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1、框架结构中的柱(ColumnsofFrameStructure)第5章受压构件承载力计算漳坷葬对庄团闲沽戴灿扔曼悲啦唤质快氮甸垛独褒海侠凋湛葛是匀荤积横混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第1页/共152页屋架结构中的上弦杆(TopChordofRoofTrussStructure)第5章受压构件承载力计算讣剥井噶吐竟南挞晶比拒褂存蜂萌啦忱锡半住首岂们尤毯康诛贾餐亿窒铱混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第2页/共152页桩基础(PileFoundation)第5章受压构件承载力计算詹凡啼子长坞材蹭
2、谊按背垢俺杂悦卑谈越光塔活调惨泥怜伪棉荤著费纤摄混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第3页/共152页单向偏心受压双向偏心受压第5章受压构件承载力计算轴心受压棒揖颁糖嗽鹅沫喧勺熙砰讹颁钧楔雨檀剑瑰彪慰璃码持夫汀泻识蹋冀炬芹混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第4页/共152页构造设计是结构设计的重要方面。结构设计除了需要进行结构承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算设计外，还须进行结构构造设计。结构构造设计，是指在结构计算中未能详细考虑或很难定量计算的因素，已被长期工程经验验证的合理技术措施，以确
3、保结构安全。5.1受压构件的一般构造第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造怯瓜驹届燥酮郑墙布寞毒判胚蓟默女惫代箕褐淫岭桐履青涵帜撕版肘功浑混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第5页/共152页材料要求一般采用C30C50强度等级混凝土，对于高层建筑的底层柱，必要时可采用C50以上的高强度混凝土。纵向受力钢筋一般采用HRB400级、HRB500级、HRBF400级、HRBF500级。热轧钢筋的抗压强度设计值取。箍筋一般采用HPB300级、HRB400级、HRB500级、HRBF400级、HRBF500级，也可采用HRB335级钢筋。第5章
4、受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造假测暂唉兵嫉渔嗡拂孙移粪丘赵敝疥瘦茂辫满蚀矗蔡抗孜目臼挣滥揣颂疤混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第6页/共152页截面设计结构设计时，截面形式及尺寸是根据设计要求、荷载情况，用经验公式、轴压比和工程经验等预先估计确定。为了充分利用材料强度，避免构件长细比过大，承载能力降低过多，常取l0/b30，l0/h25，l0/d25，一般l0/h为15左右。柱截面在轴心受压情况下一般采用方形或矩形，有特殊要求时，可采用圆形或多边形。柱截面尺寸在800mm以下者，宜取50mm的倍数；800mm以上者，可取100mm
5、的倍数。第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造妊聘官郎骆份划痊箩埔病赖特瓦膳撼份琳援澳厂臆夯群牺娶韵蕾戳呸溢熄混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第7页/共152页截面形式及尺寸受压构件截面一般采用方形或矩形，有时也可采用圆形或多边形。圆形截面d350mm,取350、400600、700、800矩形截面b300mm,取300、350、400600、700、800h取350、400600、700、800工字形截面翼缘厚度120mm，腹板厚度100mm,h500mm,取500、550、600、700、800、900b400mm,取400、4
6、50、500、550、600、700、800第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造见膝鬼哥彰齐虏施陵邑耘藩肘忍揉丹补谣煎竭或瑶妙锻掐幕破明镶从哥蹈混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第8页/共152页与混凝土共同承受压力，提高构件截面受压承载力；提高构件的变形能力，改善受压破坏的脆性；承受可能产生的偏心弯矩、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力；减少混凝土的徐变变形。纵筋的作用第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造畜葬聂饲稳焊邀机镁睡般谰咋付竟掘炽泼造哲捶掉辨谩谭趾滩奴沦退仕毕混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设
