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第章受压构件的截面承载力

6

学习目标

1.掌握轴心受压构件的受力全过程、破坏形态、正截面受压承载力的计算方法及主要构

造;了解螺旋箍筋柱的原理与应用。

2.熟练掌握偏心受压构件正截面两种破坏形态的特征及其正截面应力的计算简图。

3.掌握偏心受压构件正截面受压承载力计算公式及其原理。

4.熟练掌握矩形截面偏心受压构件正截面非对称配筋与对称配筋受压承载力的计算方

法及纵向钢筋与箍筋的构造要求。

5.掌握Nu-Mu相关曲线的概念及其应用,了解斜截面受剪承载力计算方法。

概述

钢筋混凝土柱是典型的受压构件,不论是排架柱,还是框架柱(图6-1)在荷载作用下其截面

上一般作用有轴力、弯矩和剪力。

图6-1钢筋混凝土结构框架柱内力

受压构件可分为两种:轴心受压构件与偏心受压构件,如图6-2所示。

(a)轴心受压(b)单向偏心受压(c)双向偏心受压

图6-2轴心受压与偏心受压图

实际工程中有没有真正的轴心受压构件?

实际工程中真正的轴心受压构件是不存在的,因为在施工中很难保证轴向压力正好作用在柱截

面的形心上,构件本身还可能存在尺寸偏差。即使压力作用在截面的几何重心上,由于混凝土材料

的不均匀性和钢筋位置的偏差也很难保证几何中心和物理中心相重合。尽管如此,我国现行《混凝

土规范》仍保留了轴心受压构件正截面承载力计算公式,对于框架的中柱、桁架的压杆,当其承受

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的弯矩很小时,可以略去不计,近似简化为轴心受压构件来计算。

偏心受压构件的三种情况:

当弯矩和轴力共同作用于构件上,可看成具有偏心距e0=M/N的轴向压力的作用,或当轴向

力作用线与构件截面重心轴不重合时,称为偏心受压构件。当轴向力作用线与截面的重心轴平行且

沿某一主轴偏离重心时,称为单向偏心受压构件。就是图6-2b这种情况。当轴向力作用线与截面

的重心轴平行且偏离两个主轴时,称为双向偏心受压构件。就是图6-2c这种情况。

§6.1受压构件的一般构造要求

6.1.1截面形式及尺寸

6.1.2材料强度要求

6.1.3纵筋的构造要求

6.1.4箍筋的构造要求

本节内容较容易,主要是混凝土结构设计规范的一些相关规定,请同学自学掌握。

§6.2轴心受压构件的正截面承载力计算

为了减小构件截面尺寸,防止柱子突然断裂破坏,增强柱截面的延性和减小混凝土的变形,柱

截面配有纵筋和箍筋,当纵筋和箍筋形成骨架后,还可以防止纵筋受压失稳外凸,当采用密排箍筋

时还可以约束核心混凝土,提高混凝土的延性、强度和抗压变形能力。

轴心受压构件根据配筋方式的不同,可分为两种基本形式:①配有纵向钢筋和普通箍筋的柱,

简称普通箍筋柱,如图6-5(a)所示;②配有纵向钢筋和间接钢筋的柱,简称螺旋式箍筋柱,如

图6-5(b)所示(或焊接环式箍筋柱),如图6-5(c)所示。

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(a)普通箍筋的柱(b)螺旋式箍筋柱(c)焊接环式箍筋柱

图6-5轴心受压柱

6.2.1普通箍筋柱的设计计算

普通箍筋柱按长细比(l0

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