混凝土结构与砌体结构第2版教学课件作者赵维霞项目4PPT格式课件下载.ppt

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.截面形式和尺寸钢筋混凝土受压构件的截面形式要考虑到受力合理和模板制作的方便，柱截面一般采用方形或矩形，有时根据需要也采用圆形或多边形。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,当截面尺寸较大时，为节约混凝土和减轻柱的自重，常常采用形截面。

受压构件截面尺寸需根据内力大小、构件长度及构造要求等条件决定，为避免构件长细比过大，承载力降低过多，柱截面尺寸不宜过小，一般不宜小于；

矩形截面柱截面尺寸宜满足hl，bl/，此处l为柱的计算长度，b、h为柱的短边、长边尺寸。

当截面尺寸在以下时，取的倍数，在以上时，取的倍数；

形截面要求翼缘厚度不宜小于，腹板厚度不宜小于。

.纵向钢筋,上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,柱的全部纵向钢筋的配筋率不应小于表-中规定数值，且不宜超过，以免造成浪费。

同时，一侧钢筋的配筋率不应小于（表-）。

纵向受力钢筋宜采用直径较大的钢筋，直径不宜小于，通常在1632范围内选用。

钢筋应沿截面的四周均匀布置，矩形截面时，钢筋根数不得少于根；

圆形截面时，不应少于根，且不宜少于根。

钢筋的净间距不应小于50，且不宜大于300；

对于水平浇筑的预制柱，其净间距可以按梁的有关规定取用。

偏心受压构件垂直于弯矩作用平面的侧面和轴心受压构件各边的纵向受力钢筋，其间距不宜大于。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,当偏心受压柱的截面高度h时，在侧面应设置直径不小于的纵向构造钢筋，并相应设置附加箍筋或拉筋，如图-所示。

.箍筋（）箍筋的作用。

钢筋混凝土受压构件中箍筋的作用不但可以防止纵向钢筋压屈，而且在施工时起固定纵向钢筋位置的作用，另外，还约束核心混凝土受压时的侧向膨胀。

（）箍筋的直径和间距。

箍筋直径不应小于d（d为纵向钢筋最大直径）且不应小于。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,当纵筋配筋率超过时，箍筋直径不应小于，间距不应大于d（d为纵筋最小直径）且不应大于。

箍筋末端应做成弯钩且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的倍。

箍筋间距不应大于及构件横截面的短边尺寸，且不应大于d（d为纵筋最小直径）。

（）箍筋的形式。

受压构件中周边箍筋应做成封闭式。

箍筋的形式须根据截面形式、尺寸和纵向钢筋根数决定。

当柱短边截面尺寸大于且各边纵向钢筋多于根时，或当截面短边尺寸不大于，但各边纵向钢筋多于根时，应设置复合箍筋，如图-所示。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,其他截面形式柱的箍筋如图-所示。

对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免箍筋受拉时使折角处混凝土破损。

.轴心受压构件承载力计算作为最具有代表性受压构件的柱子，按箍筋配置形式的不同可分为两种类型：

配有纵向钢筋和普通箍筋的柱，称为普通箍筋柱；

配有纵向钢筋和螺旋式或焊接环式箍筋的柱，称为螺旋箍筋柱，如图-所示。

.轴心受压普通箍筋柱承载力计算.钢筋混凝土轴心受压柱的破坏形态,上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,普通箍筋柱是工程中最常见的受压构件形式，截面形式一般为方形、矩形和圆形。

纵向钢筋所起的作用为：

帮助混凝土承受压力，减小构件截面尺寸；

承担初始偏心距引起的弯矩和某些偏心弯矩下产生的拉力；

防止构件突然脆裂破坏及增加构件延性；

减小混凝土徐变。

箍筋的作用为：

与纵筋形成骨架，防止纵筋受力后屈曲，保证混凝土和纵筋共同受力直至破坏；

对核心部分混凝土有一定的约束作用，提高混凝土的极限压应变，增大延性；

若为螺旋箍，除对核心混凝土有约束作用外，还可以提高承载能力及延性。

短柱在轴心荷载作用下，整个截面的应变基本上是均匀的。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,如图-所示为钢筋和混凝土应力与荷载关系曲线，当荷载较小时，混凝土和钢筋都处于弹性阶段，柱子压缩变形的增加与荷载的增加成正比。

混凝土和钢筋压应力的增加与荷载的增加也成正比。

当荷载较大时，由于混凝土塑性变形的发展，压缩变形增加的速度快于荷载增长速度。

纵筋配筋率越小，这种现象就越明显。

由于混凝土的变形模量随应力增大而变小，则在相同荷载增量下，钢筋的压应力比混凝土的压应力增长得快。

随着荷载继续增加，柱中开始出现竖向细微裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发生压曲，向外凸出，混凝土被压碎而发生破坏，如图-所示。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,对于长细比较大的柱子，由于各种偶然因素造成的初始偏心距的影响是不可忽略的。

柱子施加荷载以后，初始偏心距导致产生附加弯矩和相应的侧向挠度，而侧向挠度又增大了荷载的偏心距，随着荷载增加，附加弯矩和侧向挠度将不断增大。

这种相互影响的结果使长柱在轴向力和弯矩的共同作用下发生破坏。

试验表明，长柱的破坏荷载低于其他条件相同的短柱。

长细比越大，各种偶然因素造成的初始偏心距越大，从而产生的附加弯矩和相应的侧向挠度也越大，承载能力降低就越多。

若长细比过大，还会产生失稳破坏。

.轴心受压构件承载力计算公式,上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,混凝土结构设计规范（）给出的配有纵筋和普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压柱正截面承载力计算公式为：

