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6受壓構(gòu)件承載力計(jì)算6.1概述主要以承受軸向壓力為主,通常還有彎矩和剪力作用受壓構(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。軸心受壓構(gòu)件縱筋的主要作用:幫助混凝土受壓
箍筋的主要作用:防止縱向受力鋼筋壓屈
偏心受壓構(gòu)件
縱筋的主要作用:
一部分縱筋幫助混凝土受壓
另一部分縱筋反抗由偏心壓力產(chǎn)生的彎矩箍筋的主要作用:反抗剪力6.2受壓構(gòu)件一般構(gòu)造要求6.2.1截面型式及尺寸軸心受壓:一般接受方形、矩形、圓形和正多邊形偏心受壓構(gòu)件:一般接受矩形、工字形、T形和環(huán)形6.2.2材料強(qiáng)度要求混凝土:C25C30C35C40等鋼筋:縱筋:HRB400級(jí)、HRB335級(jí)和RRB400級(jí)箍筋:HPB235級(jí)、HRB335級(jí)也可接受HRB400級(jí)6.2.3縱筋
全部縱筋配筋率不應(yīng)小于0.6%;不宜大于5%一側(cè)鋼筋配筋率不應(yīng)小于0.2%直徑不宜小于12mm,常用16~32mm,宜用粗鋼筋縱筋凈距:不應(yīng)小于50mm;預(yù)制柱,不應(yīng)小于30mm和1.5d(d為鋼筋的最大直徑)縱筋中距不應(yīng)大于350mm??v筋的連接接頭:(宜設(shè)置在受力較小處)可接受機(jī)械連接接頭、焊接接頭和搭接接頭對(duì)于直徑大于28mm的受拉鋼筋和直徑大于32mm的受壓鋼筋,不宜接受綁扎的搭接接頭。6.2.4箍筋
箍筋形式:封閉式
箍筋間距:在綁扎骨架中不應(yīng)大于15d;在焊接骨架中則不應(yīng)大于20d(d為縱筋最小直徑),且不應(yīng)大于400mm,也不大于構(gòu)件橫截面的短邊尺寸箍筋直徑:不應(yīng)小于d/4(d為縱筋最大直徑),且不應(yīng)小于6mm。當(dāng)縱筋配筋率超過(guò)3%時(shí),箍筋直徑不應(yīng)小于8mm,其間距不應(yīng)大于10d,且不應(yīng)大于200mm。當(dāng)截面短邊不大于400mm,且縱筋不多于四根時(shí),可不設(shè)置復(fù)合箍筋;當(dāng)截面短邊大于400mm且縱筋多于3根時(shí),應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋。
在縱筋搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi):
箍筋的直徑:不宜小于搭接鋼筋直徑的0.25倍;
箍筋間距:當(dāng)搭接鋼筋為受拉時(shí),不應(yīng)大于5d,且不應(yīng)大于100mm;當(dāng)搭接鋼筋為受壓時(shí),不應(yīng)大于10d,且不應(yīng)大于200mm;(d為受力鋼筋中的最小直徑)當(dāng)搭接的受壓鋼筋直徑大于25mm時(shí),應(yīng)在搭接接頭兩個(gè)端面外50mm范圍內(nèi)各設(shè)置兩根箍筋。截面形態(tài)困難的構(gòu)件,不行接受具有內(nèi)折角的箍筋6.3軸心受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算◆在實(shí)際結(jié)構(gòu)中,志向的軸心受壓構(gòu)件幾乎是不存在的?!敉ǔS捎谑┕ぶ圃斓恼`差、荷載作用位置的偏差、混凝土的不勻整性等緣由,往往存在確定的初始偏心距?!舻行?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。6.3.1一般箍筋柱1.短柱的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)鋼筋混凝土短柱破壞時(shí)壓應(yīng)變?cè)?.0025~0.0035之間,規(guī)范取為0.002相應(yīng)地,縱筋的應(yīng)力為彈塑性階段用表示鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,見附表2
