《混凝土结构设计原理》课程电子教案（PPT教学课件）第六章 受压构件的截面承载力

第六章受压构件的截面 承载力

第六章 受压构件的截面 承载力

受压构件 压 ↓上 压 拉 Cau甲n ↓1 Tat nco 1-5 bement (Adorned from Ref. 1-2)

压 压 压 拉 拉 受压构件

●当轴向压力作用于截面形心时,称 为轴心受压构件。 柱按配筋方式可分为普通钢箍柱与 螺旋钢箍柱;按受力的几何特征可 分为轴压短柱和轴压长柱 普通钢箍柱 螺旋钢箍柱 ●当截面作用了偏心受压N或同时作 eo N 用了轴向压力N及弯矩M(偏心矩 e=MN)时称为偏心受压构件 偏心受力偏心受压构件的受力特征及破坏形 态,随轴力N的偏心距和纵向钢筋佩 转金缕的不同分为受拉破坏(大偏心 N BONN 化受压破坏)和受压破坏(小偏心破 e=M/M 为坏)

⚫当轴向压力作用于截面形心时，称 为轴心受压构件。 柱按配筋方式可分为普通钢箍柱与 螺旋钢箍柱；按受力的几何特征可 分为轴压短柱和轴压长柱。 ⚫当截面作用了偏心受压N或同时作 用了轴向压力N及弯矩M（偏心矩 e0=M/N）时称为偏心受压构件。 偏心受压构件的受力特征及破坏形 态，随轴力N的偏心距和纵向钢筋佩 金缕的不同分为受拉破坏（大偏心 受压破坏）和受压破坏（小偏心破 坏）。 e0 N 偏心受力 M N N e0=M/N N e0=M/N N 转 化 为 普通钢箍柱 螺旋钢箍柱

本章基本要求 掌握轴心受压构件的受力特点及承载力计算方法。重点掌握 普通配箍构件轴心受压构件的计算;理解配置螺旋箍筋轴压 构件承载力提高的原理 掌握偏心受压构件的受力特性;两类偏压构件的特点与判别; 受压构件纵向弯曲的影响。 掌握矩形截面非对称和对称偏心受压构件的正截面承载力的 计算公式、适用条件及公式应用。 般掌握I形截面对称配筋偏压构件的承载力计算 了解截面承载力N与M的关系 掌握受压构件的构造要求

本章基本要求 ▪ 掌握轴心受压构件的受力特点及承载力计算方法。重点掌握 普通配箍构件轴心受压构件的计算；理解配置螺旋箍筋轴压 构件承载力提高的原理。 ▪ 掌握偏心受压构件的受力特性；两类偏压构件的特点与判别； 受压构件纵向弯曲的影响。 ▪ 掌握矩形截面非对称和对称偏心受压构件的正截面承载力的 计算公式、适用条件及公式应用。 ▪ 一般掌握I形截面对称配筋偏压构件的承载力计算。 ▪ 了解截面承载力N与M的关系。 ▪ 掌握受压构件的构造要求

轴心受压构件的承载力计算 ◆在实际结构中,理想的轴心受压构件几乎是不存在的。 ◆通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的不确定性、混凝土 质量的不均匀性等原因,往往存在一定的初始偏心距。 ◆但有些构件,如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的 受压腹杄等,主要承受轴向压力,可近似按轴心受压构件计算。 普通钢箍柱:箍筋的作用? 纵筋的作用? 螺旋钢箍柱(或焻接环筋 柱):箍筋的形状为圆形, 且间距较密,其作用? 普通钢箍柱 螺旋钢箍柱

6.1 轴心受压构件的承载力计算 一、 轴心受压构件的承载力计算 ◆ 在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。 ◆ 通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的不确定性、混凝土 质量的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。 ◆ 但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的 受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。 普通钢箍柱 螺旋钢箍柱 普通钢箍柱：箍筋的作用？ 纵筋的作用？ 螺旋钢箍柱（或焊接环筋 柱）：箍筋的形状为圆形， 且间距较密，其作用？ 第六章 受压构件的截面承载力

