混凝土结构与砌体结构原理8第八章.ppt

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11第八章第八章受压构件承载力计算受压构件承载力计算第八章第八章受压构件承载力计算受压构件承载力计算1.1.了解受压构件的材料、截面形式尺寸以及配筋构了解受压构件的材料、截面形式尺寸以及配筋构造要求。

造要求。

22.掌握轴心受压构件普通箍筋柱的正截面承载力计掌握轴心受压构件普通箍筋柱的正截面承载力计算。

算。

3.3.了解偏心受压构件的破坏特征，掌握矩形截面偏了解偏心受压构件的破坏特征，掌握矩形截面偏心受压构件的承载力计算公式及其适用条件。

心受压构件的承载力计算公式及其适用条件。

44.掌握矩形截面掌握矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算方偏心受压构件正截面承载力计算方法。

法。

5.5.了解受压构件斜截面受剪承载力的计算特点。

了解受压构件斜截面受剪承载力的计算特点。

22第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算第一节第一节受压构件的计算分类及配筋构造受压构件的计算分类及配筋构造1.1.轴心受压构件轴心受压构件2.2.偏心受压构件偏心受压构件一、受压构件的计算分类一、受压构件的计算分类第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算33轴向力作用线与构件截面形心线相重合的构件。

轴向力作用线与构件截面形心线相重合的构件。

轴向力作用线与构件截面形心线不重合或构件轴向力作用线与构件截面形心线不重合或构件截面上既有轴心压力，又有弯矩作用的构件。

偏心截面上既有轴心压力，又有弯矩作用的构件。

偏心受压构件分为单向偏心受压构件和双向偏心受压构受压构件分为单向偏心受压构件和双向偏心受压构件。

件。

（11）材料选用）材料选用（22）截面形式和尺寸）截面形式和尺寸l混凝土：

混凝土：

C20、C25、C30或更高或更高强度等度等级。

l钢筋：

筋：

HRB335级、HRB400级和和RRB400级。

l正方形、矩形、圆形、多边形等正方形、矩形、圆形、多边形等二、受压构件的构造要求二、受压构件的构造要求1.1.轴心受压构件轴心受压构件第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算44l截面最小边长不宜小于截面最小边长不宜小于250mm。

边长不大于。

边长不大于800mm时，取时，取50mm的倍数，边长大于的倍数，边长大于800mm时，时，取取100mm的倍数。

的倍数。

l纵向钢筋纵向钢筋净距不小于净距不小于50mm，中距不宜大于，中距不宜大于300mm。

l全部全部纵向钢筋配筋率不小于纵向钢筋配筋率不小于0.6%，也不宜大于也不宜大于5%。

当当采用采用HRB400级、级、RRB400级钢筋时，最小配筋率为级钢筋时，最小配筋率为0.5%，当混凝土强度等级为当混凝土强度等级为C60及以上时，最小配筋率为及以上时，最小配筋率为0.7%。

受压构件中一侧纵向钢筋的配筋率不小于。

受压构件中一侧纵向钢筋的配筋率不小于0.2%。

（33）纵向钢筋纵向钢筋第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算55l纵向钢筋的直径不宜小于纵向钢筋的直径不宜小于12mm。

l圆柱中纵向受力钢筋宜沿周边均匀布置，根数不宜圆柱中纵向受力钢筋宜沿周边均匀布置，根数不宜少于少于8根，且不应少于根，且不应少于6根。

根。

（44）箍筋）箍筋l箍筋直径箍筋直径不宜小于不宜小于6mm和和d/4，箍筋间距不应大于箍筋间距不应大于柱截面短边尺寸，且不大于柱截面短边尺寸，且不大于400mm，同时在绑扎骨同时在绑扎骨架中不应大于架中不应大于15d，焊接骨架中不应大于，焊接骨架中不应大于20d（d为纵为纵向钢筋的最小直径）。

向钢筋的最小直径）。

l当柱中全部纵向钢筋的配筋率超过当柱中全部纵向钢筋的配筋率超过3%时，箍筋直径时，箍筋直径不宜小于不宜小于8mm，间距不应大于间距不应大于10d，同时不应大于，同时不应大于200mm；箍筋末端应做成；箍筋末端应做成135弯弯钩且弯且弯钩末端平直末端平直长度不度不应小于箍筋直径的小于箍筋直径的10倍。