2.瘦長(zhǎng)軸心受壓構(gòu)件的承載力降低現(xiàn)象
初始偏心距附加彎矩和側(cè)向撓度加大了原來(lái)的初始偏心距構(gòu)件承載力降低3.軸心受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算軸心受壓短柱軸心受壓長(zhǎng)柱穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)j主要與柱的長(zhǎng)細(xì)比l0/i有關(guān)系數(shù)0.9是牢靠度調(diào)整系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)4.設(shè)計(jì)方法(1)截面設(shè)計(jì)已知:軸心壓力設(shè)計(jì)值N,材料強(qiáng)度等級(jí)、構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度,截面面積bxh求:縱向受壓鋼筋面積(2)截面復(fù)核1.受力特點(diǎn)及破壞特征6.4壓力和彎矩共同作用下的截面受力性能
壓彎構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件偏心距e0=0時(shí)?當(dāng)e0→∞時(shí),即N=0,?偏心受壓構(gòu)件的受力性能和破壞形態(tài)界于軸心受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件。第六章受壓構(gòu)件一、破壞特征偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心距e0和縱向鋼筋配筋率有關(guān)1、受拉破壞tensilefailure第六章受壓構(gòu)件M較大,N較小偏心距e0較大As配筋合適一、破壞特征偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心距e0和縱向鋼筋配筋率有關(guān)1、受拉破壞tensilefailure第六章受壓構(gòu)件◆截面受拉側(cè)混凝土較早出現(xiàn)裂縫,As的應(yīng)力隨荷載增加發(fā)展較快,首先達(dá)到屈服。◆此后,裂縫快速開展,受壓區(qū)高度減小◆最終受壓側(cè)鋼筋A(yù)'s受壓屈服,壓區(qū)混凝土壓碎而達(dá)到破壞?!暨@種破壞具有明顯預(yù)兆,變形實(shí)力較大,破壞特征與配有受壓鋼筋的適筋梁相像,承載力主要取決于受拉側(cè)鋼筋?!粜纬蛇@種破壞的條件是:偏心距e0較大,且受拉側(cè)縱向鋼筋配筋率合適,通常稱為大偏心受壓。2、受壓破壞compressivefailure產(chǎn)生受壓破壞的條件有兩種狀況:⑴當(dāng)相對(duì)偏心距e0/h0較小第六章受壓構(gòu)件⑵或雖然相對(duì)偏心距e0/h0較大,但受拉側(cè)縱向鋼筋配置較多時(shí)As太多第六章受壓構(gòu)件6.2軸心受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算◆截面受壓側(cè)混凝土和鋼筋的受力較大,◆而受拉側(cè)鋼筋應(yīng)力較小,◆當(dāng)相對(duì)偏心距e0/h0很小時(shí),‘受拉側(cè)’還可能出現(xiàn)受壓狀況?!艚孛孀罱K是由于受壓區(qū)混凝土首先壓碎而達(dá)到破壞,◆承載力主要取決于壓區(qū)混凝土和受壓側(cè)鋼筋,破壞時(shí)受壓區(qū)高度較大,受拉側(cè)鋼筋未達(dá)到受拉屈服,破壞具有脆性性質(zhì)?!