纵筋的作用: ◆协助混凝士受压 受压钢筋最小配筋率:0.6%单侧02%) ◆承担弯矩作用 ◆减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。 实验表明,收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝 土向钢筋转移,从而使钢筋压应力不断增长。压应 力的增长幅度随配筋率的减小而增大。如果不给配 筋率规定一个下限,钢筋中的压应力就可能在持续 使用荷载下增长到屈服应力水准

纵筋的作用： ◆ 协助混凝土受压 受压钢筋最小配筋率：0.6% (单侧0.2%) ◆ 承担弯矩作用 ◆ 减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。 实验表明，收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝 土向钢筋转移，从而使钢筋压应力不断增长。压应 力的增长幅度随配筋率的减小而增大。如果不给配 筋率规定一个下限，钢筋中的压应力就可能在持续 使用荷载下增长到屈服应力水准。 6.1 轴心受压构件的承载力计算 第六章 受压构件的截面承载力

轴心受压构件的承载力计算 (一)普通钢箍柱 短柱试验研究 钢筋屈服 混凝土压碎 b 混凝土压碎 钢筋凸出 第一阶段:加载至钢筋屈服 第二阶段:钢筋屈服至混凝 土压碎

1. 短柱试验研究 b h As A Nc Nc 混凝土压碎 钢筋凸出 o Nc l 混凝土压碎 钢筋屈服 第一阶段：加载至钢筋屈服 第二阶段：钢筋屈服至混凝 土压碎 一、 轴心受压构件的承载力计算 （一）普通钢箍柱

2.短栏受压截面分析的基本方程 As 平衡方程N=aA05 变形协调方程 8三8=8 物理方程 f =10005(1-2506) o-EE E=0.002 当=0.002时,混凝士压碎,柱达到最大承载力 若E=60=0.002,则 轴心受压短柱中 当钢筋的强度超过 1=0.002E.=0.002×200000=400N/mm 40MWm?时,其 强度得不到充分发

2. 短柱受压截面分析的基本方程 Nu c As ’s ’ s s s=Ess  y s,h f y c c c c c c f f 1000 (1 250 ) 1 1 2 0      = −                 = − − o  0=0.002 c fc  c 平衡方程 ' ' N A A u c s s = +   变形协调方程 c s  =  =  物理方程 若 s= 0=0.002，则 2  s ' = 0.002Es = 0.002200000 = 400N / mm 轴心受压短柱中， 当钢筋的强度超过 400N/mm2时，其 强度得不到充分发 挥 当0=0.002时，混凝土压碎，柱达到最大承载力

3.长柱轴心受压试验研究 长柱的承载力<短柱 的承载力(相同材料、 截面和配筋) 原因:长柱受轴力和 弯矩(二次弯矩)的 共同作用

3. 长柱轴心受压试验研究 长柱的承载力<短柱 的承载力（相同材料、 截面和配筋） 原因：长柱受轴力和 弯矩（二次弯矩）的 共同作用

N,稳定系数主要与柱的长细 稳定系数 N比b有关 Ⅰ/A 长 =l0/i 和长细比bb(矩形截面)直接相关 试验研究表明: l。/b<8时,q=1 l0/b=4~34时,卯=1.177-0.0210/b 0/b=35~50时,=0.87-0.012l/b 《混凝士结构设动规范》中,为安全计,耿值小于上述结果,详见教转表6-1

l b l b l b l b l b / 35 ~ 50 0.87 0.012 / / 4 ~ 34 1.177 0.021 / / 8 1 0 0 0 0 0 = = − = = −  =    时， 时， 时， 试验研究表明： 《混凝土结构设计规范》中，为安全计，取值小于上述结果，详见教材表6-1 短 长 cu cu N N  = 和长细比l0 /b（矩形截面）直接相关 l /i  = 0 i = I / A s u l u N N 稳定系数  = 稳定系数 主要与柱的长细 比l0 /b有关