10 受压构件的截面承载能力.ppt

受压构件的应用领域 受压构件的分类：轴压、偏压（压弯）、单向偏压、双向偏压 受压构件一般构造要求 1、截面型式：矩形、圆形、工字型、异形 2、截面尺寸：符合模数、长细比不能太大 一般要求 柱的计算长度与柱的实际长度不同 3、材料强度要求 混凝土： 钢筋： 4、纵筋 配筋率：全部不小于0.6% ,一侧不小于0.2%;不超过5%。 钢筋根数：不少于4根； 钢筋直径：不小于12，一般在16-32； 保护层厚度与间距： 纵筋的搭接接头：焊接、机械连接与绑扎 4、箍筋 轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载能力计算 1. 轴压构件的应用形式 2. 轴压构件的主要配箍形式 3. 正截面承载能力计算 3.1 受力分析和破坏形态 长期荷载作用分析 轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载能力 偏心受压构件正截面受压破坏形态 主要内容 受拉破坏 受压破坏 受拉受压破坏的主要特点 长柱正截面受压破坏 短柱受拉破坏 1、受拉破坏即大偏心受压破坏 偏心距较大，受拉钢筋配置不多 受拉钢筋屈服，压区混凝土压碎 延性破坏 短柱受压破坏 1、受压破坏即小偏心破坏 全截面受压或大部分受压 偏心距较小或受拉钢筋较多 混凝土先压碎，受拉钢筋不屈服 脆性破坏 界限破坏 受拉钢筋屈服，混凝土压碎 界限破坏属于受拉破坏 长柱的正截面受压破坏 长柱偏心受压的侧向弯曲不能忽略 长柱在偏心荷载作用下的两种破坏形态 材料破坏 失稳破坏 材料破坏时由于受到侧向弯曲的影响，承载能力比同条件的短柱小 材料破坏也有两种形式：大偏心与小偏心 偏心受压长柱的二阶弯矩 纵向弯曲引起弯矩增大 增大的弯矩称二阶弯矩 二阶弯矩对承载能力的影响 二阶弯矩与支承条件的关系 考虑二阶弯矩的计算方法 支承形式对二阶弯矩的影响 两端同号相等弯矩：临界截面弯矩增加最多 两端同号不相等弯矩：临界截面弯矩也有增加 两端不同号弯矩：临界截面弯矩增加或减小 结构有侧移时偏心受压构件二阶弯矩 偏心距增大系数 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载能力计算公式 6.5.1 区分大、小偏心 受压破坏状态的界限 6.5.2 矩形截面偏心受压构件正截面的承载能力计算 1、大偏心 1）计算公式 2、小偏心 平衡方程 对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面设计 对称配筋的含义：面积相等、品种相同 1、大偏心 小偏心受压： 正截面承载能力N-M曲线及应用 6.10 双向偏心受压构件的正截面承载能力 简化计算公式 偏心受压构件斜截面受剪承载能力 轴力对构件斜截面受剪承载能力的影响 构造配筋情况： 小偏心受压 大偏心受压 分界线 规律： 1）对称配筋情况下，分界线处的轴力为 2） 如果轴力大于上式，小偏心，反之为大偏心； 3）在小偏心情况下，轴力保持不变，弯矩越大，配筋越多； 4）在小偏心情况下，弯矩保持不变，轴力越大，配筋越多； 5）在大偏心情况下，轴力保持不变，弯矩越大，配筋越多； 6）在大偏心情况下，弯矩保持不变，轴力越大，配筋越小 7）同一配筋情况下，不同的弯矩和轴力组合，发生不同的破坏； 8）总体上弯矩和轴力增加，需要更多的钢筋； 9）界限破坏时，弯矩最大； 直线 曲线 两端同号相等弯矩+两端同号不相等弯矩+两端异号弯矩 短柱二阶弯矩可以忽略； 长柱二阶弯矩不能忽略 水平力作用 水平力与竖向力共同作用 附加弯矩异号,但在两端叠加 对于小偏心: 偏心受压构件长细比对截面曲率影响系数: 偏心距增大系数 考虑两端同号弯矩推导的结果,其他情况偏于安全 混凝土设计规范通过调整 考虑侧移的影响 刚性屋盖单层房屋排架柱\露天吊车柱 和栈桥柱的计算长度 框架结构各层柱的计算长度 水平荷载产生的弯矩占总弯矩设计值的75%以上 应用受弯构件的假设：平截面假定 等效应力矩形 忽略拉区混凝土的作用 2）适用条件 x=xb x=2a’ 大部分截面受压受拉钢筋不屈服 全截面受压，远侧受压钢筋不屈服 反向受压近轴向力一侧钢筋受压不屈服 分别向受拉钢筋和受压钢筋取矩 当 钢筋应变与相对受压区高度的关系为： 上式可以简化为： 为防止反向破坏，应满足： 6.6 不对