羝浯畏N狀況在設(shè)計(jì)應(yīng)予避開,因此受壓破壞一般為偏心距較小的狀況,故常稱為小偏心受壓。2、受壓破壞compressivefailure產(chǎn)生受壓破壞的條件有兩種狀況:⑴當(dāng)相對(duì)偏心距e0/h0較小⑵或雖然相對(duì)偏心距e0/h0較大,但受拉側(cè)縱向鋼筋配置較多時(shí)As太多第六章受壓構(gòu)件二、正截面承載力計(jì)算◆偏心受壓正截面受力分析方法與受彎狀況是相同的,即仍接受以平截面假定為基礎(chǔ)的計(jì)算理論,◆依據(jù)混凝土和鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,即可分析截面在壓力和彎矩共同作用下受力全過(guò)程?!魧?duì)于正截面承載力的計(jì)算,同樣可按受彎狀況,對(duì)受壓區(qū)混凝土接受等效矩形應(yīng)力圖,◆等效矩形應(yīng)力圖的強(qiáng)度為afc,等效矩形應(yīng)力圖的高度與中和軸高度的比值為b。第六章受壓構(gòu)件受拉破壞和受壓破壞的界限◆即受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土邊緣極限壓應(yīng)變ecu同時(shí)達(dá)到◆與適筋梁和超筋梁的界限狀況類似?!粢虼?,相對(duì)界限受壓區(qū)高度仍為,第六章受壓構(gòu)件第六章受壓構(gòu)件6.5附加偏心距和偏心距增大系數(shù)由于施工誤差、計(jì)算偏差及材料的不勻整等緣由,實(shí)際工程中不存在志向的軸心受壓構(gòu)件。為考慮這些因素的不利影響,引入附加偏心距ea(Odditionaleccentricity),即在正截面壓彎承載力計(jì)算中,偏心距取計(jì)算偏心距e0=M/N與附加偏心距ea之和,稱為初始偏心距ei(initialeccentricity),參考以往工程閱歷和國(guó)外規(guī)范,附加偏心距ea取20mm與h/30兩者中的較大值,此處h是指偏心方向的截面尺寸。一、附加偏心距二、偏心距增大系數(shù)◆由于側(cè)向撓曲變形,軸向力將產(chǎn)生二階效應(yīng),引起附加彎矩◆對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的構(gòu)件,二階效應(yīng)引起附加彎矩不能忽視?!魣D示典型偏心受壓柱,跨中側(cè)向撓度為f?!魧?duì)跨中截面,軸力N的偏心距為ei+f,即跨中截面的彎矩為M=N(ei+f)。◆在截面和初始偏心距相同的狀況下,柱的長(zhǎng)細(xì)比l0/h不同,側(cè)向撓度f(wàn)的大小不同,影響程度會(huì)有很大差別,將產(chǎn)生不同的破壞類型。第六章受壓構(gòu)件◆對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比l0/h≤8的短柱◆側(cè)向撓度f(wàn)與初始偏心距ei相比很小,◆柱跨中彎矩M=N(ei+f)隨軸力N的增加基本呈線性增長(zhǎng),◆直至達(dá)到截面承載力極限狀態(tài)產(chǎn)生破壞?!魧?duì)短柱可忽視撓度f(wàn)影響。第六章受壓構(gòu)件◆長(zhǎng)細(xì)比l0/h=8~30的中長(zhǎng)柱◆f與ei相比已不能忽視?!鬴隨軸力增大而增大,柱跨中彎矩M=N(ei+f)的增長(zhǎng)速度大于軸力N的增長(zhǎng)速度,◆即M隨N的增加呈明顯的非線性增長(zhǎng)◆雖然最終在M和N的共同作用下達(dá)到截面承載力極限狀態(tài),但軸向承載力明顯低于同樣截面和初始偏心距狀況下的短柱?!粢虼耍瑢?duì)于中長(zhǎng)柱,在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮附加撓度f(wàn)對(duì)彎矩增大的影響。