6第6章6.12

第六章受压构件(a)轴心受压(b)单向偏心受压(c)双向偏心受压第六章受压构件6.1概述一、分类第六章受压构件二、工程实例柱、墙、屋架等的上弦杆、受压腹杆等三、说明两点（1）理想的轴心受压构件是不存在的。（2）受压构件在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。强柱弱梁。6.1受压构件的构造要求第六章受压构件第六章受压构件1、形状（1）一般采用矩形截面；（2）单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面；（3）圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。第六章受压构件一、截面形状和尺寸6.2受压构件的构造要求2、截面尺寸（1）最小截面尺寸：250mm×250mm（1）长细比要求：l0/b≤30、l0/h≤25及l0/d≤25。（2）模数尺寸：边长≤800mm，以50mm为模数，边长≥800mm，以100mm为模数。1、混凝土：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C25~C40，在高层建筑中，C50~C60级混凝土也经常使用。2、钢筋：通常采用HRB335和HRB400钢筋，强度不宜过高。第六章受压构件二、材料强度1、最小配筋率（1）规定最小配筋率的理由一是纵筋配筋率过小时，纵筋不能起到防止混凝土受压脆性破坏的作用；二是承担实际结构中由偶然的附加弯矩、混凝土的收缩和温度变化产生的拉应力。（2）最小配筋率的《规范》取值全部纵向钢筋的配筋率0.6%。（当采用HRB400级、RRB400级钢筋时，减小0.1；当混凝土强度等级C60应增加0.1。）一侧纵向钢筋的配筋率0.2%。2、最大配筋率考虑施工方便和经济要求：全部纵筋配筋率不宜大于5%。第六章受压构件三、纵向钢筋第六章受压构件4、纵向受力钢筋的直径：不宜小于12mm。根数少而直径粗。3、纵向受力钢筋的根数：矩形截面不得少于4根；圆形截面不宜少于8根，不应少于6根，且应沿周边均匀布置。5、柱侧面的纵向构造钢筋：h≥600mm时，应设置直径10~16mm的纵向构造钢筋。第六章受压构件7、纵向受力钢筋的净间距：≥50mm。8、纵向受力钢筋的中距：300mm。6、纵向钢筋的保护层厚度：一般为30mm，且不小于钢筋直径d。1、箍筋形式：受压构件中箍筋应采用封闭式。2、箍筋间距：≤400mm及截面的短边尺寸，且不应大于15d。d---纵筋的最小直径。3、箍筋直径：箍筋的直径不应小于d/4，且不小于6mm。d---纵筋的最大直径。4、当柱中全部纵筋的配筋率3%时，箍筋直径≥8mm；箍筋间距10倍纵筋最小直径，且200mm。箍筋末端应作成135°的弯钩，弯钩末端平直段长度≥10箍筋直径，或焊成封闭式；第六章受压构件四、箍筋1、箍筋形式：采用封闭式。2、箍筋间距：400mm；截面的短边尺寸；15d。3、箍筋直径：≥d/4≥6mm。4、当柱中全部纵筋的配筋率3%时，第六章受压构件四、箍筋箍筋直径≥8mm；箍筋间距10倍纵筋最小直径，且200mm。箍筋末端应作成135°的弯钩，弯钩末端平直段长度≥10箍筋直径5、复合箍筋：当柱截面短边400mm，且各边纵筋3根时；或当柱截面短边400mm，但各边纵筋4根时，应设置复合箍筋。6、不得采用具有内折角的箍筋，以避免箍筋受拉时使折角处混凝土破损。第六章受压构件第六章受压构件复杂截面的箍筋形式第六章受压构件6.3轴心受压构件正截面受压承载力▲轴心受压承载力是正截面受压承载力的上限。▲本节分普通箍筋柱和螺旋箍筋柱两种情况。6.3轴心受压构件正截面受压承载力(a)轴心受压(b)单向偏心受压(c)双向偏心受压第六章受压构件6.3.1轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算第六章受压构件6.3轴心受压构件正截面受压承载力（1）协助混凝土受压；（2）改善破坏性能（脆性）；受压钢筋最小配筋率：0.6%(单侧0.2%)（3）承担弯矩作用；（4）减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。（收缩和徐变使钢筋的压应力不断增长，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（最小配筋率），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（1）固定纵筋，形成钢筋骨架；（2）承担剪力；（3）约束混凝土，改善混凝土的性能；（4）给纵筋提供侧向支承。第六章受压构件▲箍筋的作用6.3轴心受压构件正截面受压承载力1、轴心受压短柱的受力性能第六章受压构件（1）短柱的概念：l0/b≤8、l0/i≤28（2）短柱的受力性能（c）破坏时，砼压碎，纵筋外鼓呈灯笼状。（a）受力时，全截面应变相等，即es=ec=e（b）受力时，侧向弯曲可忽略不计。（d）破坏时，混凝土应变取e0;应力取fc。