第11讲2-受压构件课件.ppt

1、建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-131复复 习习 提提 问问1、现浇的钢筋砼柱，截面最小尺寸不宜小于多少？、现浇的钢筋砼柱，截面最小尺寸不宜小于多少？250mm2、受压构件的混凝土强度等级不宜低于多少？、受压构件的混凝土强度等级不宜低于多少？C203、矩形截面和圆形截面柱，纵向钢筋根数分别不、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？少于几根？受力纵筋的直径一般为多少？4、8；1232mm建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-132复复 习习 提提 问问4、矩形截面钢筋砼柱中，、矩形截面钢筋砼柱中，“长柱

2、长柱”与与“短柱短柱”的界的界限限 是是l0/b？85、钢筋砼轴心受压柱根据箍筋的不同分为哪两种？、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、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？算公式是什么？)AfAf.NNsycu（90建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-133当轴向力当轴向力N偏离截面形心或构件同时承受轴偏离截面形心或构件同时承受轴向力和弯矩时，则成为向力和弯矩时，则成为偏心受力构件偏心受力构件。轴向力。轴向力为压力时称为为压力时称为偏心受压构件偏

3、心受压构件；轴向力为拉力时；轴向力为拉力时称为称为偏心受拉构件偏心受拉构件（图图1）。）。偏心受力构件又分为偏心受力构件又分为单向偏心单向偏心和和双向偏心双向偏心两两类：当轴向力的作用线仅与构件截面的一个方类：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，称为向的形心线不重合时，称为单向偏心单向偏心（图图1(a)、(b)、(d)、(e)）；两个方向都不重合时，称为）；两个方向都不重合时，称为双向偏心双向偏心（图图1(c)、(f)）。）。6.2 偏心受压构件承载力计算偏心受压构件承载力计算建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-134图图1偏心受力构件的受力状态类

4、型偏心受力构件的受力状态类型 建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-135 偏心受压构件的正截面受力性能可视为轴偏心受压构件的正截面受力性能可视为轴心受压构件（心受压构件（M=0）和受弯构件（）和受弯构件（N=0）的中）的中间状况。间状况。试验结果表明：试验结果表明：截面的平均应变符合平截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被压碎所造成的。由于引起混凝土被压碎的原因不同，因不同，偏心受压构件的破坏形态可分为两类。偏心受压构件的破坏形态可分为两类。一、试验研究分析一、

5、试验研究分析建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-136 当偏心距较大且受拉区钢筋配置得不太多时，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

6、凝土达到极限压应变cu而被压碎，构件宣告破坏。而被压碎，构件宣告破坏。这种破坏这种破坏始于受拉钢筋先达到屈服强度始于受拉钢筋先达到屈服强度，最，最后由混凝土（受压区）被压碎而引起的。后由混凝土（受压区）被压碎而引起的。图图2为大为大偏心受压破坏。偏心受压破坏。1 大偏心受压破坏大偏心受压破坏建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-137图图2大偏心受压破坏形态大偏心受压破坏形态 破坏特征破坏特征：受拉钢筋：受拉钢筋首先达到屈服强度，最后首先达到屈服强度，最后受压区混凝土达到界限压受压区混凝土达到界限压应变而被压碎，构件破坏。应变而被压碎，构件破坏。此时，受压区钢筋也达到此

7、时，受压区钢筋也达到屈服强度。屈服强度。破坏性质破坏性质：延性破坏：延性破坏建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-138当偏心距较小，或者虽然偏心距较大但受拉纵当偏心距较小，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。这种破坏称为能受压。这种破坏称为

8、小偏心受压破坏小偏心受压破坏。小偏心受压破坏无明显预兆，混凝土强度越高，小偏心受压破坏无明显预兆，混凝土强度越高，破坏越突然。破坏越突然。图图3为小偏心受压破坏形态。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。时受拉钢筋是否屈服。2 小偏心受压破坏小偏心受压破坏建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-139图图3小偏心受压破坏形态小偏心受压破坏形态 建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1310 破坏特征：破坏特征：临近破坏时，构件截面压临近破坏时，构件截面压应力较大一侧

9、混凝土达到极限压应变而被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。应力较小，均未达到屈服强度。破坏性质：破坏性质：脆性破坏脆性破坏建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1311 大、小偏心的判别式为：大、小偏心的判别式为：当当 b时，或时，或xbh0时为大偏心受压时为大偏心受压；当当b时，或时，或xbh0时为小偏心受压。时为小偏心受压。