第六章受壓構(gòu)件第六章受壓構(gòu)件◆長(zhǎng)細(xì)比l0/h>30的長(zhǎng)柱◆側(cè)向撓度f(wàn)的影響已很大◆在未達(dá)到截面承載力極限狀態(tài)之前,側(cè)向撓度f(wàn)已呈不穩(wěn)定發(fā)展即柱的軸向荷載最大值發(fā)生在荷載增長(zhǎng)曲線與截面承載力Nu-Mu相關(guān)曲線相交之前◆這種破壞為失穩(wěn)破壞,應(yīng)進(jìn)行特地計(jì)算偏心距增大系數(shù),,取h=1.1h0第六章受壓構(gòu)件l0偏心距增大系數(shù),,取h=1.1h0第六章受壓構(gòu)件l0第六章受壓構(gòu)件◆有側(cè)移結(jié)構(gòu),其二階效應(yīng)主要是由水平荷載產(chǎn)生的側(cè)移引起的?!艟_考慮這種二階效應(yīng)較為困難,一般需通過(guò)考慮二階效應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析方法進(jìn)行計(jì)算?!粲捎诨炷两Y(jié)構(gòu)開裂的影響,在考慮二階效應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析時(shí)應(yīng)將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈性抗彎剛度乘以折減修正系數(shù):對(duì)梁取修正系數(shù)0.4,對(duì)柱取修正系數(shù)0.6。對(duì)已接受考慮二階效應(yīng)的彈性分析方法確定結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí),以下受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式中的hei應(yīng)用(M/N+ea)代替。第六章受壓構(gòu)件6.6矩形截面正截面承載力計(jì)算一、不對(duì)稱配筋截面設(shè)計(jì)1、大偏心受壓(受拉破壞)已知:截面尺寸(b×h)、材料強(qiáng)度(fc、fy,fy')、構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比(l0/h)以及軸力N和彎矩M設(shè)計(jì)值,若hei>eib.min=0.3h0,一般可先按大偏心受壓狀況計(jì)算⑴As和A's均未知時(shí)兩個(gè)基本方程中有三個(gè)未知數(shù),As、A's和x,故無(wú)唯一解。與雙筋梁類似,為使總配筋面積(As+A's)最小?可取x=xbh0得★若A's<0.002bh?則取A's=0.002bh,然后按A's為已知狀況計(jì)算。★若As<rminbh?應(yīng)取As=rminbh。第六章受壓構(gòu)件⑵A's為已知時(shí)當(dāng)A's已知時(shí),兩個(gè)基本方程有二個(gè)未知數(shù)As和x,有唯一解。先由其次式求解x,若x<xbh0,且x>2a',則可將代入第一式得若x>xbh0?★若As若小于rminbh?應(yīng)取As=rminbh。第六章受壓構(gòu)件則應(yīng)按A's為未知狀況重新計(jì)算確定A's則可偏于平安的近似取x=2a',按下式確定As若x<2a'?⑵A's為已知時(shí)當(dāng)A's已知時(shí),兩個(gè)基本方程有二個(gè)未知數(shù)As和x,有唯一解。先由其次式求解x,若x<xbh0,且x>2a',則可將代入第一式得若x>xbh0?★若As若小于rminbh?應(yīng)取As=rminbh。第六章受壓構(gòu)件則應(yīng)按A's為未知狀況重新計(jì)算確定A's則可偏于平安的近似取x=2a',按下式確定As若x<2a'?