混凝土结构设计规范（）规定，对于一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构各层柱的计算长度l可以按表-确定。

.承载力计算轴心受压正截面承载力计算包括截面设计、截面复核两类问题。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,（）截面设计。

已知：

轴向力N，构件截面尺寸，构件高度H，材料强度等级。

计算配筋A。

步骤：

先查规范求出计算长度l；

再根据查得稳定系数；

根据承载力计算公式N（fAfA），求出A，查钢筋表选配钢筋；

最后求出配筋率，验算配筋率是否满足构造要求（全部纵筋配筋率不低于，不宜超过；

单侧配筋率不低于）。

同时，要注意当纵向钢筋配筋率大于时，式（-）中的A应改用（AA）代替。

（）截面复核。

N，构件截面尺寸b及h，构件高度H，配筋A，混凝土强度等级和钢筋强度等级。

求N。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,步骤：

先查规范求出计算长度犾；

再根据表查得稳定系数；

由式（-）计算出N（fAfA）；

当N（fAfA）N，认为轴心受压承载力满足要求，否则认为不安全。

.轴心受压螺旋箍筋柱承载力计算钢筋混凝土柱配有螺旋钢箍，螺旋钢箍能够有效约束核心混凝土在纵向受压时产生的横向变形，因而可以显著提高混凝土的抗压强度，并改善其变形性能。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,因此，当普通箍筋柱承受很大轴心压力且柱截面尺寸由于建筑上及使用上的要求受到限制，采用提高混凝土强度等级和增大配筋量也不能满足承载力要求时，可以考虑采用螺旋筋或焊接环筋（也可称为间接钢筋），以提高承载力来满足要求。

这种柱的形状一般为圆形或多边形。

如图-所示为轴心受压螺旋式和焊接环式箍筋柱。

混凝土结构设计规范（）规定，间接钢筋间距狊不应大于及d（d构件核心直径），也不小于。

间接钢筋的直径应按箍筋的有关规定采用。

.轴心受压构件承载力计算公式,上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,在轴心压力作用下，混凝土的横向变形使螺旋筋或焊接环筋产生拉应力，当拉应力达到箍筋的抗拉屈服强度时，就不再能有效地约束混凝土的横向变形，混凝土的抗压强度也就不能再提高，这时构件破坏。

构件的混凝土保护层在螺旋筋或焊接环筋受到较大拉应力时发生开裂，故在计算构件承载力时不考虑该部分混凝土的抗压能力，只考虑螺旋筋内核心面积A的混凝土作为计算截面面积。

根据上述分析可知，螺旋箍筋或焊接环筋所包围的核心截面混凝土的实际抗压强度，处于三轴受压状态，其纵向抗压强度得到提高，其值可利用圆柱体混凝土周围加液压所得近似关系进行计算：

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,在间接钢筋间距s范围内，利用的合力与钢筋的拉力平衡（图-），可得根据力的平衡条件得故,上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,考虑可靠度调整系数以后，螺旋式或焊接环式间接钢筋柱的承载力计算公式为.承载力计算截面设计。

轴向压力N，构件高度H，混凝土、纵向受力钢筋和箍筋强度等级，截面尺寸。

进行配筋。

（）首先按普通箍筋柱进行设计，然后验算纵筋配筋率。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土轴心受压构件设计,（）纵筋配筋率超过，而构件截面尺寸和构件材料强度等级不能提高时，采用螺旋箍筋柱截面，问题转入设计螺旋箍筋柱。

（）根据承载力公式式（-），纵筋A和螺旋箍筋A均为未知量而公式只有一个，需通过设定纵筋配筋率来确定纵筋A，然后通过承载力公式计算箍筋。

（）根据式（-）求螺旋箍筋换算面积A，验算是否满足构造要求（AA），然后根据式（-）初选箍筋直径求出箍筋间距s，同时注意箍筋间距应满足构造要求。

（）计算螺旋箍筋柱的实际受压承载力，验算其值是否大于按式（-）算得的承载力值，是否小于按式（-）算得的承载力值的倍。

上一页,返回,任务.钢筋混凝土偏心受压构件设计,.偏心受压构件破坏特征钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种情况，受拉破坏习惯上称为“大偏心受压破坏”；

受压破坏习惯上称为“小偏心受压破坏”。

.大偏心受压破坏（受拉破坏）破坏条件：

轴向力N的偏心距e较大，且纵向受拉筋配筋率不高时。

破坏过程：

受荷后，靠近轴力N一侧的部分截面受压，另一侧受拉。

随着轴力N的增加，首先在受拉区较早产生地出现横向裂缝，并随N的增加，拉区裂缝不断开展，在破坏前裂缝逐渐明显。

下一页,返回,任务.钢筋混凝土偏心受压构件设计,由于配筋率不高，受拉钢筋（A）应力增长较快，达到屈服，进入流幅阶段，此时受拉变形的发展大于受压变形，中和轴向受压区移动，受压区高度迅速减小，最后受压钢筋（A）屈服，受压区混凝土达到其极限压应变，出现纵向裂缝而混凝土压碎破坏。

在破坏过程中其特点是受拉钢筋先达到屈服，最终导致压区混凝土界面破坏。

这种破坏形态在破坏前有明显的预兆，与适筋梁类似，属于延性破坏图-（）。

.小偏心受压破坏（受压破坏）破坏条件：

当轴力N的相对偏心距eh较小；

虽然相对偏心距eh较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多。

上一页,下一页,返回,任务.钢筋混凝土偏心受压构件设计,破坏过程：

（）当轴力N的相对偏心距eh较小时，构件截面全部受压或大部分受压，如图-（）、（）所示。

一般情况下，截面破坏是从靠近轴向力一侧受压边缘