工程结构设计原理讲解.pptx

工程结构设计工程结构设计原理原理第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 81 1柱的结构形式及破坏类型应用范围：柱的分类： 1、按作用力的位置分：轴心受力构件（拉、压） 偏心受力构件（拉弯、压弯）第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 82 2柱的材料及截面形式 2、按组成材料分：钢材（型钢、钢板、拉索及钢筋）、钢筋混凝土、砌体和组合材料。截面形式： 1、轴心受拉、受压钢构件第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 83 3柱的材料及截面形式截面形式： 2、钢筋混凝土柱第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 84 4柱的材料及截面形式截面形式： 3、砌体柱 一般T形； （与墙体结合） 配筋砌体柱；第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 85 5柱的材料及截面形式截面形式： 4、钢混凝土组合柱 钢管混凝土柱； 型钢混凝土柱（钢骨混凝土柱）SRC；第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 86 6柱的主要破坏类型n截面强度破坏 1、钢柱：当截面有削弱时，最小截面上部分或全部材料应力达到屈服应力；无截面削弱时，一般不出现。 2、钢筋混凝土柱： 轴心受压截面上钢筋与混凝土应变相同，破坏时柱四周出现纵向裂缝，钢筋屈服外鼓，混凝土被压碎； 偏心受压柱（压弯）强度破坏类似钢筋混凝土梁， a. 受拉破坏； b. 受压破坏；第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 87 7柱的主要破坏类型受拉破坏:（偏心距较大，且受拉钢筋配置不多） 先出现横向裂缝 形成主裂缝（受拉混凝土退出工作） 受拉钢筋屈服 受压混凝土达到极限压应变而破坏。属于延性。受压破坏:（偏心距较小，或虽偏心距 较大，但所配受拉钢筋过多） 受压混凝土出现纵向裂缝并先达到极限压应变而破坏，钢筋未屈服，脆性破坏。第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 88 8柱的主要破坏类型界限破坏: 受拉钢筋屈服的同时，受压混凝土达到极限压应变而破坏。用以判别两种破坏的型式。 3、无筋砌体柱 砌体的受压强度比受拉强度高很多，适宜于作轴心受压柱，以及偏心不大的偏压柱。（荷载及偏心距较大时宜做成配筋砌体柱）u第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 89 9柱的主要破坏类型 3、无筋砌体柱 在0.5-0.7破坏荷载时，单个块体内出现竖向裂缝 单个块体裂缝连接形成连续的裂缝（0.8-0.9破坏荷载） 并连成几条贯通裂缝，砌体分成几个1/2块体的小立柱，砌体明显外鼓，个别块体可能被压碎，小立柱失稳而完全破坏。第第36讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 89 9柱的主要破坏类型 3、无筋砌体柱偏心受力 一旦截面受拉边的拉应力超过砌体通缝抗拉强度时，出现水平裂缝，使截面削弱，即实际截面面积减小。此时截面上纵向力的偏心距减小，裂缝不会无限制发展，而是达到新的平衡状态。 当剩余截面减小到一定程度时，受压区出现竖向裂缝后导致破坏。第第36讲：讲：受弯构件梁（受弯构件梁（5 5） 下一讲的主要内容下一讲的主要内容 8 810101、柱的失稳破坏；、柱的失稳破坏；2、钢轴心受力构件的强度和刚度计算；、钢轴心受力构件的强度和刚度计算；东南大学远程教育结构设计原理结构设计原理第第 三十七三十七 讲讲主讲教师：主讲教师： 曹双寅曹双寅 舒赣平舒赣平第第37讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 上一讲内容上一讲内容 8 811111 1、柱的应用及截面形式；2、柱（轴压、压弯构件）的强度破坏型式；第第37讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 81212柱的失稳破坏n构件受压就有可能出现稳定问题主要破坏形式。n对钢柱：由薄壁板件形成柱截面，与梁一样存在局部失稳破坏。n轴心受压柱的整体失稳： 随着轴向压力的增大，构件从稳定平衡状态过渡到随遇平衡状态，也称临界状态。此时，如有微小干扰力使其偏离平衡位置，则在干扰力除去后，将停留在新的位置而不能恢复到原先的平衡位置。这时的轴向压力称为临界压力。当轴向压力超过临界压力后，柱因不能维持平衡而失稳破坏第第37讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 81313轴压柱的失稳破坏轴压柱失稳特点： 1、临界应力与构件的几何 尺寸有关； 2、仅与E有关，与钢种无关。失稳形式： 弯曲失稳、扭转失稳、 弯扭失稳第第37讲：讲：柱的承载力设计（8 8） 8 81414偏心受压柱的整体失稳n单向偏心受压柱破坏特征：n外弯矩非线性增加n附加弯矩 （二阶效应）n内弯矩：n当外弯矩增加内弯矩增加，内外弯矩无法n平衡 丧失整体稳定（持续挠曲）。n柱不能维持平衡状态。n轴心受压或偏心受压柱，发生失稳时，n材料没有或尚未完全破坏（破坏突然，后果严重）。n柱承载力设计的基本思路，与梁类似。)(0feNM yEIxNf