⑵A's為已知時(shí)當(dāng)A's已知時(shí),兩個(gè)基本方程有二個(gè)未知數(shù)As和x,有唯一解。先由其次式求解x,若x<xbh0,且x>2a',則可將代入第一式得若x>xbh0?★若As若小于rminbh?應(yīng)取As=rminbh?!锶鬉s若小于rminbh?應(yīng)取As=rminbh。第六章受壓構(gòu)件則應(yīng)按A's為未知狀況重新計(jì)算確定A's則可偏于平安的近似取x=2a',按下式確定As若x<2a'?2、小偏心受壓(受壓破壞)hei≤eib.min=0.3h0兩個(gè)基本方程中有三個(gè)未知數(shù),As、A's和x,故無(wú)唯一解。小偏心受壓,即x>xb,ss<fy,As未達(dá)到受拉屈服。進(jìn)一步考慮,假如x<2b-xb,ss>-fy',則As未達(dá)到受壓屈服因此,當(dāng)xb<x<(2b-xb),As無(wú)論怎樣配筋,都不能達(dá)到屈服,為運(yùn)用鋼量最小,故可取As=max(0.45ft/fy,0.002bh)。第六章受壓構(gòu)件另一方面,當(dāng)偏心距很小時(shí),如附加偏心距ea與荷載偏心距e0方向相反,則可能發(fā)生As一側(cè)混凝土首先達(dá)到受壓破壞的狀況。此時(shí)通常為全截面受壓,由圖示截面應(yīng)力分布,對(duì)A's取矩,可得,e'=0.5h-a'-(e0-ea),h'0=h-a'第六章受壓構(gòu)件確定As后,就只有x和A's兩個(gè)未知數(shù),故可得唯一解。依據(jù)求得的x,可分為三種狀況⑴若x<(2b-xb),則將x代入求得A's。⑵若x>(2b-xb),ss=-fy',基本公式轉(zhuǎn)化為下式,⑶若xh0>h,應(yīng)取x=h,同時(shí)應(yīng)取a=1,代入基本公式干脆解得A's第六章受壓構(gòu)件重新求解x和A's由基本公式求解x和A's的具體運(yùn)算是很麻煩的。迭代計(jì)算方法用相對(duì)受壓區(qū)高度x,在小偏壓范圍x=xb~1.1,第六章受壓構(gòu)件對(duì)于Ⅱ級(jí)鋼筋和<C50混凝土,as在0.4~0.5之間,近似取0.45as=x(1-0.5x)變更很小。A's(1)的誤差最大約為12%。如需進(jìn)一步求較為精確的解,可將A's(1)代入基本公式求得x,第六章受壓構(gòu)件取as=0.45試分析證明上述迭代是收斂的,且收斂速度很快。二、不對(duì)稱配筋截面復(fù)核在截面尺寸(b×h)、截面配筋A(yù)s和As'、材料強(qiáng)度(fc、fy,fy')、以及構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比(l0/h)均為已知時(shí),依據(jù)構(gòu)件軸力和彎矩作用方式,截面承載力復(fù)核分為兩種狀況:1、給定軸力設(shè)計(jì)值N,求彎矩作用平面的彎矩設(shè)計(jì)值M第六章受壓構(gòu)件NMuNuNMMuNu2、給定軸力作用的偏心距e0,求軸力設(shè)計(jì)值N1、給定軸力設(shè)計(jì)值N,求彎矩作用平面的彎矩設(shè)計(jì)值M由于給定截面尺寸、配筋和材料強(qiáng)度均已知,未知數(shù)?只有x和M兩個(gè)。若N
≤Nb,為大偏心受壓,若N