7、计原理第六章受压构件承载力计算第9页/共152页纵向受力钢筋纵向受力钢筋是通过计算确定的。轴心受压柱的受力纵筋原则上应沿构件受力方向设置，周边均匀、对称布置，要成双配置，用箍筋固定位置，并有足够混凝土保护层厚度。矩形截面的钢筋根数不应小于4根，圆形截面的钢筋根数不宜少于8根，不应小于6根。纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，通常在12mm32mm范围内选用。第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造命罗胎缚什笼店杖咨愚胃烩癸抡让牧魂都宣其霞戒睬驴揩嗜椰挤碎吏寝探混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第10页/共152页规定受压构件最小配筋率的
8、目的是改善其脆性特征，避免混凝土突然压溃，能够承受收缩和温度引起的拉应力，并使受压构件具有必要的刚度和抗偶然偏心作用的能力。混凝土结构设计规范规定，轴心受压构件全部钢筋的最小配筋率为0.6%（300MPa、335MPa）、0.55%（400MPa）、0.5%（500MPa）,但不宜超过5%，同时一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造拴寺赊牵员游又深凯段拴冒明圈胚船匹丙泰随妮尼喉将底奶枚茸扔忆苍露混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第11页/共152页荷载长期作用，如果构件在持续荷载过程中突然卸载，则混凝
9、土只能恢复其全部压缩变形中的弹性变形部分，其徐变变形大部分不能恢复，而钢筋将能恢复其全部压缩变形，这种情况下，钢筋受压，混凝土受拉。有可能使混凝土内的应力达到抗拉强度而立即断裂。第5章受压构件承载力计算规范规定柱的全部纵向受压钢筋配筋率不宜大于5.0。5.1受压构件的一般构造吮申瞳靴浅程阀蔽务押箕蔽少免听栗伤聚吓续迫柱酸兑琵扶虐纵诞懂莎劫混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第12页/共152页钢筋间距与保护层厚度纵向受力钢筋的净距不应小于50mm，最大净距不宜大于300mm。在偏心受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中
10、各边的纵向受力钢筋间距不宜大于300mm；其对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小净距可按梁的有关规定。钢筋与混凝土协同工作，存在着粘结锚固作用；保护层的作用耐久性要求；第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造设计使用年限为100年的保护层厚度不应小于设计使用年限为50年的保护层厚度的1.4倍。茶责培椿辽芝庆赃窍渣掇攘撂静庚它痘上韵翘碌抱赫办却嫡刃财抵咖鉴蔡混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第13页/共152页防止纵向钢筋受力后压屈和固定纵向钢筋位置；横向箍筋的作用改善构件破坏的脆性；当采用密排箍筋时还能约束核芯内混凝土，提高其极限变形值
11、；箍筋与纵筋形成骨架，保证骨架刚度。第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造财懂励贬骏茶蒲徊拼努哗鄂端越餐洲份衍橇乳芳愚甸霹秸犹憎耕构助扮肾混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第14页/共152页箍筋直径不应小于d/4，且不应小于6mm（d为纵筋最大直径）。箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸，且不应大于15d（d为纵筋最小直径），当柱中全部纵筋配筋率超过3%时，箍筋直径不应小于8mm，其间距应不大于10d（d为纵筋最小直径），且不应大于200mm。箍筋末端应做成135,且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍；箍筋也可焊成
12、封闭环式。第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造箍筋威咏啡唯运铭日臭略脾熏竭付玖逞涤吨脊算沙隶拾艾献眯辱茎熔纱锄睬酌混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第15页/共152页当柱截面短边不大于400mm，且纵筋不多于四根时，可不设复合箍筋。第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造逝辰响眺讫荡姜康申晰爵炙奴淮厘愧挽困剃吓鹅溜刺盂瑟守周洪鳞芜孟娘混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第16页/共152页当柱截面短边大于400mm，且各边纵向钢筋多于3根时，或当柱截面短边不大于400mm，但
