第6章轴心受压构件优秀PPT.ppt

概述概述 因轴心受拉构件设计简洁，故下列构件近似因轴心受拉构件设计简洁，故下列构件近似按轴心受拉构件设计计算：按轴心受拉构件设计计算：拱和桁架结构中的拉杆拱和桁架结构中的拉杆（承受自重和节点荷载）（承受自重和节点荷载）圆形水池的池壁圆形水池的池壁（环向水平受拉）（环向水平受拉）1.1.轴心受压构件的定义轴心受压构件的定义 轴向压力作用于截面形心的受力构件称为轴心受压构件。轴向压力作用于截面形心的受力构件称为轴心受压构件。比如比如柱柱是典型的受压构件。是典型的受压构件。受受压构件（柱）构件（柱）往往在往往在结构中具有重要作用，一旦构中具有重要作用，一旦产生破生破坏，往往坏，往往导致整个致整个结构的构的损坏，甚至倒塌。坏，甚至倒塌。2.轴心受心受压构件在构件在实际工程中的工程中的应用用u在在实际结构中，志向的构中，志向的轴心受心受压构件几乎是不存在的。构件几乎是不存在的。uu 但有些构件，如以恒但有些构件，如以恒载为主主的等跨多的等跨多层房屋的内柱、桁架房屋的内柱、桁架中的受中的受压腹杆等，主要承受腹杆等，主要承受轴向向压力，可近似按力，可近似按轴心受心受压构构件件计算。算。u通常由于施工制造的通常由于施工制造的误差、差、荷荷载作用位置的偏差、混凝作用位置的偏差、混凝土的不匀整性等土的不匀整性等缘由，往往由，往往存在确定的初始偏心距。存在确定的初始偏心距。拱和桁架结构中的压杆拱和桁架结构中的压杆（承受自重和节点荷载）（承受自重和节点荷载）6.16.1配有纵向钢筋和一般箍筋的轴心受压构件配有纵向钢筋和一般箍筋的轴心受压构件 一般钢箍柱：一般箍筋一般钢箍柱：一般箍筋T纵筋纵筋T螺旋钢箍柱（或焊接环筋柱）螺旋钢箍柱（或焊接环筋柱）：圆形箍筋且间距较密圆形箍筋且间距较密配筋：配筋：纵筋纵筋+箍筋（形成钢筋笼）箍筋（形成钢筋笼）纵筋的作用：纵筋的作用：帮助混凝土受压帮助混凝土受压 担当弯矩作用担当弯矩作用 减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。箍筋的作用箍筋的作用：u 保证纵筋的位置，防止纵筋压曲保证纵筋的位置，防止纵筋压曲u 约束砼的测向膨胀变形约束砼的测向膨胀变形u 抗剪抗剪1 1）短柱短柱T的受力分析及破坏特征的受力分析及破坏特征oNc l砼压碎第二阶段：钢筋屈服至砼压碎第二阶段：钢筋屈服至砼压碎6.1.1 6.1.1 破坏形态破坏形态bhAsA砼压碎钢筋凸出第一阶段：加载至钢筋屈服第一阶段：加载至钢筋屈服钢筋屈服受力分析：受力分析：（1 1）轴力较小时，钢筋和砼分别按其模量担当应力：）轴力较小时，钢筋和砼分别按其模量担当应力：设柱的压应变为设柱的压应变为 则钢筋担当的应力为则钢筋担当的应力为 混凝土担当的应力为混凝土担当的应力为因为因为 ，所以，所以 ，即钢筋担当的应力大于砼担，即钢筋担当的应力大于砼担当的应力；当的应力；（2）随着轴向力的增加，因为 ，钢筋应力增加的幅度大于混凝土增加的幅度；（3）当配筋适中时，钢筋应力先达到其屈服强度，然后混凝土达到其极限压应变而告破坏；（4）平均意义上讲，均匀受压时混凝土的极限压应变为0.002（C50），因此，普通钢筋能达到其屈服强度；高强钢筋不能达到其屈服强度，计算时，只能取 。（5）由静力平衡条件可求得破坏时的轴心力 PS根据长细比根据长细比将柱分为二类将柱分为二类：=l0/i（任意截面）=l0/b（矩形截面）=l0/d(圆形截面）短柱：短柱：l0/b 8，l0/d 7 ，l0/i 28长柱：长柱：否则为长柱 初始偏心距初始偏心距附加弯矩和附加弯矩和侧向向挠度度加大了原来的初始偏心距加大了原来的初始偏心距构件承构件承载力降低力降低2 2）长柱）长柱长柱的承载力长柱的承载力 3%时，时，AnAAs6.1.36.1.3正截面承载力计算正截面承载力计算NucAs fsdbhAsA6.1.46.1.4构造要求构造要求 P131 P1316.26.2配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件1.为何运用螺旋式箍筋？2.为何螺旋式箍筋柱能提高承载力？利用混凝土三向受压时强度提高的性质；截面尺寸受到限制6.2.16.2.1受力特点及破坏特征受力特点及破坏特征 轴向压力较小时，混凝土和纵筋分别受压，螺旋箍筋受拉但对混凝土的横向作用不明显；接近极限状态时，螺旋箍筋对核芯混凝土产生较大的横向约束，提高混凝土强度，从而间接提高柱的承载实力。达到极限状达到极限状态时（爱护层已剥落，不考已剥落，不考虑）6.2.2 6.2.2 承承载力力计算算s(a)2(b)fSAs01 2sdcor(c)fSAs01接受螺旋箍接受螺旋箍时，应留意几个留意几个问题：P135 1.如螺旋箍筋配置如螺旋箍筋配置过多，极限承多，极限承载力提高力提高过大，大，则会在会在远未达到极限承未达到极限承载力之前力之前爱护层产生剥落，从而影响正生剥落，从而影响正常运用。常运用。马路路桥规规定：定：按螺旋箍筋按螺旋箍筋计算的承算的承载力不力不应大于按一般箍筋柱受大于按一般箍筋柱受压承承载力的力的50%。2.对长细比比过大柱，由于大柱，由于纵向弯曲向弯曲变形形较大，截面不是大，截面不是全部受全部受压，螺旋箍筋的，螺旋箍筋的约束作用得不到有效束作用得不到有效发挥。规范范规定：定：对长细比比l0/d大于大于12的柱不考的柱不考虑螺旋箍筋的螺旋箍筋的约束作用。束作用。3.螺旋箍筋的螺旋箍筋的约束效果与其截面面束效果与其截面面积Ass1和和间距距s有关，有关，为保保证有确定有确定约束效果，束效果，规范范规定：定：螺旋箍筋的螺旋箍筋的换算面算面积Ass0不得小于全部不得小于全部纵筋筋As 面面积的的25%4.按螺旋箍筋按螺旋箍筋计算的承算的承载力不力不应小于按一般箍筋柱小于按一般箍筋柱计算的算的受受压承承载力。力。6.2.3 6.2.3 构造要求构造要求 P136 P136精品课件精品课件！精品课件精品课件！谢谢 谢！谢！