>Nb,為小偏心受壓,由(a)式求x以及偏心距增大系數(shù)h,代入(b)式求e0,彎矩設(shè)計(jì)值為M=Ne0。第六章受壓構(gòu)件2、給定軸力作用的偏心距e0,求軸力設(shè)計(jì)值N若hei≥e0b,為大偏心受壓未知數(shù)為x和N兩個(gè),聯(lián)立求解得x和N。第六章受壓構(gòu)件若hei<e0b,為小偏心受壓◆聯(lián)立求解得x和N◆尚應(yīng)考慮As一側(cè)混凝土可能先壓壞的狀況e'=0.5h-a'-(e0-ea),h'0=h-a'◆另一方面,當(dāng)構(gòu)件在垂直于彎矩作用平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比l0/b較大時(shí),尚應(yīng)依據(jù)l0/b確定的穩(wěn)定系數(shù)j,按軸心受壓狀況驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力上面求得的N比較后,取較小值。第六章受壓構(gòu)件三、對(duì)稱配筋截面◆實(shí)際工程中,受壓構(gòu)件常承受變號(hào)彎矩作用,當(dāng)彎矩?cái)?shù)值相差不大,可接受對(duì)稱配筋?!艚邮軐?duì)稱配筋不會(huì)在施工中產(chǎn)生差錯(cuò),故有時(shí)為便利施工或?qū)τ谘b配式構(gòu)件,也接受對(duì)稱配筋?!魧?duì)稱配筋截面,即As=As',fy=fy',a=a',其界限破壞狀態(tài)時(shí)的軸力為Nb=afcbxbh0。第六章受壓構(gòu)件因此,除要考慮偏心距大小外,還要依據(jù)軸力大?。∟<Nb或N>Nb)的狀況判別屬于哪一種偏心受力狀況。1、當(dāng)hei>eib.min=0.3h0,且N<Nb時(shí),為大偏心受壓
x=N/afcb若x=N/afcb<2a',可近似取x=2a',對(duì)受壓鋼筋合力點(diǎn)取矩可得e'=hei-0.5h+a'第六章受壓構(gòu)件2、當(dāng)hei≤eib.min=0.3h0,為小偏心受壓或hei>eib.min=0.3h0,但N>Nb時(shí),為小偏心受壓由第一式解得代入第二式得這是一個(gè)x的三次方程,設(shè)計(jì)中計(jì)算很麻煩。為簡(jiǎn)化計(jì)算,如前所說(shuō),可近似取as=x(1-0.5x)在小偏壓范圍的平均值,代入上式第六章受壓構(gòu)件由前述迭代法可知,上式配筋實(shí)為其次次迭代的近似值,與精確解的誤差已很小,滿足一般設(shè)計(jì)精度要求。對(duì)稱配筋截面復(fù)核的計(jì)算與非對(duì)稱配筋狀況相同。6.5工形截面正截面承載力計(jì)算(自學(xué))第六章受壓構(gòu)件四、Nu-Mu相關(guān)曲線
interactionrelationofNandM對(duì)于給定的截面、材料強(qiáng)度和配筋,達(dá)到正截面承載力極限狀態(tài)時(shí),其壓力和彎矩是相互關(guān)聯(lián)的,可用一條Nu-Mu相關(guān)曲線表示。依據(jù)正截面承載力的計(jì)算假定,可以干脆接受以下方法求得Nu-Mu相關(guān)曲線:⑴取受壓邊緣混凝土壓應(yīng)變等于ecu;⑵取受拉側(cè)邊緣應(yīng)變;⑶依據(jù)截面應(yīng)變分布,以及混凝土和鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,確定混凝土的應(yīng)力分布以及受拉鋼筋和受壓鋼筋的應(yīng)力;⑷由平衡條件計(jì)算截面的壓力Nu和彎矩Mu;⑸調(diào)整受拉側(cè)邊緣應(yīng)變,重復(fù)⑶和⑷第六章受壓構(gòu)件理論計(jì)算結(jié)果等效矩形計(jì)算結(jié)果第六章受壓構(gòu)件