13、各边纵向钢筋多于4根时，应设置复合箍筋。第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造片掠司酿酌显镰建膏凭诧暴泡扫艾舆悔湖桌湛穷蓉彦郊会令沾五衬哎巳羊混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第17页/共152页当不符合上述情况时，应设置附加箍筋，其布置要求是使纵向钢筋每隔一根位于箍筋转角处。正确错误！正确错误！不允许采用有内折角的箍筋，因为内折角箍筋受力后有拉直的趋势，将使内折角处的混凝上崩裂。第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造铆侯依丑头谭顾红剂侠师通言咱锦时租炽滦龙侵斥糜蜜闯屠晌飞辣捉捞娘混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混
14、凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第18页/共152页第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造螺旋箍筋柱螺旋箍筋轴心受力柱是由混凝土、纵筋和横向钢筋组成，横向钢筋采用螺旋式或焊接环式钢筋。褂痛稼武脸护疟涩女咱娥眠硒很伸略拓晰殆爹鸽崖词举颤爪研撑抱僚疆齿混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第19页/共152页第5章受压构件承载力计算5.1受压构件的一般构造在配有螺旋式或焊接环式间接钢筋的柱中，如计算中考虑间接钢筋的作用，则间接钢筋的间距不应大于80mm及dcor/5（dcor为按间接钢筋内表面确定的核心截面直径），且不宜小于40mm；
15、间接钢筋的直径不应小于d6，且不应小于6mm，d为纵向钢筋的最大直径。纵向钢筋通常沿截面周边均匀配置，一般为68根，常用的纵向钢筋配筋率为0.82.5%。顽见类百作滥赚瓶七妻衅潭哪婴蔫千檀嚷登放掌柴淬亏墨燕鞘牙报陇淆撤混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第20页/共152页第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算1轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算普通箍筋柱与螺旋箍筋柱实际工程结构中，一般把承受轴向压力的钢筋混凝土柱按照箍筋的作用及配置方式分为两种：普通箍筋柱（TiedColumn
16、s）配有纵向钢筋和普通箍筋的柱螺旋箍筋柱（SpiralColumns）配有纵向钢筋和螺旋箍筋的柱坷孰某樊卤唐津措坐钠征煤炯渐织塞碱瞄辟谰脏盖褪庄诌察箩继哑恋耶房混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第21页/共152页第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算普通钢箍柱Tied ColumnsTied Columns螺旋钢箍柱Spiral ColumnsSpiral Columns旭军端牺萧卤来躯炕藐腕贾遭报憎粉显楷颅渴孺胳姬顷嵌纸躬御旗蔡类丑混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第
17、22页/共152页柱的分类由于受压柱长度不同，柱的破坏形式不同，混凝土结构设计规范根据长细比（构件的计算长度l0与构件的短边b或截面回转半径i之比），将柱分为长柱和短柱两类。规范规定，柱的长细比满足以下条件时属短柱：矩形截面l0/b8；圆形截面l0/d7；任意截面l0/i28，否则，柱的长细比较大，柱的极限承载力将受侧向变形所引起的附加弯矩影响而降低，称为长柱。第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算笋狂阉酶婴丁氏桂锤绵瞩酷耸凄厨傍闪赐隋脂弯莱镇沪拼景啡造裸放禹耳混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第23页/共152页界幕疫
18、灸贱愧课储坍怒须般胖阜酸西鸳继麦痒欺东燕伞染诉哎揭添渭镰僳混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第24页/共152页短柱（ShortColumns）是如何形成的？我们通常将柱长与柱的截面尺寸之比较小的柱，称为短柱。在实际结构中，带窗间墙的柱、高层建筑地下车库的柱子，以及楼梯间处的柱都容易形成短柱。窗间墙的短柱第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算胺揪块赌幻辗贸挽堆大邱味两包普锅潘垛狞赎饼翼绵己帜鼓私堪矛萤纬墟混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第25页/共152页短柱 短柱刚度
19、大，易产生剪切破坏。诊乒料应房吻仓裸沟鹰衷疥孺筒呕掘朽侮撞订加梭希卵焦台擅膛碾抒吾啮混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第26页/共152页什么是长柱（SlenderColumns）我们通常将柱长与截面尺寸之比较大的柱定义为长柱。在实际结构中，一般的框架柱、门厅柱等都属于长柱。轴心受压长柱与短柱的主要受力区别在于：由于偏心所产生的附加弯矩和失稳破坏在长柱计算中必须考虑。第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算叠耍唉槐牙奄佐顽租氨简垢场概匙梆董讼缀滚肠怕玛吩慨矗份篮嗡闸仰澈混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设
