【正文】 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第七章 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件承載力軸向力的作用線與構(gòu)件截面重心軸線相重合時(shí)。概 述軸心受壓構(gòu)件：偏心受壓構(gòu)件：?jiǎn)蜗蚱氖軌簶?gòu)件：雙向偏心受壓構(gòu)件：當(dāng)軸向力作用線與構(gòu)件截面重心軸線平行且沿某主軸偏離重心時(shí)。當(dāng)軸向力作用線與構(gòu)件截面重心軸線平行且沿偏離兩個(gè)主軸時(shí)。 當(dāng)彎矩和軸力共同作用于構(gòu)件上，可看成具有偏心的軸向壓力的作用或當(dāng)軸向力作用線與構(gòu)件截面重心軸線不重合時(shí)。N NeANerexey(a) 軸心受壓 (b) 單向偏心受壓 (c) 雙向偏心受壓受壓構(gòu)件（柱） 往往在結(jié)構(gòu)中具有重要作用，一旦產(chǎn)生破壞，往往導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的損壞，甚至倒塌。 概 述第六章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理工業(yè)和民用建筑中的單層廠房和多層框架柱偏心受壓構(gòu)件 配有縱筋和箍筋柱承載力的計(jì)算167。 軸心受壓柱正截面承載力計(jì)算◆◆ 在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，理想的軸心受壓構(gòu)件幾乎是不存在的。◆◆ 通常由于施工制造的誤差、荷載作用位置的不確定性、混凝土質(zhì)量的不均勻性等原因，往往存在一定的初始偏心距?！簟? 但有些構(gòu)件，如以恒載為主的等跨多層房屋的內(nèi)柱、桁架中的受壓腹桿等，主要承受軸向壓力，可近似按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。截面形式：正方形、矩形、圓形、多邊形、環(huán)形等配筋形式：縱向鋼筋 +箍筋密布螺旋式圖 62 軸心受壓柱環(huán)形配箍普通配箍箍筋種類 :(a) 普通箍筋的柱 (b) 螺旋式箍筋柱 (c) 焊接環(huán)式箍筋柱縱向鋼筋作用 : 幫助混凝土承擔(dān)壓力防止混凝土出現(xiàn)突然的脆性破壞，并承受由于荷載的偏心而引起的彎矩。箍 筋 作 用 : 與縱筋組成空間骨架，減少縱筋的計(jì)算長(zhǎng)度因而避免縱筋過(guò)早的壓屈而降低柱的承載力。加載初期整個(gè)截面的應(yīng)變是均勻分布的荷載增加整個(gè)截面的應(yīng)變迅速增加加載末期混凝土達(dá)到極限應(yīng)變，柱子出現(xiàn)縱向裂縫保護(hù)層剝落，縱筋向外凸，砼被壓碎而破壞1 軸心受壓短柱在短期荷載作用下的應(yīng)力分布及破壞形態(tài)軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算試件為配有縱筋和箍筋的短柱。柱全截面受壓，壓應(yīng)變均勻。鋼筋與砼共同變形，壓應(yīng)變保持一樣。試驗(yàn)結(jié)果荷載較小，砼和鋼筋應(yīng)力比符合彈模比。?荷載加大，應(yīng)力比不再符合彈模比。?荷載長(zhǎng)期持續(xù)作用，砼徐變發(fā)生，砼與鋼筋之間引起應(yīng)力重分配。破壞時(shí)，砼的應(yīng)力達(dá)到 ，鋼筋應(yīng)力達(dá)到 。0 200 400 600 800 100010020030040050020406080100?c?s?cN(kN) 彈性階段 彈塑性階段應(yīng)力－荷載曲線示意圖?s鋼筋混凝土之間的 應(yīng)力重分布 ：初期（荷載?。?，鋼筋與混凝土應(yīng)力之比 等于彈模 之比。后期（荷載增加） ，混凝土塑性變形發(fā)展，彈模降低， 鋼筋應(yīng)力增長(zhǎng)加快，混凝土應(yīng)力增長(zhǎng)變慢。破壞形態(tài)隨著荷載的增加，混凝土的應(yīng)力增加較慢，鋼筋的應(yīng)力增加較快；對(duì)于鋼筋混凝土短柱，不論受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)是否屈服，構(gòu)件的承載力都是由混凝土的壓碎來(lái)控制的；鋼筋混凝土短柱破壞時(shí)，壓應(yīng)變?cè)?~ 之間， 規(guī)范取為 ， 相應(yīng)地，縱筋的應(yīng)力為： 不同箍筋短柱的荷載 — 應(yīng)變圖 A—— 不配筋的素砼短柱；B—— 配置普通箍筋的鋼筋砼短柱；C—— 配置螺旋箍筋的鋼筋砼短柱。矩形截面軸心受壓 長(zhǎng)柱 前述是短柱的受力分析和破壞特征。對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的長(zhǎng)柱，試驗(yàn)表明， 由于各種偶然因素造成的初始偏心距的影響是不可忽略的 。加載后由于有 初始偏心距 將產(chǎn)生 附加彎距 ，這樣相互影響的結(jié)果使長(zhǎng)柱最終在 彎矩及軸力共同作用下發(fā)生破壞 。