,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,建筑结构 第六章 受压构件,复 习 提 问,1、现浇的钢筋砼柱，截面最小尺寸不宜小于多少？,250mm,2、受压构件的混凝土强度等级不宜低于多少？,C20,3、矩形截面和圆形截面柱，纵向钢筋根数分别不,少于几根？受力纵筋的直径一般为多少？,4、8；,1232mm,11/16/2024,1,复 习 提 问1、现浇的钢筋砼柱，截面最小尺寸不宜小于多少？,复 习 提 问,4、矩形截面钢筋砼柱中，“长柱”与“短柱”的界限,是,l,0,/,b,？,8,5、钢筋砼轴心受压柱根据箍筋的不同分为哪两种？,普通箍筋柱和密排环式箍筋柱,6、配置普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计,算公式是什么？,11/16/2024,2,复 习 提 问4、矩形截面钢筋砼柱中，“长柱”与“短柱”的界,当轴向力N偏离截面形心或构件同时承受轴向力和弯矩时，则成为,偏心受力构件,。轴向力为压力时称为,偏心受压构件,；轴向力为拉力时称为,偏心受拉构件,（,图1,）。,偏心受力构件又分为,单向偏心,和,双向偏心,两类：当轴向力的作用线仅与构件截面的一个方向的形心线不重合时，称为,单向偏心,（,图1(a)、(b)、(d)、(e),）；两个方向都不重合时，称为,双向偏心,（,图1(c)、(f),）。,6.2 偏心受压构件承载力计算,11/16/2024,3,当轴向力N偏离截面形心或构件同时承受轴向力和弯矩时，则成,图1偏心受力构件的受力状态类型,11/16/2024,4,图1偏心受力构件的受力状态类型 8/1/20234,偏心受压构件的正截面受力性能可视为轴心受压构件（M=0）和受弯构件（N=0）的中间状况。,试验结果表明：,截面的平均应变符合平截面假定；构件的最终破坏是由于受压区混凝土被压碎所造成的。由于引起混凝土被压碎的原因不同，,偏心受压构件的破坏形态可分为两类。,一、试验研究分析,11/16/2024,5,偏心受压构件的正截面受力性能可视为轴心受压构件（M,当偏心距较大且受拉区钢筋配置得不太多时，在荷载作用下，柱截面靠近纵向力一侧受压，另一侧受拉。随着荷载的增加，首先在受拉边产生横向裂缝。随着荷载不断增加，受拉区的裂缝不断发展和加宽，受拉区的纵向钢筋首先屈服，裂缝开展比较明显，受压区不断减小，受压边缘混凝土达到极限压应变,cu,而被压碎，构件宣告破坏。,这种破坏,始于受拉钢筋先达到屈服强度,，最后由混凝土（受压区）被压碎而引起的。,图2,为大偏心受压破坏。,1 大偏心受压破坏,11/16/2024,6,当偏心距较大且受拉区钢筋配置得不太多时，在荷载作用,图2大偏心受压破坏形态,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,：延性破坏,11/16/2024,7,图2大偏心受压破坏形态 破坏特征：受拉钢筋,当偏心距较小，或者虽然偏心距较大但受拉纵向钢筋配置得太多时，构件的破坏始于靠近纵向力一侧。在破坏时，靠近纵向力一侧的钢筋首先屈服，该侧混凝土也达到极限压应变；而另一侧的钢筋和混凝土应力均较小，且可能受拉，也可能受压。这种破坏称为,小偏心受压破坏,。,小偏心受压破坏无明显预兆，混凝土强度越高，破坏越突然。,图3,为小偏心受压破坏形态。,大、小偏心受压之间的根本区别是：截面破坏时受拉钢筋是否屈服。,2 小偏心受压破坏,11/16/2024,8,当偏心距较小，或者虽然偏心距较大但受拉纵向钢筋配置得太多,图3小偏心受压破坏形态,11/16/2024,9,图3小偏心受压破坏形态 8/1/20239,破坏特征：,临近破坏时，构件截面压应力较大一侧混凝土达到极限压应变而被压碎。构件截面压应力较大一侧的纵向钢筋应力也达到了屈服强度；而另一侧混凝土及纵向钢筋可能受拉，也可能受压，但应力较小，均未达到屈服强度。,破坏性质：,脆性破坏,11/16/2024,10,破坏特征：临近破坏时，构件截面压应力较大一侧,大、小偏心的判别式为：,当,b,时，或x,b,h,0,时为大偏心受压,；,当,b,时，或x,b,h,0,时为小偏心受压。,3 大、小偏心的界限,界限破坏：,在受拉钢筋达到受拉屈服强度时，受压区混凝土也达到极限压应变而被压碎，构件破坏，这就是大小偏心受压破坏的界限。,11/16/2024,11,大、小偏心的判别式为：3 大、小偏心的界限界限破,规范规定附加偏心距,e,a,：取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大者。