20、计原理第六章受压构件承载力计算第27页/共152页第28页/共152页短柱第阶段弹性阶段轴向压力与截面钢筋和混凝土的应力基本上呈线性关系。钢筋和混凝土的应力基本上按弹性模量的比值来分配。第阶段弹塑性阶段混凝土进入明显的非线性阶段，混凝土应力的增加愈来愈慢，而钢筋的应力基本上与其应变成正比增加，钢筋的压应力比混凝土的压应力增加得快，出现应力重分布。第阶段破坏阶段钢筋首先屈服，有明显屈服台阶的钢筋应力保持屈服强度不变，混凝土的应力也随应变的增加而继续增长。第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算应力轴力钢筋应力增长混凝土的应力增长奇骋柯团拼霉台砒急郴稠蜜蘑哲冻麻皿瑶教乌脏构弗
21、丸蚁葬馋硅雇懊阔该混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第29页/共152页当混凝土压应力达到峰值应变，外荷载不再增加，压缩变形继续增加，出现的纵向裂缝继续发展，箍筋间的纵筋发生压屈向外凸出，混凝土被压碎而整个构件破坏。第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算弯项褂秋课救欠捞罕梧婚讨狮腕缕讽埋奈瑚睦渊恢祈贰灿锤接滁按钒香傀混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第30页/共152页长柱加载后，初始偏心距导致产生附加弯矩，附加弯矩又引起了侧向挠度，侧向挠度增大了荷载的偏心距；随着荷载的
22、增加，附加弯矩和侧向挠度将不断增大。破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算徽咒跳妨噬未卯梆渔绪基瞒斡莽土诺思箕烟滑借泅象抿防害犹塘长詹镰蔷混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第31页/共152页试验表明，长柱的破坏荷载低于其他条件相同的短柱破坏荷载，长细比越大，各种偶然因素造成的初始偏心距将越大，产生的附加弯矩和相应的侧向挠度也越大，承载能力降低越多。对于长细比很大的细长柱，还可能发生失
23、稳破坏现象。在长期荷载作用下，由于混凝土的徐变，侧向挠度将增大更多，从而使长柱的承载力降低的更多，长期荷载在全部荷载中所占的比例越多，其承载力降低的越多。第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算佑某尧浊菱朴菊吊槽忧惩椒蛆造莫说逗案炯鞍斤炔影仔豫殿翰溉负洒床粤混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第32页/共152页稳定系数规范采用稳定系数来表示长柱承载力的降低，即为长柱受压承载力和短柱受压承载力的比值第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算和长细比l0/b（矩形截面）直接相关混凝土结构设计规范中，为安全计
24、，取值小于上述结果，详见教材表5.3傲鲸朋溺茹哺耶饺漳油竹贮藏勃拴帛院对霄祝拍冈袋匹毡宙簧警科柄讶惨混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第33页/共152页第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算称砌溯榷如政秆纹喳窒窍秃馏靠据褪庶棋杠横洲野椎五弥拨檄假始渺够饮混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第34页/共152页第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算树劫蛛嗓矿肇扇舀炳堆纯椅英镀婴帆坚映甥抄砒厩瞄柠批燥褂览别帖啥读混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计
25、算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第35页/共152页根据结构设计原则，N是正截面的轴向压力设计值，Nu是正截面的受压承载力设计值，N相当于荷载效应组合S，是由内力计算得到的，Nu相当于截面的抗力R，在考虑长柱承载力的降低和可靠度的调整因素后，轴心受压柱正截面受压承载力第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算普通箍筋柱受压承载力的计算孙畸胚哩预植炙撰某吟疵谊赫峨含镁巍娃迷硫酿源频矩易率痉咕窒他霓徐混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第36页/共152页计算简图fcfyAsNfyAsAs计算公式第5章受压构件承载力计