倍。

l箍筋一般采用箍筋一般采用HPB235级或级或HRB335级钢筋。

级钢筋。

第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算66l当柱截面的短边尺寸当柱截面的短边尺寸大于大于400mm且每边纵向且每边纵向钢筋超过钢筋超过3根时，或当柱根时，或当柱截面的短边尺寸不大于截面的短边尺寸不大于400mm但每边纵向钢筋但每边纵向钢筋多余多余4根时应设置复合箍根时应设置复合箍筋，如图所示。

筋，如图所示。

第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算77第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算88l在配有螺旋箍筋或焊接环式间接钢筋柱中，如计在配有螺旋箍筋或焊接环式间接钢筋柱中，如计算中考虑间接钢筋的作用，则间接钢筋的间距不应算中考虑间接钢筋的作用，则间接钢筋的间距不应大于大于80mm及及dcor/5（dcor为按间接钢筋内表面确定的为按间接钢筋内表面确定的核心截面直径），且不宜小于核心截面直径），且不宜小于40mm，间接钢筋的直，间接钢筋的直径应不小于径应不小于6mm且不应小于且不应小于d/4（d为纵向钢筋的最为纵向钢筋的最大直径）。

大直径）。

2.2.偏心受压构件偏心受压构件l截面高度截面高度h600mm时侧面应设置直径为时侧面应设置直径为1016mm的的构造钢筋并相应设置复合箍筋或拉筋。

构造钢筋并相应设置复合箍筋或拉筋。

第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算99除满足轴心受压构件的构造要求外还应满足以除满足轴心受压构件的构造要求外还应满足以下要求：

下要求：

l垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋中距垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋中距不宜大于不宜大于300mm。

l截面可以采用截面可以采用II截面柱翼缘厚度不宜小于截面柱翼缘厚度不宜小于120mm，腹板厚度不宜小于腹板厚度不宜小于100mm。

lII截面柱的构造要求与矩形截面柱基本相同。

截面柱的构造要求与矩形截面柱基本相同。

1.1.普通箍筋柱的试验研究普通箍筋柱的试验研究轴心受压柱轴心受压柱lo/b8lo/b8短柱短柱长柱长柱第二节第二节轴心受压构件承载力计算轴心受压构件承载力计算根据箍筋的功能和配置方式分为：

根据箍筋的功能和配置方式分为：

一、普通箍筋柱一、普通箍筋柱普通箍筋柱普通箍筋柱和和螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱，实际工程中常用普通箍，实际工程中常用普通箍筋柱。

筋柱。

第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算1010短柱短柱破坏破坏是因纵向受力钢筋先达到屈服强度，然是因纵向受力钢筋先达到屈服强度，然后混凝土达到轴心抗压强度被压碎引起。

后混凝土达到轴心抗压强度被压碎引起。

长柱破坏长柱破坏是因初始偏心产生附加弯矩，进而引起挠是因初始偏心产生附加弯矩，进而引起挠曲变形加大初始偏心，最终构件可能发生失稳曲变形加大初始偏心，最终构件可能发生失稳破破坏。

坏。

在截面尺寸、材料强度、配筋相同的条件下，在截面尺寸、材料强度、配筋相同的条件下，长柱长柱的承载力低于短柱，用稳定系数的承载力低于短柱，用稳定系数来反映来反映。

第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算11112.2.普通箍筋柱正截面承载力计算普通箍筋柱正截面承载力计算公式公式A截面面积，截面面积，当当0.03时时，公式中的公式中的A用用Ac代替，代替，Ac=A-As；第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算1212N轴向压力设计值；轴向压力设计值；0.9可靠度调整系数；可靠度调整系数；钢筋混凝土构件的稳定系数；钢筋混凝土构件的稳定系数；其它符号同前其它符号同前1.1.螺旋箍筋柱的试验结果螺旋箍筋柱的试验结果采用间距较密的采用间距较密的螺旋箍筋，能够有效地螺旋箍筋，能够有效地约束砼的约束砼的横向变形，使核心砼处于三向受压状态，间接提高柱横向变形，使核心砼处于三向受压状态，间接提高柱的承载力。

的承载力。

二、螺旋箍筋柱二、螺旋箍筋柱第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算1313当轴向受力较大、截面尺寸受到限制时采用。

当轴向受力较大、截面尺寸受到限制时采用。

2.2.螺旋箍筋柱正截面承载力计算公式螺旋箍筋柱正截面承载力计算公式第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算1414式中：

