受压构件的截面承载力1.pptx

nLOGO 本章要点本章要点vv理解轴心受压螺旋筋柱间接配筋的原理理解轴心受压螺旋筋柱间接配筋的原理理解轴心受压螺旋筋柱间接配筋的原理理解轴心受压螺旋筋柱间接配筋的原理vv深深深深刻刻刻刻理理理理解解解解偏偏偏偏心心心心受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的破破破破坏坏坏坏形形形形态态态态和和和和矩矩矩矩形形形形截截截截面面面面受受受受压压压压承载力的计算简图和基本计算公式。承载力的计算简图和基本计算公式。承载力的计算简图和基本计算公式。承载力的计算简图和基本计算公式。vv熟熟熟熟练练练练掌掌掌掌握握握握矩矩矩矩形形形形截截截截面面面面对对对对称称称称配配配配筋筋筋筋偏偏偏偏心心心心受受受受压压压压构构构构件件件件的的的的受受受受压压压压承承承承载力计算。载力计算。载力计算。载力计算。vv领会受压构件中纵向钢筋和箍筋的主要构造要求。领会受压构件中纵向钢筋和箍筋的主要构造要求。领会受压构件中纵向钢筋和箍筋的主要构造要求。领会受压构件中纵向钢筋和箍筋的主要构造要求。受压构件（柱）受压构件（柱）在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。受压构件受压构件受压构件受压构件Compressive Element or ColumnCompressive Element or Column底底层层柱柱压压弯弯破破坏坏（土土耳耳其其Izimit地地震震）梁梁柱柱节节点点破破坏坏（台台湾湾“9.21”地地震震）薄薄壁壁墩墩剪剪切切破破坏坏（阪阪神神地地震震，1995年年）柱柱式式墩墩典典型型的的剪剪切切破破坏坏（阪阪神神地地震震，1995年年）柱柱式式墩墩典典型型的的压压弯弯破破坏坏（北北岭岭地地震震，1994年年）一、截面形式和尺寸一、截面形式和尺寸6.1受压构件的一般构造要求受压构件的一般构造要求一般采用矩形或方形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工一般采用矩形或方形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工一般采用矩形或方形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工一般采用矩形或方形截面，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字形截面。圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱字形截面。圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱字形截面。圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。柱的截面不宜太小，一般应控制在柱的截面不宜太小，一般应控制在lo/b30及及lo/h25。方形柱的截面尺寸不宜小于方形柱的截面尺寸不宜小于方形柱的截面尺寸不宜小于方形柱的截面尺寸不宜小于250mm250mm。当柱截面的边长在当柱截面的边长在800mm以下时，一般以以下时，一般以50mm为模数，边为模数，边长在长在800mm以上时，以以上时，以100mm为模数。为模数。二、材料强度要求二、材料强度要求混混混混凝凝凝凝土土土土：一一一一般般般般应应应应采采采采用用用用强强强强度度度度等等等等级级级级较较较较高高高高的的的的混混混混凝凝凝凝土土土土。一一一一般般般般结结结结构构构构中中中中常常常常用用用用C30C40,C30C40,在在在在高高高高层层层层建建建建筑筑筑筑中中中中，C50C60C50C60级级级级混混混混凝凝凝凝土土土土也也也也经经经经常常常常使使使使用。用。用。用。钢钢钢钢筋筋筋筋：纵纵纵纵筋筋筋筋通通通通常常常常采采采采用用用用HRB400HRB400级级级级、HRB500HRB500级级级级和和和和RRB400RRB400级级级级钢钢钢钢筋筋筋筋，箍箍箍箍筋筋筋筋一一一一般般般般采采采采用用用用HRB400HRB400级级级级、HRB335HRB335级级级级。也也也也可可可可采采采采用用用用HPB300.HPB300.