建筑结构PPT：钢筋混凝土受压构件承载力计算

材 料：
高强度混凝土、一般强度钢筋
截面形式： 方形、矩形、多边形，且 l0/b = 15
配 筋：
纵筋：0.4% < < 5% d 12mm
或更粗一些防止过早压屈
箍筋：直径 6mm 或 d/4
间 距：
S 15d 或 20d 或 400mm 纵筋搭接范围 S 10d 或 200mm
3 偏心受力构件的构造要求
当采用高强钢筋，则砼压碎时钢筋未屈服 纵筋压屈(失稳)钢筋强度不能充分发挥。
's=0.002Es=0.002×2.0×105=400N/mm2
Nu f ykAs fck Ac
b. 正截面承载力计算公式：
N
N ( fyAs fc Ac ) …6－2
Ac ––– 截面面积：
当 > 0.03时
xu cu h0 cu s
s
cu (
1 xu
－1)
h0
s
s Es
cuEs (
1 xu
－1)
h0
引入 x = 0.8xu
e0 0 轴压构件 e0 受弯构件 大量试验表明：构件截面中的符合 平截面假定 ，偏压 构件的最终破坏是由于混凝土压碎而造成的。其影响因 素主要与 偏心距 的大小和所配 钢筋数量 有关。
N
cu
e0 N
fyAs
f yAs
(a)
(b)
N
图7-3
N的偏心距较大，且As不太多。 与适筋受弯构件相似，
a. 受力特点：
柱(受压构件) 长柱：
l0/i 28 l0/i >28
l0/b 8 短柱 长柱
初始偏心产生附加弯矩 附加弯矩引起挠度 加大初始偏心，最终构件是在M，N共同作用
下破坏。
在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下，长
柱的承载力低于短柱，(采用降低系数来考虑)
短柱承载力： 条件：c s
混凝土： 当 c,max 0 0.002时， c fck 钢 筋： 当y c,max，则钢筋先屈服， s fyk
0.2% = min
同时： As + A′s ≤ 5% bh
一般不超过3%
• 箍筋：采用封闭式箍筋 d6mm 或 d/4
sb 或 15d 或 400mm
在截面尺寸较大时，采用复合箍 (见图7-2)
4 偏心受压构件的受力性能
1 试验研究分析
偏心受压构件是介于轴压构件和受弯构件之间 的受力状态。
Ac=A－As
fc
当b或d 300mm时 fc 0.8
f y As
––– 稳定系数，反映受压构件
的承载力随长细比增大而 As
b
降低的现象。
= N长/N短 1.0
h
图6-3
短柱：＝1.0
长柱： … l0/i (或l0/b) 查表3-1 i =
I A
l0 ––– 构件的计算长度，与构件端部的支承条件有关。
构造给筋212
构造给筋416
h<600 (a)
600h1000 (b)
1000<h1500 (c)
600h1000 (d)
(g)
600h1000 (e)
1000<h1500 (f)
分离式箍筋
内折角 (h)
图7-2
当 h 600mm时，在侧面设10～16的构造筋
As
bh0
As
bh0
0.15% = min
1) 材 料
混凝土： C20 且柱的保护层25mm 纵筋：I、II级
钢筋： 箍筋：I级
2) 截面形式 矩形 b 250mm
工字型(截 l0/b 30
3) 配筋形式
• 纵筋布置于弯矩作用方向两侧面 d12mm 纵筋间距>50mm 中距 350mm
c. 公式应用
• 截面设计： 已知：bh，fc, f y, l0, N, 求As
由式(6-2)
As
(N
－fc Ac ) f y
> min
min = 0.4%
• 强度校核： 已知：bh，fc, f y, l0, As, 求Nu
Nu= (A'sf 'y+fcAc)
当Nu N 安全
d. 构造要求
As先屈服，然后受压混凝土达到c,max,
As f y。
受拉破坏 (大偏心受
压破坏)
N
cmax1
cmax2
cu
ei N
ei N
sAs
f yAs
sAs
f yAs
(a) N
(b)
(c)
图7-4
N的偏心较小一些或N的e0大，
然而As较多。 截面大部分受压 最终由受压区砼压碎， Asf y
受 压
导致破坏，而As未屈服。
单向偏心受力构件 双向偏心受力构件
工程应用
偏心受压构件：受到非节点荷载的屋架上弦杆， 厂房边柱，多层房屋边柱。
偏拉构件：矩形水池壁。
2 轴心受压构件承载力
1）概 述
截面形式：
正方形、矩形、圆形、多边形、环形等
配筋形式：
普通配箍
密布螺旋式或
螺旋
焊接环式箍筋
普通箍筋
箍筋
图6-2
2）配有普通箍筋的轴心受压构件
大小偏心受压的分界：
x
h0
xb h0
b
当 < b ––– 大偏心受压 ab
> b ––– 小偏心受压 ae
= b ––– 界限破坏状态 ad
As
b
c
s
d
y e
f g h
As h0
x0 a a a
xb0
图7-5
0.002 0.0033
3 s的确定
前提： 平截面假定，界限破坏时的条件。
相似关系：
4.3 钢筋混凝土受压构件
1 概述 轴心受力： 轴向力的作用线与构件截面形心轴线相重合。 轴心受拉：桁架下弦杆，圆形水池池壁 轴心受压：桁架受压腹杆，框架内柱
N
N
偏心受力构件是指轴向力偏离截面形心或构件 同时受到弯矩和轴向力的共同作用。
N
NM
N
(a)
N
(b)
NM
(c)
N
(d)
(e)
(f)
偏心受拉(拉弯构件) 偏心受压(压弯构件)
两端铰
1.0l
一端固定，一端铰支 0.7l 实际结构按
两端固定
规范规定取值 0.5l
一端固定，一端自由 2.0l
如：一般多层房屋的钢筋混凝土框架柱：
现浇楼盖：
底层柱 其余各层柱
l0 = 1.0H l0 = 1.25H
装配式楼盖： 底层柱 其余各层柱
l0 = 1.25H l0 = 1.5H
当然对于厂房柱及山墙柱的计算长度也有 相应的规定。
破
e0更小一些，全截面受压。 但近力侧的压应力大一些，
(
坏 小
偏
最终由近力侧砼压碎，Asf y而
心
破坏。As为压应力，未达到屈服。
受
e0很小。 使得实际的近力侧成为名义上的 远力侧，破坏与 相似，
)
压 破 坏
由远力侧的砼压碎及As屈服导致
构件破坏，As s。
2 界限破坏及大小偏心的界限
界限破坏：当受拉钢筋屈服的同时，受压边缘混凝 土应变达到极限压应变。