建筑结构 教学课件 ppt 作者 张宪江 主编 徐广舒 何慧荣 副主编 第二篇 混凝土结构第七章 钢筋混凝土柱.ppt

?;一、 轴心受压构件的破坏特征 按照长细比 l０／ｂ 的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当 l０／ｂ ≤ 8 时属于短柱，否则为长柱。其中l０为柱的计算长度，ｂ为矩形截面的短边尺寸。 1．轴心受压短柱的破坏特征; （1）当轴向力较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形，轴向力在截面内产生的压应力由混凝土合钢筋共同承担。 （2）随着荷载的增大，构件变形迅速增大，此时混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增加缓慢，而钢筋应力的增加???越来越快。在临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。 ; 当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变 =0.002，相应的纵向钢筋应力值 =Es=2×105×0.002=400N/mm2。因此，当纵筋为高强度钢筋时，构件破坏时纵筋可能达不到屈服强度。显然，在受压构件内配置高强度的钢筋不能充分发挥其作用，这是不经济 的。 ;2．轴心受压长柱的破坏特征; （1）初始偏心距导致附加弯矩，附加弯矩产生的水平挠度又加大了初始偏心距；较大的初始偏心距将导致承截能力的降低。破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯向外凸出，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡并将凸边混凝土拉裂而破坏。 （2）长细比较大时，可能发生“失稳破坏”。 ; 由上述试验可知，在同等条件下，即截面相同，配筋相同，材料相同的条件下，长柱承载力低于短柱承载力。在确定轴心受压构件承截力计算公式时，规范采用构件的稳定系数 来表示长柱承截力降低的程度。长细比l0/b越大， 值越小，当l0/b ≤ 8时， = 1。 稳定系数 可按下式计算： （4.2.1） 式中 —— 柱的计算长度; —— 矩形截面的短边尺寸，圆形截面可取;（ 为截面直径），对任意截面可取 （ 为截面最小回转半径）。 构件的计算长度l0与构件两端支承情况有关，对于一般的多层房屋的框架柱，梁柱为刚接的框架各层柱段。现浇楼盖：底层柱l0 ＝1.0H ；其余各层柱段l0 ＝1.25H。装配式楼盖：底层柱l0 ＝1.25H；其余各层柱段l0 ＝1.5H。 ;二、 普通箍筋柱的正截面承截力计算 ;根据力的平衡条件，得出短柱和长柱的承载力计算公式为： ; As′—全部纵向钢筋的截面面积。 式中系数0.9，是考虑到初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性，引入的承载力折减系数； ;; 2．计算方法 （1）截面设计 已知：构件截面尺寸b×h，轴向力设计值，构件的计算长度，材料强度等级。 求：纵向钢筋截面面积 计算步骤如图4.2.5。 ;;; （2）截面承载力复核 已知：柱截面尺寸b×h，计算长度 ，纵筋数量及级别，混凝土强度等级。 求：柱的受压承载力Nu，或已知轴向力设计值Ｎ，判断截面是否安全。 ;;【例4.2.1】已知某多层现浇钢筋混凝土框架结构，首层中柱按轴心受压构件计算。该柱安全等级为二级，轴向压力设计值 N=1400kN，计算长度l0=5m，纵向钢筋采用HRB335级，混凝土强度等级为C30。求该柱截面尺寸及纵筋截面面积。 ;（2）计算稳定系数;纵筋选用4 25（As′=1964mm2），箍筋配置φ8@300，如图4.2.7。; 【解】查表得 =300N/ mm2，fc=11.9N/mm2， =1256 mm2 ;（2）验算配筋率;三、　螺旋箍筋柱简介 1．螺旋箍筋柱的受力特点：螺旋箍筋柱的箍筋既是构造钢筋又是受力钢筋。由于螺旋筋或焊接环筋的套箍作用可约束核心混凝土（螺旋筋或焊接环筋所包围的混凝土）的横向变形，使得核心混凝土处于三向受压状态，从而间接地提高混凝土的纵向抗压强度。 2．螺旋箍筋的构造：箍筋为螺旋环或焊接圆环，间距不应大于80mm及0.2dcor（dcor为构件核心直径，即螺旋箍筋内皮直径），且不宜小于40mm。间接钢筋的直径应符合柱中箍筋直径的规定。 ;一、 偏心受压构件破坏特征 按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。 ; 1．大偏心钢筋混凝土受压构件破坏过程（受拉破坏）; 破坏特征：受拉钢筋首先达到屈服强度，最后受压区混凝土达到界限压应变而被压碎，构件破坏。此时，受压区钢筋也达到屈服强度。 破坏性质：延性