混凝土结构第六章

《混凝土结构第六章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土结构第六章（70页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、给水排水工程结构给水排水工程结构第六章第六章 钢筋混凝土受压构件及柱下基础钢筋混凝土受压构件及柱下基础 1. 定义和分类定义和分类 根据轴向压力根据轴向压力作用位置作用位置的不同，受压构件可分为：的不同，受压构件可分为： 轴心受压构件：轴心受压构件：轴向力的作用线通过构件截面轴向力的作用线通过构件截面几何形心几何形心(理理论上应为论上应为物理重心物理重心)的受压构件；的受压构件； 偏心受压构件：偏心受压构件：6.1 轴心受压构件轴心受压构件压压压压压压拉拉拉拉压压典型的典型的轴心受压构件轴心受压构件有：有： 承受节点荷载的屋架承受节点荷载的屋架腹杆腹杆和和上弦杆上弦杆； 对称框架结构中的对称框

2、架结构中的内柱内柱；桩基桩基等。等。 在钢筋混凝土结构中，严格意义上的轴心受力构件是不存在钢筋混凝土结构中，严格意义上的轴心受力构件是不存在的。但当外加荷载的偏心很小时，此时可近似按轴心受在的。但当外加荷载的偏心很小时，此时可近似按轴心受力构件来计算。力构件来计算。 6.1 轴心受压构件轴心受压构件根据根据配置钢筋配置钢筋的不同，轴心受压柱有两种基本形式：的不同，轴心受压柱有两种基本形式：普通箍筋柱普通箍筋柱: 配配矩形箍筋矩形箍筋+纵向钢筋；纵向钢筋；螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱:配配螺旋式箍筋螺旋式箍筋+纵向钢筋纵向钢筋 6.1 轴心受压构件轴心受压构件 根据根据长细比长细比的大小，的大小，轴心受

3、压柱轴心受压柱可分为可分为短柱短柱和和长柱长柱； 长细比长细比：柱的：柱的计算长度计算长度l0与截面与截面回转半径回转半径i的比值，即的比值，即 l0柱的计算长度，与柱的两端支承条件有关，柱的计算长度，与柱的两端支承条件有关， 两端铰支两端铰支 ： 一端固定，一端铰支：一端固定，一端铰支： 两端固定：两端固定： 一端固定，一端自由：一端固定，一端自由： 满足下列条件的为满足下列条件的为短柱短柱，否则为，否则为长柱长柱。00/lilI A0ll00.7ll00.5ll02.0ll0008728lbldli矩形截面圆形截面任意截面由于由于长细比长细比不同，影响两者承载不同，影响两者承载力的力的因素

4、因素不一样，两者的不一样，两者的破坏形破坏形态态也有所不同。也有所不同。6.1 轴心受压构件轴心受压构件 轴心受压轴心受压短柱短柱的试验表明：在轴压力的试验表明：在轴压力N的作用下，从的作用下，从开始加开始加载载到到截面破坏截面破坏，截面上的，截面上的应变应变基本上是基本上是均匀分布均匀分布的，且由于的，且由于粘结力粘结力的存在，在整个加载过程中，钢筋和混凝土变形相同的存在，在整个加载过程中，钢筋和混凝土变形相同的，即的，即 一、轴心受压短柱的破坏特征一、轴心受压短柱的破坏特征sc 受力特征： (1) 当N较小时，钢筋和混凝土均处于弹性阶段。 钢筋： 混凝土： 因为 ，所以 ， 根据内外力的平

5、衡条件得：sssEcccEscEEscsscNAA6.1 轴心受压构件轴心受压构件 (3) 当当 时，柱子出现时，柱子出现纵向裂缝纵向裂缝。随着。随着N的进一步增大，混凝土保护层开始剥落，当的进一步增大，混凝土保护层开始剥落，当 时箍筋之间的时箍筋之间的纵向钢筋被压屈纵向钢筋被压屈，并向外凸出，中，并向外凸出，中部部混凝土被压碎混凝土被压碎，柱子破坏。，柱子破坏。 (4) 达到承载能力极限状态时达到承载能力极限状态时 混凝土的混凝土的压应变压应变: ， 混凝土的混凝土的应力应力: ； (2)随着随着N的增大，的增大，混凝土混凝土逐渐产生逐渐产生塑性变形塑性变形，钢筋钢筋仍处仍处于于弹性弹性阶段