三、纵向钢筋三、纵向钢筋 纵纵纵纵向向向向钢钢钢钢筋筋筋筋配配配配筋筋筋筋率率率率过过过过小小小小时时时时，纵纵纵纵筋筋筋筋对对对对柱柱柱柱的的的的承承承承载载载载力力力力影影影影响响响响很很很很小小小小，同同同同时时时时考考考考虑虑虑虑到到到到实实实实际际际际结结结结构构构构中中中中存存存存在在在在偶偶偶偶然然然然附附附附加加加加弯弯弯弯矩矩矩矩的的的的作作作作用用用用，以以以以及及及及收收收收缩缩缩缩和和和和温温温温度度度度变变变变化化化化产产产产生生生生的的的的拉拉拉拉应应应应力力力力，规规规规定定定定了了了了受受受受压压压压钢钢钢钢筋筋筋筋的的的的最最最最小小小小配配配配筋筋筋筋率率率率。另另另另外外外外，考考考考虑虑虑虑施施施施工工工工布布布布筋筋筋筋太太太太多多多多容容容容易易易易影影影影响响响响混混混混凝凝凝凝土土土土浇浇浇浇注注注注质质质质量量量量，规定了规定了规定了规定了最大配筋率最大配筋率最大配筋率最大配筋率。全全全全部部部部纵纵纵纵向向向向钢钢钢钢筋筋筋筋的的的的配配配配筋筋筋筋率率率率不不不不宜宜宜宜大大大大于于于于5%5%；全全全全部部部部纵纵纵纵向向向向钢钢钢钢筋筋筋筋配配配配筋筋筋筋率率率率不不不不应应应应小小小小于于于于附附附附表表表表4-54-5给给给给出出出出的的的的最最最最小小小小配配配配筋筋筋筋率率率率，且且且且截截截截面面面面一一一一侧侧侧侧纵纵纵纵向向向向钢钢钢钢筋筋筋筋配筋率不应小于配筋率不应小于配筋率不应小于配筋率不应小于0.2%0.2%。全全全全部部部部纵纵纵纵向向向向钢钢钢钢筋筋筋筋的的的的配配配配筋筋筋筋率率率率按按按按r r=(As+As)/A计计计计算算算算，一一一一侧侧侧侧受受受受压压压压纵纵纵纵筋的配筋率按筋的配筋率按筋的配筋率按筋的配筋率按r r=As/A计算，其中计算，其中计算，其中计算，其中A A为构件全截面面积。为构件全截面面积。为构件全截面面积。为构件全截面面积。柱柱柱柱中中中中纵纵纵纵向向向向受受受受力力力力钢钢钢钢筋筋筋筋的的的的直直直直径径径径d d不不不不宜宜宜宜小小小小于于于于12mm12mm，通通通通常常常常在在在在 1632mm1632mm范范范范围围围围内内内内选选选选用用用用，且且且且选选选选配配配配钢钢钢钢筋筋筋筋时时时时宜宜宜宜根根根根数数数数少少少少而而而而粗粗粗粗，但但但但对对对对矩矩矩矩形形形形截截截截面面面面根根根根数数数数不不不不得得得得少少少少于于于于4 4根根根根，圆圆圆圆形形形形截截截截面面面面根根根根数数数数不不不不宜宜宜宜少少少少于于于于8 8根根根根，且应沿周边均匀布置。且应沿周边均匀布置。且应沿周边均匀布置。且应沿周边均匀布置。截截截截面面面面各各各各边边边边纵纵纵纵筋筋筋筋的的的的中中中中距距距距不不不不宜宜宜宜大大大大于于于于300mm300mm。当当当当h600mmh600mm时时时时，在在在在柱柱柱柱侧侧侧侧面面面面应应应应设设设设置置置置直直直直径径径径不不不不小小小小于于于于10mm10mm的的的的纵纵纵纵向向向向构构构构造造造造钢钢钢钢筋筋筋筋，并并并并相相相相应应应应设设设设置复合箍筋或拉筋。置复合箍筋或拉筋。置复合箍筋或拉筋。置复合箍筋或拉筋。柱柱柱柱内内内内纵纵纵纵筋筋筋筋的的的的混混混混凝凝凝凝土土土土保保保保护护护护层层层层厚厚厚厚度度度度对对对对一一一一类类类类环环环环境境境境取取取取20mm20mm。当当当当柱柱柱柱为为为为竖竖竖竖向向向向浇浇浇浇筑筑筑筑混混混混凝凝凝凝土土土土时时时时，纵纵纵纵筋筋筋筋的的的的净净净净距距距距不不不不小小小小于于于于50mm50mm。对对对对水水水水平平平平浇浇浇浇筑筑筑筑的预制柱，其纵向钢筋的最小净距应按梁的规定取值。的预制柱，其纵向钢筋的最小净距应按梁的规定取值。的预制柱，其纵向钢筋的最小净距应按梁的规定取值。的预制柱，其纵向钢筋的最小净距应按梁的规定取值。受受压压构构件件中中箍箍筋筋应应采采用用封封闭闭式式，其其直直径径不不应应小小于于d/4，且且不不小于小于6mm，d为纵筋的最大直径。为纵筋的最大直径。箍箍筋筋间间距距不不应应大大于于400mm，也也不不应应大大于于截截面面短短边边尺尺寸寸；对对绑绑扎扎钢钢筋筋骨骨架架，箍箍筋筋间间距距不不应应大大于于15d；对对焊焊接接钢钢筋筋骨骨架架不不应大于应大于20d。d为纵筋的最小直径。为纵筋的最小直径。当当柱柱中中全全部部纵纵筋筋的的配配筋筋率率超超过过3%，箍箍筋筋直直径径不不应应小小于于8mm，且且箍箍筋筋末末端端应应应应作作成成135的的弯弯钩钩，弯弯钩钩末末端端平平直直段段长长度度不不应应小小于于10倍倍箍箍筋筋直直径径，或或焊焊成成封封闭闭式式；箍箍筋筋间间距距不不应应大大于于10倍纵筋最小直径，也不应大于倍纵筋最小直径，也不应大于200mm。