第6章 轴心受压构件的.pptVIP

第6章 轴心受压构件的正截面承载力计算 6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件 轴心受压构件的定义 当构件受到位于截面形心的轴向压力作用时，为轴心受压构件。 在钢筋混凝土结构中，真正的轴心受压构件极少，这是由于实际存在的节点构造、混凝土的非均匀性、纵向钢筋的布置以及施工中的误差使得轴向荷载总有一些偏心或兼有一些弯矩，只要偏心或弯矩相对于轴向合力很小，设计或检算是可略去不计时，即可按轴心受压构件计算。如桁架拱中的受压腹杆。 分类（按箍筋的功能和配置方式分） 普通箍筋柱：配有纵筋和普通箍筋。 箍筋作用：防止纵筋局部压屈，并与纵筋形成钢筋骨架，便于施工。 螺旋箍筋柱：配有纵筋和螺旋箍筋(连续环绕或焊接较密的环形箍筋）。 箍筋作用：使截面中间部分混凝土成为约束混凝土，提高构件的承载力和延性。 纵筋的作用 (1)协助混凝土受压，减小截面尺寸； (2)承受可能存在的不大的弯矩； (3)防止构件的突然脆性破坏。 6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 6.1.1 破坏形态 由于受压柱长度不同，柱的破坏形态也不同。根据柱长细比的不同，轴心受压构件可分为短柱和长柱。 长细比：λ=l0/r （计算长度与回转半径之比） 对矩形截面，λ=l0/b，当λ≤8时为短柱。 对圆形截面，λ=l0/d，当λ≤7时为短柱。 1. 短柱的破坏形态 破坏属于材料破坏，即混凝土压碎破坏。 破坏时，混凝土和钢筋的应力： 混凝土： 钢 筋： 当采用高强钢筋，则砼压碎时纵筋未屈服，钢筋强度不能充分发挥。 ?s=0.002Es=0.002×2.0×105=400MPa 短柱破坏时的轴向力为 2. 长柱的破坏形态 破坏属于“失稳破坏”。 结论 长柱的承载力低于其它条件相同的短柱的承载力，承载力为 6.1.2 稳定系数 定义 长柱失稳破坏时的临界承载力Pl与短柱压坏时的轴向压力Ps的比值，表示长柱承载力降低的程度。 影响因素 ?主要与长细比λ(=l0/b)有关，λ越大，则?越小，其值为附表1-10所示。 注意：长细比中的 l0 为构件的计算长度。在桥梁设计中，应根据构件端部的约束条件，得到符合实际的 l0。 直杆构件计算长度l0的确定：两端固定为0.5l；一端固定，一端为不移动铰为0.7l；两端均为不移动铰为1.0l；一端固定、一端自由为2.0l。（其中：l为构件支点间长度。） 拱的计算长度l0的确定：三铰拱为0.58s；双铰拱为0.54s；无铰拱0.36s。(其中：s为拱轴线的长度。） 6.1.3 正截面承载力计算 计算公式 Nd ——轴力组合设计值； ? ——轴心受压构件稳定系数，按附表1－10取用； A ——构件毛截面面积； A ?s ——全部纵向钢筋的截面面积； fcd ——混凝土轴心抗压强度设计值； f ?sd ——纵向钢筋抗压强度设计值。 当纵向钢筋配筋率 时，公式（6-7）中的A改为混凝土截面净面积An=A- A?s 。 截面设计 已知：截面尺寸、材料、构件的支承长度、轴向压力设计值Nd。 求：所需纵向钢筋面积A’s。 （1）根据构件的约束条件，求计算长度l0，并计算长细比λ。 （2）查附表1-10，得稳定系数φ。 （3）代入式（6-7）得 （4）由A’s计算值及构造要求选筋并布置。 已知：材料、构件的支承长度、轴向压力设计值Nd。 求：截面尺寸、所需纵向钢筋面积A’s。 （1）设φ＝1，ρ＝1%～2%。 （2） （3）结合构造要求选定截面尺寸b、h（取整）。 （4）根据构件的约束条件，求计算长度l0，并计算长细比λ＝l0/b。 （5）查附表1-10，得稳定系数φ。 （6）代入式（6-7）得 （7）由A’s计算值及构造要求选筋并布置。 截面复核 已知：截面尺寸、材料、构件的支承长度、轴向压力设计值Nd、全部纵筋截面面积A’s。 求：承载力Nu。 （1）检查纵筋及箍筋是否符合构造要求。 （2）根据构件的约束条件，求计算长度l0，并计算长细比λ。 （3）查附表1-10，得稳定系数φ。 （4）由式（6-7）得Nu。 6.1.4 构造要求 材料：混凝土宜高强度C25～C40，钢筋采用一般钢筋，高强度钢筋不能发挥作用。 截面尺寸：尺寸不宜小于250mm。 强度等