6、阶段 钢筋：钢筋： 混凝土：混凝土： v混凝土受压时的弹性系数混凝土受压时的弹性系数(v1.0)， 上式表明：钢筋和混凝土之间产生上式表明：钢筋和混凝土之间产生应力重分布应力重分布。 一、轴心受压短柱的破坏特征一、轴心受压短柱的破坏特征sssEcccccEvEu90%NNuNNccu0.002ccf钢筋钢筋:若取若取 ，则则钢筋应力钢筋应力： ，即混凝土被压碎时，即混凝土被压碎时，钢筋的最大应力为钢筋的最大应力为400N/mm2。 对对HPB235、HRB335、HPB400级热轧钢筋，受压构件级热轧钢筋，受压构件发生破坏时，可以达到相应的发生破坏时，可以达到相应的屈服强度屈服强度，而对，而对

7、HRB500级级钢筋或其他高强钢筋，在混凝土被压碎时，钢筋或其他高强钢筋，在混凝土被压碎时，不会达到不会达到其其屈屈服强度服强度。 规范规定：在规范规定：在受压构件受压构件中，一般中，一般不宜采用高强钢筋不宜采用高强钢筋，如果因某种原因需采用高强钢筋，其抗压屈服强度设计值：如果因某种原因需采用高强钢筋，其抗压屈服强度设计值： 400N/mm2。 一、轴心受压短柱的破坏特征一、轴心受压短柱的破坏特征scu0.00252s2.0*10 N / mmE 2sss400N/mmEyf 根据短柱的根据短柱的破坏特征破坏特征，其截面的，其截面的应力分布应力分布如图所示，轴心如图所示，轴心受压短柱的承载力可

8、按下列公式计算。受压短柱的承载力可按下列公式计算。二、轴心受压短柱的承载力计算二、轴心受压短柱的承载力计算 承载力计算包括：承载力计算包括： (1) 截面设计；截面设计；(2)截面校核。截面校核。ucys0.9( )NNf AfA三、轴心受压长柱的破坏特征三、轴心受压长柱的破坏特征0eMfN可能的初始偏心距附加弯矩侧向挠曲 轴向力对短柱可忽略对长柱不可忽略6.1 轴心受压构件轴心受压构件 长柱的破坏特征长柱的破坏特征： 破坏时，破坏时，首先在一侧出现首先在一侧出现纵向裂缝纵向裂缝，箍筋间，箍筋间纵向钢筋被纵向钢筋被压屈压屈，混凝土被，混凝土被压碎压碎。截面上的。截面上的应力分布应力分布是是不均

9、匀不均匀的。的。 柱子中部的附加弯矩最大，另一侧混凝土被柱子中部的附加弯矩最大，另一侧混凝土被拉裂拉裂，出现，出现小的小的水平裂缝水平裂缝。截面破坏仍属于截面破坏仍属于材料破坏材料破坏。 对长细比很大的柱子对长细比很大的柱子失稳破坏失稳破坏，其承载力更低。，其承载力更低。 因此，必须考虑因此，必须考虑长细比长细比对柱子承载能力的影响。对柱子承载能力的影响。 规范采用规范采用稳定系数稳定系数 来考虑长柱承载力降低的程度，即：来考虑长柱承载力降低的程度，即：三、轴心受压长柱的破坏特征三、轴心受压长柱的破坏特征usu1.0lNN 试验表明：材料的试验表明：材料的强度等级强度等级、配筋率配筋率对对 有

10、一定影响，但影有一定影响，但影响较小，计算中仅认为响较小，计算中仅认为 与构件的长细比有关，且长细比越大，与构件的长细比有关，且长细比越大， 越小。越小。 当当 (短柱短柱)， ； 当当 (长柱长柱)， 将随长细比将随长细比 的增大而减小的增大而减小；具体计算时，查页表具体计算时，查页表6-1确定确定 。 三、轴心受压长柱的破坏特征三、轴心受压长柱的破坏特征0/8lb 1.00/8lb 0/lb 引入稳定系数后，轴心受压长柱的承载力可由短柱的承载引入稳定系数后，轴心受压长柱的承载力可由短柱的承载力乘以稳定系数获得，即力乘以稳定系数获得，即 (6-1)四、轴心受压构件的承载力计算四、轴心受压构件

11、的承载力计算ucys0.9 ( )NNf AfA6.1 轴心受压构件轴心受压构件 (1) 截面设计截面设计 已知：轴向压力已知：轴向压力N、截面尺寸、截面尺寸b*h、材料强度、材料强度fc、f y，柱，柱子的计算长度子的计算长度l0，求，求 。 由长细比查表由长细比查表6-1确定确定 ，其间采用线性插值法确定，其间采用线性插值法确定 代入公式代入公式(6-1)计算计算 验算配筋率验算配筋率 若若 ，则查附录，则查附录2-2表选配钢筋；表选配钢筋； 若若 ，则按，则按 查附录查附录2-2表选配钢筋；表选配钢筋； 选配钢筋时，一般要求：选配钢筋时，一般要求：五、公式应用五、公式应用sAsAsmin