当当柱柱截截面面短短边边大大于于400mm，且且各各边边纵纵筋筋配配置置根根数数多多于于3根根时时，或或当当柱柱截截面面短短边边不不大大于于400mm，但但各各边边纵纵筋筋配配置置根根数数多多于于4根时，应设置复合箍筋。根时，应设置复合箍筋。对对截截面面形形状状复复杂杂的的柱柱，不不得得采采用用具具有有内内折折角角的的箍箍筋筋，以以避避免箍筋受拉时使折角处混凝土破损。免箍筋受拉时使折角处混凝土破损。四、箍筋6.2轴心受压构件正截面受压承载力轴心受压构件正截面受压承载力 在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。件计算。件计算。件计算。轴压构件根据配筋方式的不同分为轴压构件根据配筋方式的不同分为轴压构件根据配筋方式的不同分为轴压构件根据配筋方式的不同分为1 1 1 1、配有纵筋和普通箍筋的柱、配有纵筋和普通箍筋的柱、配有纵筋和普通箍筋的柱、配有纵筋和普通箍筋的柱2 2 2 2、配有纵筋和螺旋箍筋的柱、配有纵筋和螺旋箍筋的柱、配有纵筋和螺旋箍筋的柱、配有纵筋和螺旋箍筋的柱螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱：箍筋的形状箍筋的形状箍筋的形状箍筋的形状为圆形，且间距较密，其为圆形，且间距较密，其为圆形，且间距较密，其为圆形，且间距较密，其作用作用作用作用？普通箍筋柱普通箍筋柱普通箍筋柱普通箍筋柱：箍筋箍筋的作用的作用的作用的作用？纵筋纵筋纵筋纵筋的作用的作用的作用的作用？纵筋的作用：纵筋的作用：纵筋的作用：纵筋的作用：1 1、协助砼受压、协助砼受压、协助砼受压、协助砼受压,减小截面尺寸，提高正截面受压承载力；减小截面尺寸，提高正截面受压承载力；减小截面尺寸，提高正截面受压承载力；减小截面尺寸，提高正截面受压承载力；2 2、承受可能产生的较小弯矩；、承受可能产生的较小弯矩；、承受可能产生的较小弯矩；、承受可能产生的较小弯矩；3 3、防止构件突然的脆性破坏，提高其变形能力；、防止构件突然的脆性破坏，提高其变形能力；、防止构件突然的脆性破坏，提高其变形能力；、防止构件突然的脆性破坏，提高其变形能力；4 4、减少砼的徐变变形。、减少砼的徐变变形。、减少砼的徐变变形。、减少砼的徐变变形。箍筋的作用：箍筋的作用：箍筋的作用：箍筋的作用：1 1、防止纵筋受力后压屈，并与纵筋组成钢筋骨架；、防止纵筋受力后压屈，并与纵筋组成钢筋骨架；、防止纵筋受力后压屈，并与纵筋组成钢筋骨架；、防止纵筋受力后压屈，并与纵筋组成钢筋骨架；2 2、约约约约束束束束混混混混凝凝凝凝土土土土。采采采采用用用用螺螺螺螺旋旋旋旋箍箍箍箍筋筋筋筋时时时时,还还还还能能能能约约约约束束束束核核核核心心心心内内内内的的的的混混混混凝凝凝凝土横向变形，进一步提高构件的承载力及变形能力。土横向变形，进一步提高构件的承载力及变形能力。土横向变形，进一步提高构件的承载力及变形能力。土横向变形，进一步提高构件的承载力及变形能力。一、轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算一、轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算 1 1 1 1受力分析和破坏形态受力分析和破坏形态受力分析和破坏形态受力分析和破坏形态N短柱、长柱短柱、长柱短柱、长柱短柱、长柱长细比长细比长细比长细比矩形截面：矩形截面：矩形截面：矩形截面：短柱：短柱：短柱：短柱：长柱：长柱：长柱：长柱：圆形截面：圆形截面：圆形截面：圆形截面：短柱：短柱：短柱：短柱：长柱：长柱：长柱：长柱：任意截面：任意截面：任意截面：任意截面：短柱：短柱：短柱：短柱：长柱：长柱：长柱：长柱：试验结果表明：试验结果表明：试验结果表明：试验结果表明：uu当当当当荷荷荷荷载载载载较较较较小小小小时时时时，轴轴轴轴压压压压力力力力与与与与压压压压缩缩缩缩量基本成正比；量基本成正比；量基本成正比；量基本成正比；uu当当当当荷荷荷荷载载载载较较较较大大大大时时时时，变变变变形形形形比比比比荷荷荷荷载载载载增增增增加得快；加得快；加得快；加得快；uu最最最最后后后后，柱柱柱柱四四四四周周周周出出出出现现现现纵纵纵纵向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝，混混混混凝凝凝凝土土土土保保保保护护护护层层层层剥剥剥剥落落落落，纵纵纵纵筋筋筋筋向向向向外外外外屈折，混凝土被压碎。