對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比很大的長(zhǎng)柱，還有可能發(fā)生 “失穩(wěn)破壞 ”的現(xiàn)象，長(zhǎng)柱的破壞荷載低于其他條件相同的短柱破壞荷載。? 穩(wěn)定系數(shù) ?與構(gòu)件的 長(zhǎng)細(xì)比 l0/b （ l0 為柱的計(jì)算長(zhǎng)度， b 為柱截面短邊 ） 有關(guān)值的試驗(yàn)結(jié)果及規(guī)范取值按 “規(guī)范 ”取值長(zhǎng)細(xì)比 l0/b 越大， ?值越小。 l0/b?8時(shí)， ?=1；考慮混凝土強(qiáng)度等級(jí)， 鋼筋種類及配筋率得出以下統(tǒng)計(jì)關(guān)系：? 與構(gòu)件兩端支撐條件有關(guān)：? 兩端鉸支 l0= l，? 兩端固支 l0= l? 一端固支一端鉸支 l0= l? 一端固支一端自由 l0=2 l計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比 l0/b時(shí)， l0的取值實(shí)際計(jì)算時(shí)可直接查表 如：一般多層房屋的鋼筋混凝土框架柱：現(xiàn)澆樓蓋： 底層柱其余各層柱裝配式樓蓋： 底層柱其余各層柱注：其中 H對(duì)底層柱為從基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面 的高度；對(duì)其余各層柱為上下層樓蓋頂面之間的高度l0 = l0 = l0 = l0 = N—— 軸向力設(shè)計(jì)值；?—— 穩(wěn)定系數(shù)，見(jiàn)附表 21；fc—— 混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值A(chǔ)—— 構(gòu)件截面面積；fy—— 縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；A’s—— 全部縱向鋼筋的截面面積?！?可靠度調(diào)整系數(shù)縱向鋼筋配筋率大于 3％時(shí)，式中 A應(yīng)改用 Ac： Ac= A A’注意要滿足最小配筋率的要求，全部為 ％，每側(cè)為 ％。一、截面形式和尺寸v采用 方形或 矩形截面， 截面長(zhǎng)邊布在彎矩作用方向，長(zhǎng)短邊比值 ～ 。也可 采用 T形、 工字形截面。樁常用圓形截面。v截面尺寸不宜過(guò)小， 水工建筑現(xiàn)澆立柱邊長(zhǎng) ?300mm。v截面邊長(zhǎng) ? 800mm， 50mm為模數(shù)，邊長(zhǎng) ?800mm，以 100mm為模數(shù)。 二、砼v受壓構(gòu)件承載力主要取決于砼強(qiáng)度，應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)較高的砼，如 C C25 、 C30或更高。3 受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求三、縱向鋼筋作用： ① 協(xié)助砼受壓； ② 承擔(dān)彎矩。 常用 II級(jí)、 III級(jí)。不宜用高強(qiáng)鋼筋，不宜用冷拉鋼筋。216。直徑 ?12mm，常用直徑 12～ 32mm。216?，F(xiàn)澆時(shí)縱筋凈距 ?50mm，最大間距 ?350mm。例題： 某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的第二層中柱，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值 N=1840KN，柱的計(jì)算長(zhǎng)度為 ，混凝土 C30， HRB400鋼筋，環(huán)境類別為一類，試設(shè)計(jì)該截面。習(xí)題： 某鋼筋混凝土軸心受壓柱，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值 N=483KN，截面尺寸 bh=250250mm，柱的計(jì)算長(zhǎng)度為 ，混凝土 C20， HRB335鋼筋，環(huán)境類別為一類，試設(shè)計(jì)該截面。 配有縱筋和螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件1. 試驗(yàn)研究分析：縱向壓縮fcc = fc + 4?c當(dāng) N增大，砼 的橫向變形足夠大時(shí)，對(duì)箍筋形成徑向壓力，反過(guò)來(lái)箍筋對(duì)砼施加被動(dòng)的徑向均勻約束壓力。提高柱的承載力橫向變形 縱向裂紋 (橫向拉壞 )若約束橫向變形，使砼處于三向受壓狀態(tài)2. 正截面受壓承載力計(jì)算：? fcc = fc + 4?c?x = 0僅在軸向受力較大，而截面尺寸受到限制時(shí)采用。? 配置的箍筋較多f y Ass1f y Ass1?2s dcor應(yīng)用：?y = 0解得：得：式中 間接鋼筋的換算截面面積