轴心受压构件分析.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,#,第六章 受压构件,(a),轴心,受压,(b),单向偏心,受压,(c),双向偏心,受压,第六章 受压构件,定义：以承受,压力,为主的构件。如,柱、墙、桥墩等,分类,第六章 受压构件,第六章 受压构件,第六章 受压构件,轴心受压承载力是,正截面受压承载力 的,上限,。,本节分,普通箍筋柱,和,螺旋箍筋柱,两种情况。,6.1,轴心受压构件正截面受压承载力,(a),轴心受压,(b),单向偏心受压,(c),双向偏心受压,第六章 受压构件,纵筋的作用,（,1,）,直接受压，提高柱的承载力；,（,2,）,承担偶然偏心等产生的拉应力；,（,3,）,改善破坏性能（脆性）；,（,4,）,减小持续压应力下,混凝土收缩和徐变,的影响。,箍筋的作用,（,1,）,固定纵筋，形成钢筋骨架；,（,2,）,承担剪力；,（,3,）,约束混凝土，改善混凝土的性能；,（,4,）,给纵筋提供侧向支承，防止纵筋压屈。,6.1.1,轴心受压,普通箍筋柱,的正截面受压承载力,第六章 受压构件,1,、,轴心受压,短柱,的受力性能,第六章 受压构件,（,1,）,短柱,的概念：,l,0,/,b,8,、,l,0,/,i,28,（,2,）,短柱,的受力性能,（,c,）,破坏时，砼压碎，纵筋外鼓呈灯笼状。,（,a,）,受力时，全截面应变相等，即,e,s,e,c,=,e,（,b,）,受力时，侧向弯曲可忽略不计。,（,d,）,破坏时，混凝土应变取,0,;,应力取,f,c,。,（,e,）,破坏时，钢筋应力,:,对于,y,0,的,钢筋，取,f,y,=f,y,对于,y,0,的,钢筋，取,f,y,=,E,S,0,f,y,第六章 受压构件,N,2,、轴心受压,长柱,的受力性能,第六章 受压构件,（,1,）,受力时，,N,不可避免的初始偏心，,引起的,侧向弯曲、附加弯矩,不可忽略。,（,2,）,破坏时，,凸边,出现,横向裂缝,，砼,拉裂,；,凹边,出现,纵向裂缝,，砼,压碎,，,构件破坏。,（,3,）,长柱,的承载力,小于,相同条件,短柱,的承载力。,规范,用,稳定系数,表示。,的取值见,建工,教材,P129,道桥,教材,P496,N,长柱,=,N,短柱,相同,第六章 受压构件,钢筋混凝土轴心受压构件计算中，考虑构件,长细比,增大的附加效应使构件承载力降低的计算系数称为,轴心受压构件的稳定系数，用符号,表示。,稳定系数,稳定系数就是,长柱,失稳破坏时的临界承载力与,短柱,压坏时的轴心力的,比值,，表示长柱承载力降低的程度。,第六章 受压构件,考虑到长柱失稳时截面往往已经开裂，,刚度大大降低,，大约为弹性阶段的,30%-50%,，所以式（,6-4,）中的,EI,值要改用柱裂缝出现后的刚度，即,第六章 受压构件,稳定系数,的影响因素,稳定系数,主要与构件的,长细比,、柱的,初始挠度,、,竖向力的偏心,有关，混凝土强度等级、钢筋强度等级及配筋率对其影响较小。,3,、配普通箍筋柱的承载力计算,第六章 受压构件,（,2,）计算公式,0.9,是考虑与,偏心受压构件,具有相同的,可靠度,。,当,A,s,0.03,A,时,，公式中的,A,改用,A,-,A,s,。,（,1,）计算简图,f,c,N,f,y,A,s,A,s,建工,道桥,4,、,柱,的计算长度,-,l,0,第六章 受压构件,（,1,）理想支承时：,柱,的计算长度,-,l,0,N,N,l,0,=H,两端铰支,N,N,l,0,=0.7H,一端铰支,一端固定,N,N,l,0,=0.5H,两端固定,N,N,l,0,=2H,一端固定一端自由,H,第六章 受压构件,（,2,）,实际柱,的计算长度,l,0,不讲,（了解）,（见,GB50010,第,7.3.11,条。,具体有以下三条规定）,（,a,）刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱,柱的类别,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,两跨及多跨,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,露天吊车柱和栈桥柱,2.0H,L,1.0H,L,-,H,u,H,L,H,第六章 受压构件,（,b,）一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构柱,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,H,H,楼盖顶面,楼盖顶面,基础顶面,（,c,）水平荷载产生的,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,取下列两公式中的较小值：,本页不讲,（了解）,6.1.2,配螺旋箍筋,或焊接环式箍筋,柱的受压承载力计算,第六章 受压构件,1,、配螺旋箍筋柱的受力性能,图,6-11,轴心受压柱的轴力,应变曲线,2,、配螺旋箍筋柱的,轴心受压承载力,计算公式,推导,d,cor,代 入 式,1-2)P9,推 得,代入,推得,f,f,y,A,s,由 可得：,得 到,螺旋箍筋,换算成,相当的纵筋面积,推 得,代 入,推 得,建工,公式,道桥,公式,a-,间接钢筋对砼约束的,折减系数,当混凝土,C50,时，取,a,=1.0,；,当混凝土为,C80,时，取,a,=0.85,，其间线性插值。