混凝土结构设计原理第6章受压构件的截面承载力2

发布时间：2024-10-30

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第六章受压构件的截面承载力

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概述受压构件：承受轴向压力为主的构件，一般作用有N、M、V。代表性的受压构件有：柱、墙、拱、桩、桥墩、屋架上弦杆、烟囱及水塔筒壁等。受压构件按受力情况分为三类：

轴心受压：轴向压力的作用点与构件截面形心重合。单向偏心受压：力的作用点与截面的一个形心主轴有偏心距。双向偏心受压：力的作用点与截面的两个形心主轴有偏心距。

与受弯构件一样，受压构件除需满足承载力计算要求外，还应满足相应的构造要求。

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第六章受压构件的截面承载力受压构件 Compressive Element or Column

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受压构件(柱)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。Page 1

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第六章受压构件的截面承载力

6.1 轴心受压构件的承载力计算◆ 在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。 ◆ 通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的不确定性、混凝土

质量的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。◆ 但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的

受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。普通箍筋柱：箍筋的作用？纵筋的作用？螺旋箍筋柱：箍筋的形状为圆形，且间距较密，其作用？Õ ¨Ö ¿ ù Æ Í · ¸ Ö Ý ý Ö ¿ ù Â Ð · ¸ Ö

6.1 轴心受压构件的承载力计算

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第六章受压构件的截面承载力

纵筋的作用：◆

协助混凝土受压

受压钢筋最小配筋率：全部0.6% 、单侧0.2%,增减另见表注◆ 承担弯矩作用 ◆ 减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响

实验表明，收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向钢筋转移，从而使钢筋压应力不断增长。压应力的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，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。6.1 轴心受压构件的承载力计算

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一、普通箍筋柱1、受力分析和破坏形态1)短柱： l0/b≤8(矩形)、 l0/d≤7(圆形)、 l0/i≤28(其他截面)轴心荷载作用下：整个截面应变均匀分布，全截面均匀受压；荷载较小：弹性阶段；荷载较大：弹性塑阶段，见图6.4; 极限荷载：柱中部四周的细微裂缝发展成明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋压屈，向外呈灯笼状凸出，混凝土压碎，柱即破坏，见图6.5 破坏时：纵筋先屈服，混凝土后压碎。其ε0=0.0025~0.0035,计算时取0.002,

而ε ’s= ε0,混凝土达到fc,钢筋σ ’s=Esε’s=2×105 ×0.002=400N/mm2,对热轧钢筋已达

屈服强度，对大于者取f’y =400N/mm2

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2) 长柱： l0/b>8(矩形)、 l0/d>7(圆形)、 l0/i>28(其他截面)存在荷载的微小初始偏心距，加荷后产生附加弯矩，由此产生的侧向挠度又加大了原来的偏心距，相互影响，在M、N共同作用下破坏。破坏时：先在凹侧中部出现纵向裂缝，随后混凝土压碎，纵筋压屈凸出；凸侧中部混凝土出现横向裂缝(拉裂)。试验表明：长柱的破坏荷载低于其他条件相同的短柱的破坏荷载，规范用稳定系数φ来表示长柱承载力的降低程度，见式6.1。

φ主要与长细比有关，长细比越大，φ越小，见图6.7。规范采用的φ值：表6.1,对于短柱φ=1。

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第六章受压构件的截面承载力

2、承载力计算公式轴心受压短柱轴心受压长柱s Nu fc A f y As

N Nl u

s u

稳定系数

N N

l u s u

稳定系数主要与柱的长细比l0/b有关

N Nu 0.9 ( fc A f y As )可靠度调整系数 0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性。应用计算公式时要注意6个方面的问题(板书)。6.1 轴心受压构件的承载力计算

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