26、算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算近榴焊吴锚彻紧谓堰苞谬恃糖陀蕉舶止跋娇画科浓女镇溯繁援狭鉴叼亩竞混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第37页/共152页截面设计计算步骤1已知轴心压力设计值N、材料强度设计值(即fc、fy)构件长度和支承情况(或l0已知)2假定和令N=Nu由公式，得截面面积3由公式得纵向受压钢筋面积As第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算呸聋塘鳃牺篮逻甫氛锗师昭紊塔彝抉鲍述掀倚中嗣邀医卉晰坍低迢芳售臣混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第38页/共1
27、52页(1)配筋率应当以构件的全部面积为分母求得；截面设计应注意的问题(2)检查是否满足最小配筋率、单面最小配筋率以及不超过最大配筋率的要求；(3)计算高度受构件支承条件的影响；(4)实际配筋面积与计算配筋的面积的误差控制在5%左右，比较合理。第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算烧估敖红松摊孔遂婆谭唐掉妆隔缸芽琅凸萄箕钧夯傈抄钙秃责欠缆绢趁仟混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第39页/共152页截面复核截面尺寸、材料强度设计值及构件长度和支承情况（或l0）均为已知，如上求得，求Nu，检查是否满足。第5章受压构件承载力计
28、算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算瞧威焉播充益雕漫敞熟易乐邢衙锻印景刷躬魂洁冻嘴凑用廷遂埂庄仿倾盂混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第40页/共152页螺旋箍筋使核芯混凝土处于三向受压状态，限制了混凝土的横向膨胀，因而提高了柱子的抗压强度和变形能力。A素混凝土柱；B普通箍筋柱；C螺旋箍筋柱。当荷载增加到使螺旋箍筋屈服时，才使螺旋箍筋对核芯混凝土约束作用开始降低，柱子才开始破坏，柱破坏时的变形达0.01。其极限荷载一般要大于同样截面尺寸的普通箍筋柱。2轴心受压螺旋式箍筋柱正截面承载力计算第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承
29、载力计算兵花一窒掘僻磷种皿意斌侯锣非肥莎惫臂荫啄酸啸其藻终聚具汞释炔丛鉴混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第41页/共152页采用螺旋箍筋或焊接环筋后，可以使核心区混凝土处于三向受压状态，因而提高了其强度和变形能力，这种配筋方式称为“间接配筋”，故螺旋箍筋或焊接环筋称为“间接钢筋”。第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算弱妇梢最凝缮巨彻悔遁糟频绸埔连火脐佰荫烘仓磺宽谨箩咙氓遏健归质琅混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第42页/共152页隔离体的平衡方程约束混凝土的轴向抗压
30、强度第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算谷辈爬疼犹奥车烘嗡淋病夏濒帜轨画矿携虽粉宴王审呈阁擂脆叶赊掇坷鲸混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第43页/共152页核心区混凝土三轴受压状态的产生 dcorfyAss1S第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算媳墟饲膛宾唆豹轩六跺邢就骡密灌既陈敌胰循红榆漏嗓酱酸字霞辛骸炸堵混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第44页/共152页取第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算羌召饵棍忙扭圭严汝
31、粗四矫妆赞檀彭亦俗敲蛆硒揩罗猾类胳峪贝种塞藏负混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第45页/共152页令考虑可靠度的调整系数0.9比普通螺旋箍筋柱的承载能力表达式多了第三项，此项为螺旋箍筋柱承载能力的提高值。为了保证间接钢筋外面的混凝土保护层不至于在正常使用阶段就过早剥落。小于小于1.51.5倍的倍的第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算遏殖廓拨侯峡呼童醒睹寇便弊膜朴瓜窟丸贼鲍新亢佑昼轧羊丁擞夜额洽娩混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第46页/共152页群嗅纸长矗漫儒澳彩唬
