第六章受压构件截面承载力计算s6.ppt

混凝土结构(上) 土木工程专业混凝土课程配套电子课件 第六章 受压构件截面 承载力计算 第六章 受压构件截面承载力计算 本章提要 　　本章主要讨论钢筋混凝土轴心受压构件及偏心受压构件的截面承载力,稳定,设计方法及构造要求； 　　轴心受压构件计算方法比较简单,应掌握配置普通箍筋柱和配螺旋式箍筋柱正截面承载力计算方法,充分理解长细比对构件承载力影响的物理意义； 　　偏心受压构件应掌握大小偏心受压构件的破坏形态,判别条件,正截面承载力计算方法,并深入理解N-M关系曲线及其应用.偏心受压构件的计算较复杂,除掌握原理以外,掌握正确的记忆方法也很重要,应尽量结合截面计算简图加深立即和记忆； 对矩形截面框架柱,应掌握斜截面受剪承载力计算。 §6.1　概述 钢筋混凝土受压构件在荷载作用下其截面上一般作用有轴力,弯矩和剪力.在计算受压构件时,常常作用在街面上的弯矩化为等效的,偏离截面重心的轴向力考虑. 轴心受压构件:当轴向力作用线与构件截面重心重合时; 偏心受压构件:当弯矩和轴力共同作用与构件上或当轴向力作用线与构件截面重心轴不重合时.　　 　　 　　偏心受压构件又分为：单向偏心受压构件(图6-1a)及双向偏心受压构件(图6-1b)。 　　偏心受拉构件在偏心拉力的作用下 是一种介于轴心受拉构件与受弯构件之间的受力构件。承受节间荷载的悬臂式桁架上弦(图6-2a)一般建筑工程及桥梁工程中的双肢柱的受拉肢属于偏心受拉构件(图6-2b)。此外，如图6-2c所示的矩形水池的池壁 其竖向截面同时承受轴心拉力及平面外弯矩的作用故也属于偏心受拉构件。 　　　　图6-1　偏心受压构件的力的作用位置 　　钢筋混凝土偏心受压构件多采用矩形截面，截面尺寸较大的预制柱可采用工字形截面和箱形截面(图6-3)。偏心受拉构件多采用矩形截面。 受压构件除满足承载力计算要求外,还应满足相应的构造要求. 　　(1)材料强度等级 　　混凝土强度对受压构件的承载力影响较大，故宜采用强度等级较高的混凝土，如C25，C30，C40等。在高层建筑和重要结构中，尚应选择强度等级更高的混凝土。 　　钢筋与混凝土共同受压时，若钢筋强度过高(如高于0.002Es)，则不能充分发挥其作用，故不宜用高强度钢筋作为受压钢筋。同时，也不得用冷拉钢筋作为受压钢筋。 §6.2　受压构件的一般应用 和基本构造要求 　　(2)截面形式和尺寸 　　轴心受压构件以方形为主，根据需要也可采用矩形截面、圆形截面或正多边形截面；截面最小边长不宜小于250mm，构件长细比l0/b一般为15左右，不宜大于30。 　　(3)纵向钢筋 　　①纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，为便于施工宜选用较大直径钢筋，以减少纵向弯曲，并防止在临近破坏时钢筋过早压曲。圆柱中纵向钢筋的根数不宜少于8根，且不应少于6根。 　　②全部纵向钢筋的配筋率ρ’不宜超过5%。 　　③纵向钢筋应沿截面周边均匀布置，钢筋净距不应小于50mm，钢筋中距亦不应大于350mm，混凝土保护层最小厚度一般为25mm。 　　④当钢筋直径d≤32mm时，可采用绑扎搭接接头，但接头位置应设在受力较小处。 　　(4)箍筋 　　①应当采用封闭式箍筋，以保证钢筋骨架的整体刚度并保证构作在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约束作用。 　　②箍筋的间距s不应大于横截面短边尺寸，且不大于400mm。同时不应大于15d(d为纵向钢筋的最小直径)。 　　③箍筋采用热轧钢筋时，其直径不应小于6mm，且不应小于d/4；采用冷拔低碳钢里时应小于5mm和d/5(为纵向钢筋的最大直径)。 　　④当柱每边的纵向受力钢筋不多于3根(或当柱短边尺寸b≤400mm而纵筋不多于4根)时。可采用单个箍筋,否则应设置复合箍筋(图2-9)。 　　⑤当柱中全部纵向受力钢筋配筋率超过3％时，箍筋直径不宜小于8mm，且应焊成封闭环式，其间距不应大于10d(为纵向钢筋的最小直径)。且不应大于200mm。 　　⑥在受压纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍，间距不应小于10d，且不应大于200mm(为受力钢筋最小直径)。 　　1.混凝土强度等级、计算长度及截面尺寸 　　 (1)混凝土强度等级 　　受压构件的承载力主要取决于混凝土，因此采用较高强度等级的混凝土是经济合理的。 一般柱的混凝土强度等级采用C25及C30，对多层及高层建筑结构的下层柱必要时可采用更高的强度等级。 桥梁结构中的柱式墩台的墩柱及桩基础的柱也采用C30及以上强度等级的混凝土。 　　(2)柱的计算长度　 　　一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构各层柱段，其计算长度可由表6-1