,即：,e,a,=max,（20mm,h/30),偏心受压构件的初始偏心距为：,e,i,=,e,0,+e,a,二 偏心距增大系数,1 附加偏心距e,a,11/16/2024,12,规范规定附加偏心距ea：取20mm和偏心方向截面,钢筋混凝土偏心受压构件，在承受偏心压力后，会产生纵向弯曲变形，然后纵向力又将加剧纵向弯曲变形，这种现象随柱的长细比和初始偏心距的增大而增大，,见图4,。,规范规定，,采用把初始偏心距乘以一个偏心距增大系数的方法解决纵向弯曲的影响问题，即：,2 偏心距增大系数,11/16/2024,13,钢筋混凝土偏心受压构件，在承受偏心压力后，会产生,图4纵向弯曲变形,11/16/2024,14,图4纵向弯曲变形 8/1/202314,根据偏心受压构件试验挠曲线的实验结果和理论分析，规范给出了偏心距增大系数的如下计算公式：,11/16/2024,15,根据偏心受压构件试验挠曲线的实验结果和理论分析，规范,式中,1,和,2,可分别按下式计算：,1,=0.5,f,c,A,/,N,或近似计算,1,=0.2+2.7,e,i,/,h,0,当计算的,1,1时，取,1,=1。,当,l,0,/,h,15时，,2,=1.15-0.01,l,0,/,h,当,l,0,/,h,15时，取,2,=1。,11/16/2024,16,式中1和2可分别按下式计算：8/1/202316,当,b,时为大偏心受压，其正截面承载力计算的基本假定与受弯构件相同，计算应力图形,如图5所示,。由静力平衡条件可得：,Y,=0,N,1,f,c,bx,+,f,y,A,s,-,f,y,A,s,M,=0,Ne,1,f,c,bx,(,h,0,-,x,/2)+,f,y,A,s,(,h,0,-a,s,),三、矩形截面对称配筋大偏心受压时的基本公式和适用条件,1 大偏心受压时的基本公式和适用条件,11/16/2024,17,当b时为大偏心受压，其正截面承载力计算的基,图5 大偏心受压构件的截面计算,Y,=0,N,1,f,c,bx,+,f,y,A,s,-,f,y,A,s,M,=0,Ne,1,f,c,bx,(,h,0,-,x,/2)+,f,y,A,s,(,h,0,-a,s,),11/16/2024,18,图5 大偏心受压构件的截面计算 Y=0 8/,与双筋受弯构件相似，为保证截面破坏时受压钢筋应力能达到其抗压强度，必须满足：,x,2,a,s,当,x,2a,s,时，受压钢筋A,s,不屈服，对受压钢筋合力点取矩，并忽略受压砼对此点的力矩可得,Ne,f,y,A,s,(,h,0,-,a,s,),为了保证截面为大偏心受压，必须满足：,b,或x,b,h,0,11/16/2024,19,与双筋受弯构件相似，为保证截面破坏时受压钢筋应力能达到其,偏心受压构件的配筋,有两种情况：,非对称配筋和对称配筋。所谓,非对称配筋,即,A,s,A,s,，而对称配筋为,A,s,=,A,s,，钢筋种类亦对称。,对称配筋时，,A,s,=,A,s,，,f,y,=,f,y,，并要求配筋率,和,同时大于0.2%，即,A,s,=A,s,0.002,bh,由式（6-17)可得：,x,=,N,/(,1,f,c,b,),2 对称配筋时的计算方法,11/16/2024,20,偏心受压构件的配筋有两种情况：非对称配筋和对称配筋。所,如果2a,s,x,b,h,0,，则由式（6-18)可得：,如果x2a,s,则由式(6-19)可得：,11/16/2024,21,如果2asxbh0，则由式（6-18)可得：8/,当,b,时为小偏心受压，其正截面承载力应力图形,如图7所示,。,根据平衡条件可得：,N,1,f,c,bx,+,f,y,A,s,-,s,A,s,Ne,1,f,c,bx,(,h,0,-,x,/2)+,f,y,A,s,(,h,0,-,a,s,),基本公式适用条件：,b,和,1+,a,s,/,h,0,四、矩形截面对称配筋小偏心受压构件承载力基本公式和适用条件,1 小偏心受压时的基本公式和适用条件,11/16/2024,22,当b时为小偏心受压，其正截面承载力应力图形如图7所,图7 小偏心受压,11/16/2024,23,图7 小偏心受压 8/1/202323,将,A,s,=,A,s,、,f,y,=,f,y,代入基本公式，并且,x,介于,b,h,0,和,N,/,1,f,c,b之间，经推导整理得：,2 对称配筋的计算方法,11/16/2024,24,将As=As、fy=fy代入基本公式，并且x介于b,作业布置,P132,思考题16、17、18,11/16/2024,25,作业布置P132 8/1/202325,