屈折，混凝土被压碎。屈折，混凝土被压碎。屈折，混凝土被压碎。钢筋屈服钢筋屈服钢筋屈服钢筋屈服混凝土压碎混凝土压碎混凝土压碎混凝土压碎短柱受力过程大致分为两个阶段：短柱受力过程大致分为两个阶段：短柱受力过程大致分为两个阶段：短柱受力过程大致分为两个阶段：1 1）开始加载到钢筋屈服）开始加载到钢筋屈服）开始加载到钢筋屈服）开始加载到钢筋屈服2 2）钢筋屈服到混凝土被压碎。）钢筋屈服到混凝土被压碎。）钢筋屈服到混凝土被压碎。）钢筋屈服到混凝土被压碎。第第第第 阶段（阶段（阶段（阶段（00y y）：）：）：）：荷载较小时荷载较小时荷载较小时荷载较小时弹性阶段；弹性阶段；弹性阶段；弹性阶段；荷载较大时荷载较大时荷载较大时荷载较大时弹塑性阶段；弹塑性阶段；弹塑性阶段；弹塑性阶段；钢钢钢钢筋筋筋筋压压压压应应应应力力力力比比比比混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的压压压压应应应应力力力力增增增增长长长长快；快；快；快；第第第第阶段（阶段（阶段（阶段（y yu u）：）：）：）：破破破破坏坏坏坏时时时时，纵纵纵纵筋筋筋筋先先先先达达达达到到到到屈屈屈屈服服服服，此此此此时时时时可可可可继继继继续续续续增增增增加加加加一一一一些些些些荷荷荷荷载载载载；柱柱柱柱四四四四周周周周出出出出现现现现的的的的纵纵纵纵向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝继继继继续续续续发发发发展展展展，纵纵纵纵筋筋筋筋向向向向外外外外屈屈屈屈折折折折，混凝土被压碎而整个构件破坏。混凝土被压碎而整个构件破坏。混凝土被压碎而整个构件破坏。混凝土被压碎而整个构件破坏。轴压构件极限强度的计算依据。轴压构件极限强度的计算依据。轴压构件极限强度的计算依据。轴压构件极限强度的计算依据。即柱子若采用高强钢筋，则砼被压碎时，钢筋还即柱子若采用高强钢筋，则砼被压碎时，钢筋还即柱子若采用高强钢筋，则砼被压碎时，钢筋还即柱子若采用高强钢筋，则砼被压碎时，钢筋还未达到屈服强度，钢筋强度没有得到充分利用。未达到屈服强度，钢筋强度没有得到充分利用。未达到屈服强度，钢筋强度没有得到充分利用。未达到屈服强度，钢筋强度没有得到充分利用。此时，钢筋应力达到：此时，钢筋应力达到：此时，钢筋应力达到：此时，钢筋应力达到：2 2徐变对轴心受压构件的影响徐变对轴心受压构件的影响由于混凝土徐变的影响（压缩），钢筋和混凝土由于混凝土徐变的影响（压缩），钢筋和混凝土由于混凝土徐变的影响（压缩），钢筋和混凝土由于混凝土徐变的影响（压缩），钢筋和混凝土之间会发生应力重分布现象之间会发生应力重分布现象之间会发生应力重分布现象之间会发生应力重分布现象n n钢筋压应力逐步增大，而混凝土压应力逐步降低钢筋压应力逐步增大，而混凝土压应力逐步降低钢筋压应力逐步增大，而混凝土压应力逐步降低钢筋压应力逐步增大，而混凝土压应力逐步降低即徐变对混凝土起着卸荷作用即徐变对混凝土起着卸荷作用即徐变对混凝土起着卸荷作用即徐变对混凝土起着卸荷作用.由于徐变是不可恢复的变形，当卸荷时，钢筋回弹，由于徐变是不可恢复的变形，当卸荷时，钢筋回弹，由于徐变是不可恢复的变形，当卸荷时，钢筋回弹，由于徐变是不可恢复的变形，当卸荷时，钢筋回弹，二者变形差异，使混凝土受拉力；二者变形差异，使混凝土受拉力；二者变形差异，使混凝土受拉力；二者变形差异，使混凝土受拉力；若纵筋配筋率过大，混凝土受到的拉力将会超过混凝若纵筋配筋率过大，混凝土受到的拉力将会超过混凝若纵筋配筋率过大，混凝土受到的拉力将会超过混凝若纵筋配筋率过大，混凝土受到的拉力将会超过混凝土的抗拉强度而出现裂缝；故土的抗拉强度而出现裂缝；故土的抗拉强度而出现裂缝；故土的抗拉强度而出现裂缝；故规范规范规范规范要求，全部纵要求，全部纵要求，全部纵要求，全部纵筋配筋率不宜超过筋配筋率不宜超过筋配筋率不宜超过筋配筋率不宜超过5 5。3 3 3 3长细比的影响长细比的影响长细比的影响长细比的影响 由于有初始偏心距产生的由于有初始偏心距产生的由于有初始偏心距产生的由于有初始偏心距产生的附加弯矩附加弯矩附加弯矩附加弯矩，附加弯矩又增大了侧向的挠度，这样相附加弯矩又增大了侧向的挠度，这样相附加弯矩又增大了侧向的挠度，这样相附加弯矩又增大了侧向的挠度，这样相互影响将互影响将互影响将互影响将导致长柱最终在弯矩和轴力共导致长柱最终在弯矩和轴力共导致长柱最终在弯矩和轴力共导致长柱最终在弯矩和轴力共同作用下发生破坏同作用下发生破坏同作用下发生破坏同作用下发生破坏。