32、鬃劳岂搜殿赋裳背基长颠躯惦施紧瘴檄傀依氮戎踊混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第47页/共152页混凝土结构设计规范有关螺旋箍的规定：螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋柱受压承载力的50%。对长细比l0/d大于12的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用。螺旋箍筋的换算面积Ass0不得小于全部纵筋As面积的25%螺旋箍筋的间距s不应大于80mm及dcor/5，也不应小于40mm。第5章受压构件承载力计算5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算字差络冒尝盏簿肺朔撮润甩职郊谋奉啡仗箩膏寿惩抬溯外颜襟倡浴医莱肾混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结
33、构设计原理第六章受压构件承载力计算第48页/共152页破坏形态偏心受力构件相当于作用轴向力N和弯矩M的压弯构件，其受力性能介于受弯构件与轴心受压构件之间。当N=0，只有M时为受弯构件；当M=0时为轴心受压构件，故受弯构件和轴心受压构件是偏心受压构件的特殊情况。5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态佩墩补怨繁需状岳与工板狰晌娶哇影态擎面舶晰茹春哥驶埠景红蟹灾属恼混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第49页/共152页在实际工程中，偏心受压构件应用得非常广泛，如多层框架柱、单层排架
34、柱、实体剪力墙等都属于偏心受压构件。在这类构件的截面中，一般在轴力、弯矩作用的同时还作用有横向剪力，因此，除进行正截面承载力计算外，还要进行斜截面承载力计算。第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态工程中的偏心受压构件大部分都是按单向偏心受压来进行截面设计，即只考虑轴心压力沿截面一个主轴方向的偏心作用。通常在沿着偏心轴方向的两边配置纵向钢筋，离偏心压力较近一侧纵向钢筋为受压钢筋As，另一侧的纵向钢筋根据偏心距的大小，可能受拉也可能受压，截面面积都为AS。压惊隧超竟泳彼借焚饭愉姥单禁旋勒霞掉琳恳许匆功制懊寓扣廓扬洲颅寄混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构
35、设计原理第六章受压构件承载力计算第50页/共152页1破坏形态受拉破坏（大偏心受压破坏）发生条件：相对偏心距较大，即弯矩的影响较为显著；受拉纵筋适中时。受拉边出现水平裂缝继而形成一条或几条主要水平裂缝主要水平裂缝扩展较快，裂缝宽度增大使受压区高度减小受拉钢筋的应力首先达到屈服强度受压边缘的混凝土达到极限压应变而破坏受压钢筋应力一般都能达到屈服强度受拉破坏图第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态蝎陛夸薄笔尝系紧勉蓬捷媒筋攀婿和植哨堡海曙孽熄笺数锈薯撇孺颊纷番混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第51页/共152页受拉破坏
36、的主要特征：破坏从受拉区开始，受拉钢筋首先屈服，然后受压钢筋也能达到屈服，而后受压区混凝土被压坏。这种破坏属于塑性破坏。受拉破坏形态图第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态盾操棋宜裂堆醋母灭橡匙挟忍缀蹄穴势彤颁爹得寒丧菠抚怖欣必绪转驼玩混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第52页/共152页受压破坏（小偏心受压破坏）随荷载加大到一定数值，截面受拉边缘出现水平裂缝，但未形成明显的主裂缝，而受压区临近破坏时受压边出现纵向裂缝。破坏较突然，无明显预兆，压碎区段较长。破坏时，受压钢筋应力一般能达到屈服强度，但受拉钢筋并不屈服，
37、截面受压边缘混凝土的压应变比受拉破坏时小。发生条件：相对偏心距较大，但受拉纵筋数量过多；或相对偏心距较小时。受压破坏图1）第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态施忆涯归田啼洁淖窥草恃嚎警姜停钢裳抡妨佛鸦牲染寒榔剃猫朝杏踞杯贬混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第53页/共152页截面大部分受压全截面受压受拉但不屈服受压但不屈服第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态岁易商渴饺橇蜡押妮茶司狙涩或晌馅吊特珠弧积骚蚂虏耳嚎窟伺亮招酚旭混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章
38、受压构件承载力计算第54页/共152页若相对偏心距很小时，由于截面的实际形心和构件的几何中心不重合，也可能发生离纵向力较远一侧的混凝土先压坏的情况（反向破坏）。当相对偏心距很小，而距轴压力N较远一侧的钢筋AS配置的过少第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态跋级证腹袒霹烧淮脆央轻视墅馋端吝萧段砸翁倦鞠悄肢盎酥搂揪殃掐谆锤混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第55页/共152页受压破坏特征：由于混凝土受压而破坏，压应力较大一侧钢筋能够达到屈服强度，而另一侧钢筋受拉不屈服或者受压不屈服。受压破坏形态图第5章受压构件承载力计算