,k,-,间接钢筋,影响系数,；,k,2,a,建工,道桥,区别,建工,公式,道桥,公式,建工与,道桥,公式的区别,第六章 受压构件,第六章 受压构件,3,、公式说明,（,道桥,的规定与,建工,相同）,遇下列情况之一，按,普通箍筋柱,计算,（,c,）,A,ss0,12,（等价于,道桥,的,l,0,/r,48,）,；,螺旋箍筋的,换算截面面积,A,ss0,0.25,A,s,（,A,s,全部纵筋面积）,螺旋箍筋的,间距,80mm,；,d,cor,/5,；,40mm,。,螺旋箍筋的,直径,6mm,（,建工,）；,8mm,（,道桥,）,d,/4,；,第六章 受压构件,4,、螺旋箍筋的构造规定,6.2,受压构件的构造要求,自学,（掌握）,第六章 受压构件,1,、形状,（,1,）,一般 采用,方形,、,矩形,截面；,（,2,）,单层工业厂房的预制柱常采用,I,字形,截面；,（,3,）,圆形截面,主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。,2,、截面尺寸,6.2.1,截面形状和尺寸,（,1,）最小截面尺寸：,250250mm,（,2,）长细比要求：,l,0,/,b,30,、,l,0,/,h,25,及,l,0,/,d,25,。,（,3,）模数尺寸：,边长,800mm,时，以,50mm,为模数，,边长,800mm,时，以,100mm,为模数。,第六章 受压构件,1,、混凝土：,应采用,强度等级较高,的混凝土；,一般结构,常用,C25C40,；,高层建筑,常用,C50C60,。,2,、钢筋：,常用,HRB335,和,HRB400,。,6.2.2,材料强度,1,、最小配筋率,（,1,）规定最小配筋率的理由,一是,防止混凝土受压脆性破坏；,二是,承担偶然的附加弯矩、混凝土的收缩和温度变化产生的拉应力。,（,2,最小配筋率的取值,6.2.3,纵向钢筋,全部,纵向钢筋的配筋率：,建工,0.6%,。,道桥,0.6%,（,C50,）,0.5%,（,C45,）,一侧,纵向钢筋的配筋率,0.2%,。,2,、最大配筋率,全部,纵筋配筋率,不宜大于,5%,。,第六章 受压构件,4,、纵向受力钢筋的,直径,：,不宜小于,12,mm,；,宜根数少而直径粗。,3,、纵向受力钢筋的,根数,：,矩形截面,不得少于,4,根；,圆形截面,不宜少于,8,根，不应少于,6,根。,5,、柱侧面的,纵向构造钢筋,：,h600mm,时，应设直径,1016mm,的纵向构造钢筋。,第六章 受压构件,7,、纵向受力钢筋的,净间距,：,50mm8,、纵向受力钢筋的,中距,：,建工,300mm,。,道桥,350mm,。,6,、纵向钢筋的,保护层厚度,：,一般为,30mm,。,1,、,箍筋形式：,采用,封闭式,。,2,、,箍筋间距：,400mm,；,截面的短边尺寸；,15,d,。,3,、,箍筋直径：,d,/4,建工,6mm,。,道桥,8mm,。,4,、,当柱中全部纵筋的配筋率,3%,时,，,第六章 受压构件,6.2.4,箍筋,箍筋直径,8mm,；,箍筋间距,10,倍纵筋最小直径，且,200mm,。,箍筋末端,应作成,135,的弯钩，,弯钩末端平直段长度,10,箍筋直径,第六章 受压构件,5,、,复合箍筋：,建规规定：,下列,两种情况下,应设置复合箍筋：,一是,柱截面短边,400mm,，且各边纵筋,3,根时；,二是,柱截面短边,400mm,，但各边纵筋,4,根时。,桥规规定：纵筋离角筋的距离,6,、,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。,150mm,15,倍箍筋直径,max,第六章 受压构件,（每边多于,4,根）（每边多于,3,根）,（每边,4,根）（每边,3,根）,b,400,b,400,复杂截面的箍筋形式,第六章 受压构件,第六章 受压构件,第六章 受压构件,本章小结,一、本章中受压构件的受力形态有,轴心受压,二、受力性能、设计计算和构造措施,受力性能,:,轴心受压,：普通箍筋柱,；,螺旋箍筋柱,设计计算,：,类型多，始终应掌握一条主线,计算简图、,计算公式、公式条件及补充条件,；,构造措施,：材料强度，截面形状、尺寸、长细比，纵,筋及箍筋的构造要求。,链接下一章,