若柱的长细比很大。若柱的长细比很大。若柱的长细比很大。若柱的长细比很大时，还可能发生失稳破坏。时，还可能发生失稳破坏。时，还可能发生失稳破坏。时，还可能发生失稳破坏。试验表明：长柱承载力试验表明：长柱承载力试验表明：长柱承载力试验表明：长柱承载力 33，式中，式中，式中，式中A A应改应改应改应改为（为（为（为（A-AA-A s s）二、轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算二、轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算 1 1螺旋筋柱的配筋形式螺旋筋柱的配筋形式 2 2螺旋筋柱的受力特点螺旋筋柱的受力特点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达到极限状态时（砼保护层已剥落，不考虑其承载力）达到极限状态时（砼保护层已剥落，不考虑其承载力）达到极限状态时（砼保护层已剥落，不考虑其承载力）达到极限状态时（砼保护层已剥落，不考虑其承载力）间接钢筋达屈服强度时间接钢筋达屈服强度时间接钢筋达屈服强度时间接钢筋达屈服强度时 核心砼受到的径向压应力核心砼受到的径向压应力核心砼受到的径向压应力核心砼受到的径向压应力间接钢筋换算截面面积间接钢筋换算截面面积间接钢筋换算截面面积间接钢筋换算截面面积a a a a间接钢筋对混凝土约束的折减系数间接钢筋对混凝土约束的折减系数间接钢筋对混凝土约束的折减系数间接钢筋对混凝土约束的折减系数当当C50时，取时，取a a=1.0；当当=C80时，取时，取a a=0.85，其间直线插值。其间直线插值。令令令令：，同时考虑可靠度的调整系数，同时考虑可靠度的调整系数，同时考虑可靠度的调整系数，同时考虑可靠度的调整系数0.90.9采用螺旋箍筋可有效提高柱的轴心受压承载力：采用螺旋箍筋可有效提高柱的轴心受压承载力：采用螺旋箍筋可有效提高柱的轴心受压承载力：采用螺旋箍筋可有效提高柱的轴心受压承载力：如螺旋箍筋配置过多，极限承载力提高过大，则会在远未达如螺旋箍筋配置过多，极限承载力提高过大，则会在远未达如螺旋箍筋配置过多，极限承载力提高过大，则会在远未达如螺旋箍筋配置过多，极限承载力提高过大，则会在远未达到极限承载力之前保护层产生剥落，从而影响正常使用。到极限承载力之前保护层产生剥落，从而影响正常使用。到极限承载力之前保护层产生剥落，从而影响正常使用。到极限承载力之前保护层产生剥落，从而影响正常使用。规规规规范范范范规定：规定：规定：规定：按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋柱计算的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计算的承载力的1.5倍倍 对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大，截面不是全部受对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大，截面不是全部受对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大，截面不是全部受对长细比过大柱，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。压，螺旋箍筋的约束作用得不到有效发挥。压，螺旋箍筋的约束作用得不到有效发挥。压，螺旋箍筋的约束作用得不到有效发挥。规范规范规范规范规定：规定：规定：规定：对长细比对长细比l0/d大于大于12的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用。的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用。螺旋箍筋的约束效果与其截面面积螺旋箍筋的约束效果与其截面面积螺旋箍筋的约束效果与其截面面积螺旋箍筋的约束效果与其截面面积A A A Ass1ss1ss1ss1和间距和间距和间距和间距s s s s有关，为保证有关，为保证有关，为保证有关，为保证有一定约束效果，有一定约束效果，有一定约束效果，有一定约束效果，规范规范规范规范规定：规定：规定：规定：螺旋箍筋的换算面积螺旋箍筋的换算面积Asso不得小于全部纵筋不得小于全部纵筋As面积的面积的25%螺旋箍筋的间距螺旋箍筋的间距螺旋箍筋的间距螺旋箍筋的间距s s不应大于不应大于不应大于不应大于d dcorcor/5/5，且不大于，且不大于，且不大于，且不大于80mm80mm，同时为方便施，同时为方便施，同时为方便施，同时为方便施工，工，工，工，s s也不应小于也不应小于也不应小于也不应小于40mm40mm。