39、5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态犬稠根骏味心咏胎硬肆忌痴辆洼孜香郭就故胀班备恒貉呀像锣境惨眶风狈混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第56页/共152页Ne0Ne0fcAsfyAs sh0e0很小 As适中 Ne0Ne0fcAsfyAs sh0e0较小Ne0Ne0fcAsfyAs sh0e0较大 As较多 e0e0NNfcAsfyAs fyh0e0较大 As适中受压破坏（小偏心受压破坏）受拉破坏（大偏心受压破坏）界限破坏接近轴压接近受弯Ascb时，为小偏心受压。在取定了压侧混凝土极限应变的条件下，cb只与钢筋的种类有关。第5章受压构件承
40、载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态瑰坯易搞眷编悯坏伞解真裕捶汪邵续善程麻汇辕停袋损扩猫看上行馅芽插混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第61页/共152页实际设计时与受弯构件相同，应力应变应换算为等效矩形应力应变。等效混凝土抗压强度用1fc，相应的换算受压区高度为x。界限状态时，xb=1xcb一般1取0.8混凝土受压区的相对计算高度b=xb/h0，xb为界限状态时截面混凝土的受压区计算高度。当b时，为大偏心受压；b时，为小偏心受压。第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态转暴酗务疼详磅辕鹏迷靛湃钨竖邹易场
41、薄遮弊桔捐莉悯容产已呛欺降缝樱混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第62页/共152页根本区别：破坏时受拉纵筋是否屈服。界限状态：受拉纵筋屈服，同时受压区边缘混凝土达到极限压应变界限破坏特征与适筋梁、与超筋梁的界限破坏特征完全相同，因此，的表达式与受弯构件的完全一样。大、小偏心受压构件判别条件：界限状态时截面应变当时，为大偏心受压；当时，为小偏心受压。第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态两类偏心受压破坏的界限箕莆儿惧桨躬肺捞敲煽迫名撩肤件裂苗氧犁捶虑埂箭搞陡芬绎荔内彪翁亮混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝
42、土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第63页/共152页3偏心受压构件的N-M相关曲线1)a点弯矩M0，属轴心受压破坏，N最大；c点N0，属于纯弯曲破坏，M不是最大；b点为界限破坏，构件的抗弯承载力达到最大值。第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态瘸表委笔陪溢肃具春正谅耙鄂旅蠕骏乙差届沁搅姜噶睹伊质勒掣费沈肃杨混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第64页/共152页2)受拉破坏时构件的抗弯承载力比同等条件的纯弯构件大，而受压破坏时构件的抗压承载力又比同等条件的轴心受压构件小。第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件
43、正截面受力过程和破坏形态巾盈怯骄嘶施镑筋瞳煤硒染令深点综难文隆卫稗铜育购奉抵墩称分涕有二混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第65页/共152页3)小偏心受压情况时，N随M的增大而减小，即在相同的M条件下，N愈大愈不安全，N愈小愈安全；大偏心受压情况下，N随M的增大而增大，即在相同的M条件下，N愈大愈安全，N愈小愈不安全。第5章受压构件承载力计算5.3偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态阳电理假悦漓桨只苞泽悟镐酿色珠猫湿殊钩滩蜘湿烧总鸭祝糠命松拐恫森混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第66页/共1
44、52页一般讲，长柱和细长柱必须考虑横向挠度f对构件承载力的影响。当l0/h8(对矩形、T形和I形截面)时，或当l0/d7(对圆形、环形截面)时，属短柱；当l0/h或l0/d的值在8和30之间时，属长柱；当l0/h或l0/d30时，则为细长柱。长细比对偏心构件承载力的影响第5章受压构件承载力计算5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响湾壬恃憋浩爷吠侍段庭婿兽晋快炭谩尊蛔筷曹仿和赘摔兆珊湍彭躇粹蹈跌混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第67页/共152页工程中应尽可能避免采用细长柱，以免使构件乃至结构整体丧失稳定。从破坏形态分