（e）破坏时，钢筋应力:对于ey≤e0的钢筋，取fy’=fy对于eye0的钢筋，取fy’=ESe0≤fyN2、轴心受压长柱的受力性能第六章受压构件（1）受力时，N不可避免的初始偏心，引起的侧向弯曲、附加弯矩不可忽略。（2）破坏时，凸边出现横向裂缝，砼拉裂；凹边出现纵向裂缝，砼压碎，构件破坏。（3）长柱的承载力小于相同条件短柱的承载力。《规范》用稳定系数表示。的取值见教材P167N长柱=N短柱（2）计算公式（1）轴心受压短柱的承载力sycsuAfAfN（2）轴心受压长柱的承载力suluNN6.3轴心受压构件正截面受压承载力3、配普通箍筋柱的承载力计算（1）计算简图fcNf’yA’sA’ssuluNN（3）稳定系数稳定系数主要与柱的长细比l0/b有关，取值见GB50010-2002表7.3.1。)(9.0sycuAfAfNN▲折减系数0.9是考虑与偏心受压构件正截面承载力计算具有相同的可靠度。第六章受压构件（4）设计公式▲当A’s0.03A时，公式中的A改用A-A’s。6.3轴心受压构件正截面受压承载力4、柱的计算长度--l0第六章受压构件（1）理想支承时：柱的计算长度--l0NNl0=H两端铰支NNl0=0.7H一端铰支一端固定NNl0=0.5H两端固定NNl0=2H一端固定一端自由H6.3轴心受压构件正截面受压承载力第六章受压构件（2）实际柱的计算长度--l0（了解，不讲）（见GB50010-2002第7.3.11条。具体有以下三条规定）（a）刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱柱的类别l0排架方向垂直排架方向有柱间支撑无柱间支撑无吊车房屋柱单跨1.5H1.0H1.2H两跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊车房屋柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱1.0HL0.8HL1.0HL露天吊车柱和栈桥柱2.0HL1.0HL-----HuHLH6.3轴心受压构件正截面受压承载力第六章受压构件（b）一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构柱楼盖类别柱的类别l0现浇楼盖底层柱1.0H其余各层柱1.25H装配式楼盖底层柱1.25H其余各层柱1.5HHH楼盖顶面楼盖顶面基础顶面6.3轴心受压构件正截面受压承载力本页不讲，了解6.3.2配螺旋箍筋或焊接环式箍筋柱的承载力计算第六章受压构件eN1、配螺旋箍筋柱的受力性能6.3轴心受压构件正截面受压承载力2、混凝土圆柱体三向受压状态的纵向抗压强度214cf第六章受压构件150100500510152025000eMpa3、配螺旋箍筋柱的轴心受压承载力计算公式推导2fyAss1fyAss12sdcors(a)(b)(c)dcor6.3轴心受压构件正截面受压承载力2fyAss1fyAss12sdcors(a)(b)(c)122ssycorAfsdcorssydsAf122corssycdsAff118达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）sycoruAfAN1corcorssysycorcAdsAfAfAf18214cf第六章受压构件dcor6.3轴心受压构件正截面受压承载力2fyAss1fyAss12sdcors(a)(b)(c)间接钢筋换算截面面积令001sssssscorAAsAdsAdAsscorss1002ssysycorcuAfAfAfNsycoruAfAN1corcorssysycorcAdsAfAfAf18达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）214cf第六章受压构件dcor6.3轴心受压构件正截面受压承载力2fyAss1fyAss12sdcors(a)(b)(c)sAdAsscorss1002ssysycorcuAfAfAfN)2(9.00ssysycorcuAfAfAfNN间接钢筋对砼约束的折减系数，当混凝土≤C50时，取=1.0；当混凝土为C80时，取=0.85，其间线性插值。第六章受压构件dcor间接钢筋换算截面面积令001sssssscorAAsAd6.3轴心受压构件正截面受压承载力sAdAsscorss10其中)2(9.00ssysycorcAfAfAfN间接钢筋对砼约束的折减系数，当混凝土≤C50时，取=1.0；当混凝土为C80时，取=0.85，其间线性插值。第六章受压构件4、配螺旋箍筋柱的轴心受压承载力设计公式6.3轴心受压构件正截面受压承载力第六章受压构件5、公式说明▲)2(9.00ssysycorcAfAfAf)(9.05.1sycAfAf应▲遇下列情况之一，按普通箍筋柱计算（c）Ass00.25A’s（全部纵筋面积）。)2(9.00ssysycorcAfAfAf)(9.0sycAfAf（b）（a）l0/d12；▲螺旋箍筋的换算截面面积Ass00.25A’s（A’s－－全部纵筋面积）▲螺旋箍筋的间距80mm；dcor/5；40mm。▲螺旋箍筋的直径6mmd/4；第六章受压构件6、螺旋箍筋的构造规定