6.3偏心受压构件正截面受压破坏形态偏心受压构件正截面受压破坏形态偏心距偏心距偏心距偏心距e e0 0=0=0时，即时，即时，即时，即M=0M=0轴压构件轴压构件轴压构件轴压构件当当当当e eo o时，即时，即时，即时，即N=0N=0受弯构件受弯构件受弯构件受弯构件偏心受压构件偏心受压构件偏心受压构件偏心受压构件的受力性能和破坏形态的受力性能和破坏形态的受力性能和破坏形态的受力性能和破坏形态界于界于界于界于轴心受压轴心受压构件和构件和构件和构件和受弯构件受弯构件之间。之间。之间。之间。一、偏心受压短柱的破坏形态一、偏心受压短柱的破坏形态偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心距偏心距e0和和和和纵向钢筋配筋纵向钢筋配筋率率有关有关有关有关 1 1受拉破坏形态（大偏心受压破坏）受拉破坏形态（大偏心受压破坏）M M M M较大，较大，较大，较大，N N N N较小较小较小较小偏心距偏心距偏心距偏心距e0较大较大较大较大As配筋合适配筋合适 截截面面受受拉拉侧侧混混凝凝土土较较早早出出现现裂裂缝缝，As的的的的应应应应力力力力随随随随荷荷荷荷载载载载增增增增加加加加发发发发展展展展较较较较快快快快，首首先达到屈服先达到屈服。此此此此后后后后裂裂裂裂缝缝缝缝迅迅迅迅速速速速开开开开展展展展，受受受受压压压压区区区区高高高高度度度度减减减减小小小小。最最后后受受压压侧侧钢钢筋筋As受受压压屈屈服服，压压区混凝土压碎而达到破坏。区混凝土压碎而达到破坏。这这种种破破坏坏具具有有明明显显预预兆兆，变变形形能能力力较较大大,破破坏坏特特征征与与配配有有受受压压钢钢筋筋的的适适筋筋梁梁相相似似，承承承承载载载载力力力力主主主主要要要要取取取取决决决决于于于于受受受受拉拉拉拉侧钢筋。侧钢筋。侧钢筋。侧钢筋。形形形形成成成成这这这这种种种种破破破破坏坏坏坏的的的的条条条条件件件件是是是是：偏偏偏偏心心心心距距距距e e0 0较较较较大大大大，且且且且受受受受拉拉拉拉侧侧侧侧纵纵纵纵向向向向钢钢钢钢筋筋筋筋配配配配筋筋筋筋率率率率合合合合适适适适，通常称为，通常称为，通常称为，通常称为大偏心受压。大偏心受压。大偏心受压。大偏心受压。与与双双筋筋矩矩形形截截面面梁梁相相似似?2 2受压破坏（小偏心受压破坏）受压破坏（小偏心受压破坏）产生受压破坏的条件产生受压破坏的条件产生受压破坏的条件产生受压破坏的条件 偏心距偏心距偏心距偏心距e e e e0 0 0 0较小较小较小较小 偏心距偏心距偏心距偏心距e e e e0 0 0 0较大，但受拉侧纵筋配置较多较大，但受拉侧纵筋配置较多较大，但受拉侧纵筋配置较多较大，但受拉侧纵筋配置较多As太太多多截截截截面面面面受受受受压压压压侧侧侧侧混混混混凝凝凝凝土土土土和和和和钢钢钢钢筋筋筋筋的的的的受受受受力力力力较较较较大。而受拉侧钢筋应力较小。大。而受拉侧钢筋应力较小。大。而受拉侧钢筋应力较小。大。而受拉侧钢筋应力较小。当当当当相相相相对对对对偏偏偏偏心心心心距距距距e e e e0 0 0 0/h/h/h/h0 0 0 0很很很很小小小小时时时时，“受受受受拉拉拉拉侧侧侧侧”还可能出现受压情况。还可能出现受压情况。还可能出现受压情况。还可能出现受压情况。截截截截面面面面最最最最后后后后是是是是由由由由于于于于受受受受压压压压区区区区混混混混凝凝凝凝土土土土首首首首先先先先压碎而达到破坏。压碎而达到破坏。压碎而达到破坏。压碎而达到破坏。承承承承载载载载力力力力主主主主要要要要取取取取决决决决于于于于压压压压区区区区混混混混凝凝凝凝土土土土和和和和受受受受压压压压侧侧侧侧钢钢钢钢筋筋筋筋，破破破破坏坏坏坏时时时时远远远远离离离离轴轴轴轴力力力力一一一一侧侧侧侧钢钢钢钢筋筋筋筋未未未未达达达达到到到到受受受受拉拉拉拉屈屈屈屈服服服服，破破破破坏坏坏坏具具具具有有有有脆脆脆脆性性性性性质。性质。性质。性质。截截面面受受拉拉侧侧混混凝凝土土出出现现裂裂缝缝，受受受受拉拉拉拉钢筋应力增长缓慢（钢筋应力增长缓慢（钢筋应力增长缓慢（钢筋应力增长缓慢（太高太高）。）。）。）。