式中：

Acor构件的核心截面面积；构件的核心截面面积；dcor构件的核心截面直径，间接钢筋内表构件的核心截面直径，间接钢筋内表面之间的距离；面之间的距离；aa间接钢筋对混凝土约束的折减系数：

间接钢筋对混凝土约束的折减系数：

当混凝土强度等级不超过当混凝土强度等级不超过C50时，取时，取1.0当混凝土强度等级为当混凝土强度等级为C80时，取时，取0.85，其间按线性内插法确定。

其间按线性内插法确定。

Ass0间接钢筋的换算截面面积；间接钢筋的换算截面面积；Ass1单根间接钢筋的截面面积；单根间接钢筋的截面面积；s间接钢筋沿构件轴线方向的间距；间接钢筋沿构件轴线方向的间距；注意：

注意：

l为保证混凝土保护层不剥落，按为保证混凝土保护层不剥落，按上式上式计算的计算的Nu不不应大于按普通箍筋柱计算得应大于按普通箍筋柱计算得Nu的的1.5倍。

倍。

l40mms80mm或或dcor/5l当遇到下列任意一种情况时，不计间接钢筋的影响，当遇到下列任意一种情况时，不计间接钢筋的影响，仍按普通箍筋柱计算：

仍按普通箍筋柱计算：

3）Ass00.25As。

2）按上式计算出的按上式计算出的Nu小于按普通箍筋柱算出的小于按普通箍筋柱算出的N时；时；1）l0/d12时时;第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算1515（3）破坏形态介于轴心受压构件和受弯构件之间。

）破坏形态介于轴心受压构件和受弯构件之间。

e00e0轴心受压构件轴心受压构件受弯构件受弯构件第三节第三节偏心受压构件正截面承载力计算偏心受压构件正截面承载力计算一、偏心受压构件的试验研究及破坏特征一、偏心受压构件的试验研究及破坏特征

（1）破坏是由混凝土的压碎造成的。

）破坏是由混凝土的压碎造成的。

（2）破坏特征与轴向力的偏心距和配筋量有关。

）破坏特征与轴向力的偏心距和配筋量有关。

即即第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算1616归纳起来，偏心受压构归纳起来，偏心受压构件有以下两种破坏特征：

件有以下两种破坏特征：

1.1.大偏心受压破坏大偏心受压破坏偏心距较大，且偏心距较大，且As配配置置不太多，破坏与双筋不太多，破坏与双筋截面适筋梁相似：

截面适筋梁相似：

As先屈服，然后先屈服，然后As达达到屈服，受压混凝土达到屈服，受压混凝土达到极限压应变。

到极限压应变。

第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算1717第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算18182.2.小偏心受压破坏小偏心受压破坏1）N的偏心距的偏心距e00较小时。

截较小时。

截面大部分受压，面大部分受压，最终由于受最终由于受压混凝土被压碎，导致构件压混凝土被压碎，导致构件破坏。

破坏时受压钢筋破坏。

破坏时受压钢筋Ass达到了屈服，而受拉钢达到了屈服，而受拉钢筋筋Ass达不到屈服。

达不到屈服。

2）N的偏心距的偏心距e0很小时。

很小时。

截面全部受压，截面全部受压，最终由最终由于离偏心力较近的混凝于离偏心力较近的混凝土被压碎，导致构件坏。

土被压碎，导致构件坏。

破坏时离偏心力较近的破坏时离偏心力较近的钢筋钢筋As达到了屈服，而达到了屈服，而离偏心力较远的钢筋离偏心力较远的钢筋As达不到屈服。

达不到屈服。

第八章第八章受压构件承载力受压构件承载力计算计算19193）N的偏心距的偏心距e0较大较大且且受拉钢筋受拉钢筋较较多时。

截面大部分受拉，多时。

截面大部分受拉，最终由受最终由受压混凝土被压碎导致构件破坏。

破压混凝土被压碎导致构件破坏。

破坏时受压钢筋坏时受压钢筋As达到屈服，而受拉达到屈服，而受拉钢筋钢筋As达不到屈服。

达不到屈服。

总之，小偏心受压构件破坏是总之，小偏心受压构件破坏是由受压混凝土压碎引起，离偏心力由受压混凝土压碎引起，离偏心力较近一侧的