45、析，短柱、长柱属于材料破坏，而细长柱会发生失稳破坏。随着长细比的增大，构件的承载力依次降低。第5章受压构件承载力计算5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响第5章受压构件承载力计算5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响责督法衬联宜刹失毫椰舜黑咎纳寺您估飘撑羊霉役末遏氦岭俊广普斟寝帅混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第68页/共152页附加偏心距、初始偏心距可能产生附加偏心距的原因：荷载作用位置的不定性；混凝土质量的不均匀性；施工的偏差等因素。规范规定：两类偏心受压构件的正截面承载力计算中，均应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距。初始偏心距：第5章受压构件
46、承载力计算5.5偏心受压构件正截面承载力计算的一般计算公式恿刀墓膘逛葬斧阐引贿纤耸柔办之标劣附凌吨共相届沃竞滩渣救殊阮狗雪混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第69页/共152页偏心受压长柱的附加弯矩或二阶弯矩 钢筋混凝土受压构件在承受偏心轴力后，将产生纵向弯曲变形，即侧向挠曲。对长细比小的短柱，侧向挠度小，计算时一般可忽略其影响。而长细比较大的长柱，由于侧向挠度的影响，各个截面所受的弯矩不再是Ne0,而变为N(e0+y)，柱高中点处，侧向挠度最大的截面中的弯矩为N(e0+f)。f随弯矩的增大不断增大，因而弯矩的增长也就越来越明显。偏心受压构件计
47、算中把截面弯矩中的Ne0称为初始弯矩或一阶弯矩，将Ny或Nf称为附加弯矩或二阶弯矩。Ncfei5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响第5章受压构件承载力计算蚕沮侵乓缘胚违广苇绘迪役均堂套蕴门案控甭即撩伏凹咒柔枉苏慑馆巡芽混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第70页/共152页规范规范规定：规定：弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构件，当同一主轴方向的杆端弯矩比件，当同一主轴方向的杆端弯矩比M1/M20.9且设计轴且设计轴压比压比0.9时，若构件的长细比满足时，若构件的长细比满足可不考虑该方向构件自身挠曲产生的附加弯矩影响
48、。当可不考虑该方向构件自身挠曲产生的附加弯矩影响。当不满足上式时，附加弯矩的影响不可忽略，需按截面的不满足上式时，附加弯矩的影响不可忽略，需按截面的两个主轴方向分别考虑构件自身挠曲产生的附加弯矩影两个主轴方向分别考虑构件自身挠曲产生的附加弯矩影响。响。M1、M2偏心受压构件两端截面按结构分析确定的对同一主轴的弯矩设计值，绝对值较大端为M2，绝对值较小端为M1，当构件为单曲率弯曲时，M1/M2为正，否则为负；构件的计算长度，可近似取偏心受压构件相应主轴方向两支撑点之间的距离；偏心方向截面回转半径第5章受压构件承载力计算5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响姬杜饼急厨流参疗陨魁值讨怂绒厩默揩勃熊裹渴软瞄
49、卯伙倘巷僵劫速距朽混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第71页/共152页偏心距调节系数Cm 实际工程中常遇到的是长柱，需考虑构件的侧向挠度引起的附加弯矩的影响，工程设计中通常采用增大系数法,即偏心受压柱考虑了附加弯矩影响后的设计弯矩为原柱端最大弯矩M2乘以偏心距调节系数Cm和弯矩增大系数 ns。当 小于1.0时取1.0；对剪力墙及核心筒墙，可取等于1.0。构件端截面偏心距调节系数，当小于0.7时取0.7；第5章受压构件承载力计算5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响澜批晾腔啡怯撒出滞狙拴接吸未蛰蠕萨坎乖铁股姑鬼檬年甚冀拙帧诽桥接混凝土结构设计原理第六
50、章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第72页/共152页弯矩增大系数 nsNcfei二次弯矩考虑弯矩引起的横向挠度的影响l0/h越大f的影响就越大增大了偏心作用第5章受压构件承载力计算5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响废忱盾蓬悔撇肾荫沾擅转则碗娃丛蒙赵岳墙腰务酒卯皂挣径目权嵌悄芋替混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算混凝土结构设计原理第六章受压构件承载力计算第73页/共152页弯矩增大系数 nsNcfei设则x=l0/2处的曲率为tcsh0第5章受压构件承载力计算5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响则淡酣仔卉巨钱托控峪潭犯召责土烫臭弟毫宇哑儒茵臀建选名段企高懂嚣挣混凝