破破坏坏是是由由于于受受压压区区混混凝凝土土被被压压碎碎，破破坏坏时时受受压压钢钢筋筋(As)到到达达屈屈服服，而而受受拉拉一一侧侧钢钢筋筋应应力力未未达达到到其其屈屈服服强强度，度，破坏形态与超筋梁相似。破坏形态与超筋梁相似。破坏形态与超筋梁相似。破坏形态与超筋梁相似。该该该该情情情情况况况况在在在在设设设设计计计计应应应应予予予予避避避避免免免免，因因因因此此此此受受受受压压压压破破破破坏坏坏坏一一一一般般般般为为为为偏偏偏偏心心心心距距距距较较较较小小小小的的的的情情情情况况况况，故常称为故常称为故常称为故常称为小偏心受压小偏心受压小偏心受压小偏心受压。As太太多多大偏心受压破坏特征大偏心受压破坏特征大偏心受压破坏特征大偏心受压破坏特征：受拉受拉受拉受拉钢筋先屈服，然后受压区混钢筋先屈服，然后受压区混钢筋先屈服，然后受压区混钢筋先屈服，然后受压区混凝土被压碎，此时，受压钢凝土被压碎，此时，受压钢凝土被压碎，此时，受压钢凝土被压碎，此时，受压钢筋也达到屈服。（延性破坏筋也达到屈服。（延性破坏筋也达到屈服。（延性破坏筋也达到屈服。（延性破坏性质）性质）性质）性质）小偏心受压破坏特征小偏心受压破坏特征小偏心受压破坏特征小偏心受压破坏特征：受压受压受压受压区混凝土先被压碎，靠近纵区混凝土先被压碎，靠近纵区混凝土先被压碎，靠近纵区混凝土先被压碎，靠近纵向力一侧的钢筋达到屈服，向力一侧的钢筋达到屈服，向力一侧的钢筋达到屈服，向力一侧的钢筋达到屈服，而远离纵向力一侧的钢筋，而远离纵向力一侧的钢筋，而远离纵向力一侧的钢筋，而远离纵向力一侧的钢筋，不论受拉还是受压，一般达不论受拉还是受压，一般达不论受拉还是受压，一般达不论受拉还是受压，一般达不到屈服。（脆性破坏性质）不到屈服。（脆性破坏性质）不到屈服。（脆性破坏性质）不到屈服。（脆性破坏性质）3 3受拉破坏和受压破坏的界限受拉破坏和受压破坏的界限 受拉钢筋屈服的同时受压区混凝土边缘达到极限受拉钢筋屈服的同时受压区混凝土边缘达到极限压应变压应变e ecu 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。因此，因此，因此，因此，相对界限受压区高度相对界限受压区高度相对界限受压区高度相对界限受压区高度仍为仍为仍为仍为 对于对于长细比长细比l l0 0/h8/h8的的短柱短柱短柱短柱。侧侧侧侧向向向向挠挠挠挠度度度度 f f 与与与与初初初初始始始始偏偏偏偏心心心心距距距距e ei i相相相相比很小。比很小。比很小。比很小。柱柱柱柱跨跨跨跨中中中中弯弯弯弯矩矩矩矩M=N(eM=N(ei i+f f)随随随随轴轴轴轴力力力力N N的增加基本呈线性增长的增加基本呈线性增长的增加基本呈线性增长的增加基本呈线性增长。直直直直至至至至达达达达到到到到截截截截面面面面承承承承载载载载力力力力极极极极限限限限状状状状态态态态产生破坏。产生破坏。产生破坏。产生破坏。短柱可忽略侧向挠度短柱可忽略侧向挠度短柱可忽略侧向挠度短柱可忽略侧向挠度 f f 的的的的影响。影响。影响。影响。A AD DC CB B短柱（材料破坏）短柱（材料破坏）二、长柱的正截面受压破坏二、长柱的正截面受压破坏 长细比长细比长细比长细比l l0 0/h=830/h=830的的的的中长柱中长柱中长柱中长柱 侧侧侧侧向向向向挠挠挠挠度度度度f f与与与与e e e ei i i i相相相相比比比比不不不不能能能能忽忽忽忽略略略略 f 随随随随轴轴轴轴力力力力增增增增大大大大而而而而增增增增大大大大，柱柱柱柱跨跨跨跨中中中中弯弯弯弯矩矩矩矩M=N(ei+f)的的的的增增增增长长长长速速速速度度度度大大大大于于于于轴轴轴轴力力力力N N 的的的的增增增增长长长长速度。速度。速度。速度。即即即即MM 随随随随N N 的的的的增增增增加加加加呈呈呈呈明明明明显显显显的的的的非线性增长。非线性增长。非线性增长。非线性增长。最终柱在最终柱在最终柱在最终柱在MM 和和和和N N 的共同作用下达到截面承载力极限状态，的共同作用下达到截面承载力极限状态，的共同作用下达到截面承载力极限状态，的共同作用下达到截面承载力极限状态，但但但但承载力明显低于同样截面和初始偏心距的短柱承载力明显低于同样截面和初始偏心距的短柱承载力明显低于同样截面和初始偏心距的短柱承载力明显低于同样截面和初始偏心距的短柱。因此，对于中长柱，在设计中应考虑侧向挠度因此，对于中长柱，在设计中应考虑侧向挠度因此，对于中长柱，在设计中应考虑侧向挠度因此，对于中长柱，在设计中应考虑侧向挠度 f f 对弯矩增大对弯矩增大对弯矩增大对弯矩增大的影响。的影响。的影响。的影响。