10、3 大、小偏心的界限大、小偏心的界限界限破坏：界限破坏：在受拉钢筋达到受拉屈服强度时，受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。坏，这就是大小偏心受压破坏的界限。建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1312 规范规定附加偏心距规范规定附加偏心距ea：取：取20mm和偏心方和偏心方向截面最大尺寸的向截面最大尺寸的1/30两者中的较大者。两者中的较大者。即：即：ea=max（20mm,h/30)偏心受压构件的初始偏心距为：偏心受压构件的初始偏心距为：ei=e0+e

11、a二二 偏心距增大系数偏心距增大系数1 附加偏心距附加偏心距ea0MeN建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1313 钢筋混凝土偏心受压构件，在承受偏心压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，初始偏心距的增大而增大，见图见图4。规范规定，规范规定，采用把初始偏心距乘以一个偏采用把初始偏心距乘以一个偏心距增大系数心距增大系数的方法解决纵向弯曲的影响问的方法解决纵向弯曲的影响问题，即：题，即：

12、2 偏心距增大系数偏心距增大系数(1)iiiifefeee建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1314图图4纵向弯曲变形纵向弯曲变形 建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1315 根据偏心受压构件试验挠曲线的实验结果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和理论分析，规范给出了偏心距增大系数的如下计算公式：下计算公式：2012011()1400ilehh 建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1316式中式中1和和2可分别按下式计算：可分别按下式计算：1=0.5fcA/N或近似计算或

13、近似计算1=0.2+2.7ei/h0当计算的当计算的11时，取时，取1=1。当当l0/h15时，时，2=1.15-0.01l0/h当当l0/h15时，取时，取2=1。2012011()1400ilehh 建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1317 当当b时为大偏心受压，其正截面承载力时为大偏心受压，其正截面承载力计算的基本假定与受弯构件相同，计算应力图计算的基本假定与受弯构件相同，计算应力图形形如图如图5所示所示。由静力平衡条件可得：。由静力平衡条件可得：Y=0 N1fcbx+fyAs-fyAsM=0 Ne1fcbx(h0-x/2)+fyAs(h0-as)三、矩形截

14、面对称配筋大偏心受压时的三、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大偏心受压时的基本公式和适用条件建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1318图图5 大偏心受压构件的截面计算大偏心受压构件的截面计算 Y=0 N1fcbx+fyAs-fyAsM=0 Ne1fcbx(h0-x/2)+fyAs(h0-as)建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1319与双筋受弯构件相似，为保证截面破坏时受压钢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：筋应力能达到其抗压强

15、度，必须满足：x2as当当x2as时，受压钢筋时，受压钢筋As不屈服，对受压钢筋合不屈服，对受压钢筋合力点取矩，并忽略受压砼对此点的力矩可得力点取矩，并忽略受压砼对此点的力矩可得 NefyAs(h0-as)为了保证截面为大偏心受压，必须满足：为了保证截面为大偏心受压，必须满足：b或或xbh0建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1320 偏心受压构件的配筋偏心受压构件的配筋有两种情况：有两种情况：非对称非对称配筋和对称配筋。所谓配筋和对称配筋。所谓非对称配筋非对称配筋即即AsAs，而对称配筋为而对称配筋为As=As，钢筋种类亦对称。，钢筋种类亦对称。对称配筋时，对称配筋

16、时，As=As，fy=fy，并要求配筋率，并要求配筋率和和同时大于同时大于0.2%，即，即 As=As0.002bh由式（由式（6-17)可得：可得：x=N/(1fcb)2 对称配筋时的计算方法对称配筋时的计算方法建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1321如果如果2asxbh0，则由式（，则由式（6-18)可得：可得：如果如果x2as,则由式则由式(6-19)可得：可得：100()2()essysxNef bx hAAfha0()ssysNeAAfha建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1322当当b时为小偏心受压，其正截面承载力应时为小偏

17、心受压，其正截面承载力应力图形力图形如图如图7所示所示。根据平衡条件可得：根据平衡条件可得：N1fcbx+fyAs-sAsNe1fcbx(h0-x/2)+fyAs(h0-as)基本公式适用条件：基本公式适用条件：b和和1+as/h0四、矩形截面对称配筋小偏心受压构件四、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小偏心受压时的基本公式和适用条件建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1323图图7 小偏心受压小偏心受压 建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1324将As=As、fy=fy代入基本公式，并且x介于bh0和N/1fcb之间，经推导整理得：2 对称配筋的计算方法对称配筋的计算方法10210101021000.43()()(1 0.5)()bcbccbscssysNf bhNef bhf bhhNef bhAAfh 建筑结构建筑结构 第六章第六章 受压构件受压构件2023-5-1325作业布置作业布置P132 思考题思考题16、17、18