6-第6章型钢溷凝土柱.pptVIP

《钢－混凝土组合结构》 钢—混凝土组合柱的分类 　 型钢混凝土柱是在混凝土柱中主要配置轧制或焊接的型钢。在配置实腹型钢的柱中还配有少量的纵向钢筋与箍筋。这些钢筋主要是为了约束混凝土，在计算中也参与受力，同时也是构造需要。 型钢混凝土柱配置的型钢形式分为：实腹式型钢和空腹式型钢两大类。本章主要介绍第一类。 　　　由于型钢混凝土柱含钢率较高，整体的型钢比分散的钢筋刚度大得多，因此与同等截面的钢筋混凝土柱相比，型钢混凝土柱的承载力与刚度明显提高，具有良好的延性及耗能性能。 　6.2.1 型钢 　1. 含钢率 　　　柱中受力型钢的含钢率不宜小于4%，柱中受力型钢的含钢率不宜大于10％。工程上较合适的含钢率在5%～8％之间。 　2. 型钢的形式、混凝土保护层厚度 JGJ138-2001规定：型钢的混凝土保护层厚度不宜小于 120mm，主要是为了防止粘结劈裂破坏。 1. 型钢混凝土柱中的纵向受力钢筋宜采用HRB335、HRB400热轧钢筋。 2. 纵向钢筋的直径不应小于16mm，净距不宜小于60mm，钢筋与型钢之间的净间距不应小于40mm，以便混凝土的浇灌。 3. 型钢混凝土柱中全部纵向受力钢筋的配筋率不宜小于0.8％，以使型钢能在混凝土、纵向钢筋和箍筋的约束下发挥其强度和塑性性能。 1. 型钢混凝土框架柱中的箍筋配置应符合国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的规定。 2. 考虑地震作用组合的型钢混凝土框架柱，柱端加密区长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6.2.1规定采用 3.柱箍筋加密区的箍筋最小体积配筋百分率应符合表6.2.2的要求 矩形箍筋的体积配筋率可按下式计算： 螺旋箍筋体积配筋率按下式计算： 4. 柱箍筋加密区长度以外的箍筋，箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的一半，并且要求一、二级抗震等级，箍筋间距不应大于10d；三级抗震等级不宜大于15d，d为纵向钢筋直径。 5. 框架节点核心区的箍筋最小体积配筋率： 对于抗震等级为一级时，不宜小于0.6％； 对于抗震等级为二级时，不宜小于0.5％； 对于抗震等级为三级时，不宜小于0.4％。 1. 型钢混凝土柱的混凝土强度等级不应低于C30。 2. 对于抗震设防为9度、8度（7度和6度）时，混凝土强度等级不宜超过C60、C70、C80。 6.2.5．截面形状和尺寸 1. 设防烈度为8度或9度的框架柱，宜采用正方形截面。 2. 型钢混凝土柱的长细比不宜大于30，即柱的计算长度与截面短边之比不宜大于30。 　6.3.1　试验研究分析 　　轴心受压柱按长细比不同分为短柱和长柱。我们以短柱为试验分析对象。 　型钢混凝土短柱在轴心荷载作用下，在加荷初期，型钢与混凝土能较好地共同工作，混凝土、型钢和钢筋变形是协调的。随着荷载的增加，沿着柱纵向产生裂缝。荷载继续增加，纵向裂缝逐渐贯通，把柱分成若干小柱而发生劈裂破坏。在合理配筋情况下，型钢与纵向钢筋都能达到受压屈服 。 与普通钢筋混凝土柱不同的是，当加荷到破坏荷载的80％以上时，型钢与混凝土粘结滑移明显。因此，一般在沿型钢翼缘处均有明显的纵向裂缝。尽管在高应力时粘结滑移现象是明显存在的，但在轴心受压型钢混凝土柱的试验中发现，在合理配钢情况下，当柱达到最大荷载时，混凝土的应力仍然能达到混凝土的轴心抗压强度。 　　　长柱的承载力低于相同条件下的短柱承载力，可采用型钢混凝土柱的稳定系数来考虑这一因素。该稳定系数值随着长细比的增大而减小，可根据表6.3.1确定。 　 6.3.2　承载力计算公式 　6.4.1．试验研究分析 　1. 受拉破坏（大偏心受压破坏） 　偏心距较大时，荷载作用下拉区裂缝不断增宽、变长，受拉钢筋与型钢的受拉翼缘相继屈服；此时，受压边缘混凝土尚未达到极限压应变，荷载可继续增加，一直加荷到受压区混凝土达到极限压应变，且逐渐压碎剥落时，柱子宣告破坏。 　　　在破坏时，受压区的受压钢筋与型钢受压的翼缘一般均能达到屈服强度。型钢的腹板，不论受压还是受拉，一般都是部分屈服，部分没有屈服。 　 当偏心距较小时，加荷到一定程度，受压区混凝土边缘或受压较大一侧的混凝土边缘应变达到极限压应变，混凝土压溃，柱子宣告破坏。 　　　在破坏时，受压较大一侧的钢筋与型钢翼缘一般都能达到屈服，而距轴向力较远一侧的混凝土及钢筋、型钢可能受压（偏心距很小），也可能受拉（偏心距较大），但是该侧的钢筋和型钢均未达到屈服。  　1. 界限破坏 　2.大小偏压的分界 　同普通钢筋混凝土偏压柱一样，也可以用截面相对受压区高度大小来判别。 　　　 　　　当　　　　　　　　　　　　　时，属