中长柱（材料破坏）中长柱（材料破坏）长细比长细比长细比长细比l lo o/h30/h30的的的的长柱长柱长柱长柱侧向挠度侧向挠度侧向挠度侧向挠度f f 的影响很大的影响很大的影响很大的影响很大在未达到截面承载力极限状在未达到截面承载力极限状在未达到截面承载力极限状在未达到截面承载力极限状态之前，侧向挠度态之前，侧向挠度态之前，侧向挠度态之前，侧向挠度 f f 已呈已呈已呈已呈不不不不稳定稳定稳定稳定发展发展发展发展即柱的轴向荷载最大值发生即柱的轴向荷载最大值发生即柱的轴向荷载最大值发生即柱的轴向荷载最大值发生在荷载增长曲线与截面承载在荷载增长曲线与截面承载在荷载增长曲线与截面承载在荷载增长曲线与截面承载力力力力N Nu u-MMu u相关曲线相交之前相关曲线相交之前相关曲线相交之前相关曲线相交之前这种破坏为失稳破坏，应进这种破坏为失稳破坏，应进这种破坏为失稳破坏，应进这种破坏为失稳破坏，应进行专门计算行专门计算行专门计算行专门计算6.4偏心受压构件的二阶效应偏心受压构件的二阶效应 轴轴向向压压力力对对偏偏心心受受压压构构件件的的侧侧移移和和挠挠曲曲产产生生附附加加弯弯矩矩和和附附加加曲曲率率的的荷荷载载效效应应称称为为偏偏心心受受压压构构件件的的二二阶阶荷荷载载效效应应，简简称称二二阶阶效效应应。其其中中，由由侧侧移移产产生生的的二二阶阶效效应应，习习称称P-P-效效应应；由由挠挠曲产生的二阶效应，习称曲产生的二阶效应，习称P-P-效应。效应。一、由受压构件自身挠曲产生的一、由受压构件自身挠曲产生的P-P-二阶效应二阶效应1.1.杆端弯矩同号时的二阶效应杆端弯矩同号时的二阶效应n 控制截面的转移控制截面的转移nn 考虑二阶效应后控制截面的弯矩设计值考虑二阶效应后控制截面的弯矩设计值 混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范规规定定，除除排排架架结结构构柱柱外外，其其他他偏偏心心受受压压构构件件考考虑虑轴轴向向压压力力在在挠挠曲曲杆杆件件中中产产生生的的二二阶效应后控制截面的弯矩设计值，应按下列公式计算：阶效应后控制截面的弯矩设计值，应按下列公式计算：n其中，当其中，当n对剪力墙肢及核心筒墙肢类构件，取对剪力墙肢及核心筒墙肢类构件，取1.01.0时取时取1.02.2.杆端弯矩异号时的二阶效应杆端弯矩异号时的二阶效应 虽虽然然轴轴向向压压力力对对杆杆件件长长度度中中部部的的截截面面将将产产生生附附加加弯弯矩矩，增增大大其其弯弯矩矩值值，但但弯弯矩矩增增大大后后还还是是比比不不过过端端节节点点截截面面的的弯弯矩矩值值，即即不不会会发发生生控控制制截截面面转转移移的的情情况况，故故不不必必考虑二阶效应。考虑二阶效应。n附加弯矩将增大框架柱截面的弯矩设计值，附加弯矩将增大框架柱截面的弯矩设计值，n故在框架柱的内力计算中应考虑故在框架柱的内力计算中应考虑P-效应。效应。P-P-效效应应是是在在内内力力计计算算中中考考虑虑的的；P-P-效效应应是是在在杆杆端端弯弯矩矩同同号号，且且满满足足式式(5-11a(5-11a、b b、c)c)三三个个条条件件中中任任一一个个条条件件的的情情况况下下，必必须须在在截截面面承承载载力力计计算算中中考考虑虑，其其他他情情况况则则不不予考虑。予考虑。二、由侧移产生的二、由侧移产生的P-P-二阶效应二阶效应6.4偏心受压构件的二阶效应偏心受压构件的二阶效应 轴轴向向压压力力对对偏偏心心受受压压构构件件的的侧侧移移和和挠挠曲曲产产生生附附加加弯弯矩矩和和附附加加曲曲率率的的荷荷载载效效应应称称为为偏偏心心受受压压构构件件的的二二阶阶荷荷载载效效应应，简简称称二二阶阶效效应应。其其中中，由由侧侧移移产产生生的的二二阶阶效效应应，习习称称P-P-效效应应；由由挠挠曲产生的二阶效应，习称曲产生的二阶效应，习称P-P-效应。效应。一、由受压构件自身挠曲产生的一、由受压构件自身挠曲产生的P-P-二阶效应二阶效应1.1.杆端弯矩同号时的二阶效应杆端弯矩同号时的二阶效应n 控制截面的转移控制截面的转移nn 考虑二阶效应后控制截面的弯矩设计值考虑二阶效应后控制截面的弯矩设计值 混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范规规定定，除除排排架架结结构构柱柱外外，其其他他偏偏心心受受压压构构件件考考虑虑轴轴向向压压力力在在挠挠曲曲杆杆件件中中产产生生的的二二阶效应后控制截面的弯矩设计值，应按下列公式计算：阶效应后控制截面的弯矩设计值，应按下列公式计算：n其中，当其中，当n对剪力墙肢及核心筒墙肢类构