,：,纵向钢筋配筋率过小时，纵筋对柱的承载力影响很小，接近于素混凝土柱，纵筋不能起到防止混凝土受压脆性破坏的缓冲作用。同时考虑到实际结构中存在偶然附加弯矩的作用（垂直于弯矩作用平面），以及收缩和温度变化产生的拉应力，规定了受压钢筋的最小配筋率。,规范,规定，轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率不应小于,0.5%-0.6%,；,一侧受压钢筋的配筋率不应小于,0.2%,，,受拉钢筋最小配筋率的要求同受弯构件。,另一方面，考虑到施工布筋不致过多影响混凝土的浇筑质量，,全部纵筋配筋率不宜超过,5%,。,全部纵向钢筋的配筋率按,r,=(,A,s,+,A,s,)/,A,计算，一侧受压钢筋的配筋率按,r,=,A,s,/,A,计算，其中,A,为构件全截面面积。,第七章 受压构件,7.8,受压构件的延性,配筋构造：,柱中纵向受力钢筋的的直径,d,不宜小于,12mm,，且选配钢筋时宜根数少而粗，但对矩形截面根数不得少于,4,根，圆形截面根数不宜少于,8,根，且应沿周边均匀布置。,纵向钢筋的保护层厚度要求见表,8-3,，且不小于钢筋直径,d,。,当柱为竖向浇筑混凝土时，纵筋的净距不小于,50mm,；,对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小应按梁的规定取值。,截面各边纵筋的中距不应大于,350mm,。当,h,600mm,时，在柱侧面应设置直径,1016mm,的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍筋或拉筋。,第七章 受压构件,7.8,受压构件的延性,第七章 受压构件,7.8,受压构件的延性,箍 筋,：,受压构件中箍筋应采用封闭式，其直径不应小于,d,/4,，且不小于,6mm,，此处,d,为纵筋的最大直径。,箍筋间距不应大于,400mm,，也不应大于截面短边尺寸；对绑扎钢筋骨架，箍筋间距不应大于,15,d,；对焊接钢筋骨架不应大于,20,d,。,d,为纵筋的最小直径。,当柱中全部纵筋的配筋率超过,3%,，箍筋直径不宜小于,8mm,，且箍筋末端应应作成,135,的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于,10,箍筋直径，或焊成封闭式；箍筋间距不应大于,10,倍纵筋最小直径，也不应大于,200mm,。,当柱截面短边大于,400mm,，且各边纵筋配置根数超过多于,3,根时，或当柱截面短边不大于,400mm,，但各边纵筋配置根数超过多于,4,根时，应设置复合箍筋。,（与双筋梁类似,P.111,）,对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免箍筋受拉时使折角处混凝土破损。,第七章 受压构件,7.8,受压构件的延性,复杂截面的箍筋形式,Keynotes:,1.Axial load capacity of column with axial load only,2.Capacity of column with combined axial load and moment,3.Failure mode,4.Interaction diagram of axial load and moment,5.Eccentricity magnification factor,6.Calculation method,7.Shear strength of column,7.Ductility and confinement,9.Reinforcement detailing,minimum reinforcement ratio,第七章 受压构件,