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建筑结构与选型
第5章 混凝土结构3
§5.4 钢筋混凝土受压构件
受压构件:
主要以承受压力为主,通常还有弯矩和剪力作用。
受压构件(柱)往往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。
纵筋的主要作用:
一部分纵筋帮助混凝土受压
另一部分纵筋抵抗由偏心压
力产生的弯矩
箍筋的主要作用: 抵抗剪力,防止纵向受力钢筋压屈
5.4.1 受压构件一般构造要求
一、截面型式及尺寸
轴心受压:一般采用方形、矩形、圆形和 正多边形
偏心受压构件:一般采用矩形、工字形、T形和环形
二、材料强度要求
混凝土:C20 C25 C30 C35 C40 等
钢筋:
纵筋: HRB335级、 HRB400级和
RRB400级
箍筋:HPB300级、HRB335级
直径不宜小于12mm,常用16~32mm,宜用粗钢筋。
全部纵筋配筋率不宜大于5% ,不应小于ρmin。
三、纵向钢筋
纵筋净距:
不应小于50mm,且不宜大于300mm 。
预制柱,其纵筋的最小净距与梁相同。
当偏心受压柱的截面高度h≥600mm时,在柱的侧面上应设置直径不小于10mm的纵向构造钢筋,以防止构件因温度和混凝土收缩而产生裂缝,并相应设置复合箍筋或拉筋。
纵向钢筋的根数不得少于4根,轴心受压构件中的纵筋应沿截面周边均匀布置,偏心受压构件中的纵筋应按计算要求布置在偏心方向截面的两边。圆柱中纵向钢筋宜沿周边均匀布置,根数不宜少于8根,且不应少于6根。
箍筋形式:封闭式 。
箍筋直径:不应小于 d/4 (d为纵筋最大直径),且不应小于 6mm。
箍筋间距:不应大于400mm及构件横截面的短边尺寸,且不应大于15d。
当纵筋配筋率超过 3%时,箍筋直径不应小于8mm,其间距不应大于10d,且不应大于200mm。
当截面短边不大于400mm,且纵筋不多于四根时,可不设置复合箍筋;
当截面短边大于400mm且各边纵筋多于3根时,应设置复合箍筋。
四、箍筋
截面形状复杂的构件,不可采用具有内折角的箍筋。
五、混凝土保护层
六、柱的计算长度l0
表5-13 框架结构各层柱段的计算长度
楼盖类型
柱 段
计算长度l0
楼盖类型
柱 段
计算长度l0
现浇楼盖
底层柱段
1.0H
装配式楼盖
底层柱段
1.25H
其余各层柱段
1.25H
其余各层柱段
1.5H
注:表中H—对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度;对其余各层柱为上、下两层楼盖顶面之间的高度。
表5-14 采用刚性屋盖的单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱的计算长度l0
柱的类型
l0
排架方向
垂直排架方向
有柱间支承
无柱间支承
无吊车房屋柱
单跨
1.5H
1.0 H
1.2 H
两跨及多跨
1.25H
1.0 H
1.2 H
有吊车房屋柱
上柱
2.0Hu
1.25 Hu
1.5 Hu
下柱
1.0Hl
0.8 Hl
1.0 Hl
露天吊车柱和栈桥柱
2.0 Hl
1.0 Hl
——
◆ 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。
5.4.2轴心受压构件受力性能及破坏特征
在配置普通箍筋的轴心受压构件中,箍筋可以固定纵向受力钢筋的位置,防止纵向钢筋在混凝土压碎之前压屈,保证纵筋与混凝土共同受力直到构件破坏。
根据构件的长细比的不同,柱可分为短柱和长柱。
1.受压构件对纵筋的构造要求有哪些?
2.受压构件对箍筋的构造要求有哪些?
3. 如何确定受压柱的计算长度?
思考题
一、短柱的受力特点和破坏形态
l0/i≤28,
l0/b≤8
或l0/d≤7
短柱承载力:
混凝土:
钢 筋:
当采用高强钢筋,则砼压碎时钢筋未屈服
? ?s=0.002Es=0.002×2.0×105=400N/mm2
纵筋压屈(失稳)钢筋强度不能充分发挥。
二、轴心受压长柱的受力特点
初始偏心距
附加弯矩和侧向挠度
加大了原来的初始偏心距
构件承载力降低
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。
引入稳定系数φ来考虑长柱纵向挠曲的不利影响。
引入稳定系数φ来考虑长柱纵向挠曲的不利影响
l0/b
l0/d
l0/i
φ
l0/b
l0/d
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