钢筋混凝土结构61.pptx

,#,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,6.1,受压构件的一般构造要求,一、截面形式和尺寸,1.,截面形式,1,2.,截面尺寸,方柱截面最小尺寸不宜小于,250mm250mm,矩形柱取,l,0,/b30,l,0,/h25,且取模数,柱截面尺寸,800mm,时,取,50,的倍数,;,800mm,时,取,100,的倍数,.,l,0,柱的计算长度,2,刚性屋盖、单层厂房排架柱、露天吊车柱、栈桥柱计算长度,柱类别,l,0,排架方向,垂直排架方向,有柱间支撑,无柱间支撑,无吊车房屋柱,单跨,1.5H,1.0H,1.2H,多跨,1.25H,1.0H,1.2H,有吊车房屋柱,上柱,2.0H,u,1.25H,u,1.5H,u,下柱,1.0H,l,0.8H,l,1.0H,l,露天吊车和栈桥柱,2.0H,l,1.0H,l,3,H,从柱基础顶面算起的柱全高,H,l,从柱基础顶面至装配式吊车梁底面，现浇吊车梁顶面的下柱高。,H,u,从装配式吊车梁底面或现浇吊车梁顶面算起的柱上柱高。,4,框架结构各层柱的计算长度,楼盖类别,柱的类别,l,0,现浇楼盖,底层柱,1.0H,其余各层柱,1.25H,装配式楼盖,底层柱,1.25H,其余各层柱,1.5H,5,二、材料强度,1.,混凝土,:C,25,、,C,30,、,C,35,、,C,40,2.,钢筋,:HRB335,、,HRB400,、,RRB400,三、纵筋,1.,配筋率,:,最小配筋率,:,全部,min,=0.6%,一侧,min,=0.2%,最大配筋率,:,max,=5%,6,2.,钢筋根数及布置,:,轴压柱,:4,根且沿截面周边均匀对称布置,偏压柱,:,根数不限,布置在偏心方向的两边,当,h600mm,时,配,10,16,的构造钢筋,3.,直径,:,d 12mm,一般取,16,32,4.,净间距,:,一般,50mm,水平浇筑的预制柱,30mm,及,1.5 d,。,5.,最小保护层厚度,:,见,p447,附表,5-4,7,6.,钢筋的连接,:,采用机械连接、焊接或搭接,d,28mm,的受拉钢筋及,d,32mm,的受压钢筋不宜采用搭接。,四、箍筋：,1.,箍筋间距,:,绑扎,15d,焊接,20d,、,400mm,及,b,三这中较小值。,2.,箍筋直径,:,当纵筋,3%,时,d,箍,8mm,且,15d,及,200mm;,一般取,d,箍,d,纵,/4,且,6mm,8,3.,箍筋形式,:,9,10,箍筋应封闭,常用形式有,矩形,、,复合箍筋,、,螺旋箍筋,当,b400mm,且纵筋,4,根时，配矩形箍。,当,b,400mm,或纵筋,4,根时，配复合箍。,注：纵筋搭接范围内箍筋,d,箍,d,纵,/4,纵筋受拉时，箍筋,5d,及,100mm,纵筋受压时，箍筋,10d,及,200mm,和,d,纵,当搭接纵筋,d,纵,25mm,时，应在接头两端,100mm,范围内，各设两根附加箍筋,11,6.2,轴心受压构件正截面受压承载力,一、配有普通箍筋时,1.,受力分析和破坏形态,1),短柱,:l,0,/b8,12,短柱的破坏特点,:,在轴心荷载作用下整个截面的应变基本均匀,破坏箍筋间的纵筋压屈向外凸出,砼被压碎,一般计算时,构件的压应变,=0.002,时,则认为,砼达到了,fc,此时纵筋的应力,s,=E,s,s,=210,5,0.002=400N/mm,2,、,、,、,及钢筋达到了屈服强度，若用高强钢筋则达不到屈服强度，不能充分利用。,13,2,）长柱,:l,0,/b,8,长细比较大，由于偶然因素影响产生初始偏心矩，加荷后产生附加弯矩和相应的侧向挠度，从而增大了荷载的偏心矩，随着荷载的增加，附加弯矩和相应的侧向挠度不断增大，相互影响，使长柱在轴力和弯矩的共同作用下破坏。,14,长柱破坏时，凹侧出现纵向裂缝，砼被压碎，纵向钢筋向外凸出；凸侧出现横向裂缝，侧向挠度急剧增加，柱破坏。,长细比越大，柱的承载力越小，当柱的长细比很大时，可能发生失稳破坏。所以,长柱的承载力小于短柱。,长柱承载力降低的程度用稳定系数,表示,=N,l,/N,s,(,稳定系数,见,p,129,表,6-1),N,l_,长柱承载力,N,s,短柱承载力,15,配有普通箍筋柱正截面受压承载力计算简图,16,2.,承载力计算公式,p,129,N,u,=0.9,(f,c,A+f,y,A,s,),N,u,轴向压力承载力设计值,0.9,可靠度调整系数,钢筋砼轴向压力稳定系数,A,构件截面面积,A,s,全部纵向钢筋截面面积,若,纵,=3%,则,A,改用,(A-,A,s,),看,P130,例题,6-1,、,6-2,17,6.2.2,轴心受压螺旋式箍筋柱的正截面受压承载力计算,18,配有螺旋式箍筋柱承载力计算公式,p,133,N,u,=0.9,(f,c,A,cor,+2,f,y,A,sso,+f,y,A,s,),A,cor,构件的核心,截面面积,间接钢筋对砼约束的折减,系数,砼强度等级,C 50,取,=1.0,砼强度等级,C 80,取,=0.85,其余内插,19,A,sso,间接,钢筋的换算截面面积,A,sso,=,d,cor,A,ss1,/s,A,ss1,单根钢筋的截面面积,s,沿构件轴线方向间接钢筋的间距,d,cor,构件的核心直径,按间接钢筋内表面确定,20,按,螺旋式箍筋计算,的,承载力应,按,普通箍筋,计算,的,承载力,的,1.5,倍,下列几种情况不考虑间接钢筋的影响,1.,当,l,0,/d,12,时,长细比较大可能因纵向弯曲引起螺旋筋不起作用,2.,按,螺旋式箍筋计算,的,承载力,按,普通箍筋计算,的,承载力,3.,A,sso,25%,A,s,时,可认为间接钢筋太少,套箍作用不明显,间接钢筋,40mm80mm,及,d,cor,/5,21,6.6,偏心受压构件正截面受压破坏形态,1.,短柱偏压破坏形态,1),受拉破坏,(,大偏心受压破坏,),发生情况,:,当偏心矩较大,受拉钢筋配置不多时,在轴力作用下,受拉区先出现裂缝,随着轴力的增大,钢筋拉应力增大并达到屈服,砼压区面积减少,压应力和应变增大,当砼应变达到极限值,0.0033,时,砼被压碎,构件破坏,.,22,破坏特点,:,受拉钢筋达到屈服强度,受压区砼被压碎,受压区钢筋达到屈服强度,.,破坏类似适筋梁破坏,属于,延性破坏,.,23,2),受压破坏,(,小偏心受压破坏,),发生情况,:,(1),偏心矩较小,(2),偏心矩较大但受拉钢筋配置过多,在轴力作用下,构件大部分或全部受压,近侧受钢筋受压,.,远侧钢筋可能受压也可能受拉,.,见,p,136,图,6-13,24,破坏特点,:,破坏始于靠近轴力一侧的砼被压碎,砼的压应变达到极限值,近侧受压钢筋达到屈服强度,.,远侧钢筋未达到屈服强度,.,属于,脆性破坏,.,25,1.,长柱偏压破坏形态,长细比越大,柱的承载力越低,而且有可能发生失稳破坏,.,见,p,138,图,6-15,、,16,26,27,28,6.4,偏心受压长柱的二阶弯矩,1.,偏压构件纵向,弯曲,引起的二阶弯矩,1),两端作用有相等的端弯矩,M=M,0,+M,y,=Ne,i,+Ny M,max,=Ne,i,+Nf,29,2),两端弯矩不相等但符号相同,一阶,M,增大较多,但临界面上的,M,max,比两端弯矩相等时小,30,3),两端弯矩不相等而符号相反,沿构件产生一个反弯点,一阶弯矩增加很少或可能不增加,31,2.,结构,侧移,时偏压构件的二阶弯矩,有,侧移,时二阶弯矩为结构侧移和杆件变形所产生的附加弯矩的总和,.,32,3.,偏心矩增大系数,对长细比较大的受压构件,应考虑二阶弯矩的影响,用初始偏心距,e,i,乘以,表示,e,i,+f=(1+f/,e,i,),e,i,=,e,i,e,i,=,e,0,+,e,a,e,0,轴力对截面重心的偏心距,e,0,=M/N,e,a,附加偏心距,取偏心方向尺寸的,1/30,及,20mm,的较大值,f,长柱侧向弯曲后所产生的最大挠度值,33,考虑二阶弯矩影响的偏心距增大系数,当,l,0,/i,17.5,时,取,=1,当,1,1,时,取,1,=1,当,l,0,/h,15,时,取,2,=1,34,6.5,矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力基本计算公式,6.5.1,区分大、小偏心受压构件破坏形态的界限,与受弯构件相似，以相对受压区高度,b,为,界限,当,b,时为,大偏,心受,压,（,x,较小）,当,b,时为,小偏,心受,压,（,x,较大）,35,大、小偏心受压的判断条件：,（,1,）非对称配筋,e,i,0.3h,0,为,大偏压,e,i,0.3h,0,为,小偏压,（,2,）对称配筋,N,1,f,c,b,b,h,0,为,大偏压,N,1,f,c,b,b,h,0,为,小偏压,36,6.5.2,矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力基本计算,1.,大偏心受压构件正截面受压承载力计算简图,37,1.,大偏心受压构件正截面受压承载力基本计算公式,N,u,=,1,f,c,bx+f,y,A,s,-f,y,A,s,N,u,e=,1,f,c,bx(h,0,-x/2),+f,y,A,s,(h,0,-,s,),38,N,u,受压承载力设计值,e,轴向力作用点至受拉钢筋,A,s,合力点的距离,e,=,e,i,+h/2-a,s,e,i,=,e,0,+,e,a,39,2.,适用条件,1),为了保证构件破坏时受拉区钢筋应力先达到屈服强度,要求,XX,b,=,b,h,0,1),为了保证构件破坏时受压钢筋应力先达到屈服强度,要求,X2a,s,40,6,6,基本公式的应用,对称配筋和非对称配筋两种情况分别有如下两种计算题型,（,1,）截面设计,已知：构件截面尺寸,b,和,h,混凝土强度等级及钢筋强度种类,轴向力及弯矩设计值,N,和,M,、长细比,l,0,/b,求：所需受拉钢筋及受压钢筋截面面积,（,2,）截面复核,已知：,M,、,b,、,h,、,As,、,As,混凝土强度等级及钢筋强度等级,求：,Mu,41,