Nu-Mu相關(guān)曲線反映了在壓力和彎矩共同作用下正截面承載力的規(guī)律,具有以下一些特點(diǎn):⑴相關(guān)曲線上的任一點(diǎn)代表截面處于正截面承載力極限狀態(tài)時(shí)的一種內(nèi)力組合。●如一組內(nèi)力(N,M)在曲線內(nèi)側(cè)說(shuō)明截面未達(dá)到極限狀態(tài),是平安的;●如(N,M)在曲線外側(cè),則表明截面承載力不足;第六章受壓構(gòu)件⑵當(dāng)彎矩為零時(shí),軸向承載力達(dá)到最大,即為軸心受壓承載力N0(A點(diǎn));當(dāng)軸力為零時(shí),為受純彎承載力M0(C點(diǎn));⑶截面受彎承載力Mu與作用的軸壓力N大小有關(guān);●當(dāng)軸壓力較小時(shí),Mu隨N的增加而增加(CB段);●當(dāng)軸壓力較大時(shí),Mu隨N的增加而減?。ˋB段);第六章受壓構(gòu)件⑷截面受彎承載力在B點(diǎn)達(dá)(Nb,Mb)到最大,該點(diǎn)近似為界限破壞;●CB段(N≤Nb)為受拉破壞,●AB段(N>Nb)為受壓破壞;⑹對(duì)于對(duì)稱配筋截面,達(dá)到界限破壞時(shí)的軸力Nb是一樣的。第六章受壓構(gòu)件⑸如截面尺寸和材料強(qiáng)度保持不變,Nu-Mu相關(guān)曲線隨配筋率的增加而向外側(cè)增大;6.7受壓構(gòu)件的斜截面受剪承載力一、單向受剪承載力壓力的存在延緩了斜裂縫的出現(xiàn)和開展斜裂縫角度減小混凝土剪壓區(qū)高度增大第八章受壓構(gòu)件③①②但當(dāng)壓力超過(guò)確定數(shù)值?第八章受壓構(gòu)件由桁架-拱模型理論,軸向壓力主要由拱作用干脆傳遞,拱作用增大,其豎向分力為拱作用分擔(dān)的抗剪實(shí)力。當(dāng)軸向壓力太大,將導(dǎo)致拱機(jī)構(gòu)的過(guò)早壓壞。第八章受壓構(gòu)件對(duì)矩形截面,《規(guī)范》偏心受壓構(gòu)件的受剪承載力計(jì)算公式l為計(jì)算截面的剪跨比,對(duì)框架柱,l=Hn/h0,Hn為柱凈高;當(dāng)l<1時(shí),取l=1;當(dāng)l>3時(shí),取l=3;對(duì)偏心受壓構(gòu)件,l=a/h0,當(dāng)l<1.5時(shí),取l=1.5;當(dāng)l>3時(shí),取l=3;a為集中荷載至支座或節(jié)點(diǎn)邊緣的距離。N為與剪力設(shè)計(jì)值相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計(jì)值,當(dāng)N>0.3fcA時(shí),取N=0.3fcA,A為構(gòu)件截面面積。為防止配箍過(guò)多產(chǎn)生斜壓破壞,受剪截面應(yīng)滿足可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算,而僅需按構(gòu)造要求配置箍筋。第八章受壓構(gòu)件二、斜向受剪承載力試驗(yàn)表明,鋼筋混凝土柱在斜向剪力作用下,其受剪承載力隨剪力作用方向而變更。對(duì)于矩形截面柱,斜向受剪承載力與剪力作用方向之間近似為橢圓關(guān)系,因此應(yīng)考慮剪力作用方向?qū)κ芗舫休d力的影響。《規(guī)范》給出的斜向受剪承載力為,第八章受壓構(gòu)件6.8受壓構(gòu)件的延性(Ductility)◆壓力較小時(shí),為受拉破壞,具有確定的延性?!舢?dāng)壓力漸漸增加,從受拉鋼筋屈服到受壓邊緣混凝土壓壞的過(guò)程縮短,延性漸漸降低?!舢?dāng)軸壓力超過(guò)界限軸力時(shí),受拉側(cè)鋼筋達(dá)不到受拉屈服,延性將只取決于混凝土受壓的變形實(shí)力,因此延性很小。第八章受壓構(gòu)件第八章受壓構(gòu)件第八章受壓構(gòu)件試驗(yàn)和分析均表明,對(duì)于一般配箍狀況,影響延性的主要因素是相對(duì)受壓區(qū)高度x。x越小,延性越大。第八章受壓構(gòu)件延性系數(shù)ductilityfactor◆曲率延性系數(shù)m=fu/fy◆位移延性系數(shù)m=Du/Dy曲率延性系數(shù)試驗(yàn)和分析均表明,對(duì)于一般配箍狀況,影響延性的主要因素是相對(duì)受壓區(qū)高度x。x越小,延性越大。第八章受壓構(gòu)件延性系數(shù)ductilityfactor◆曲率延性系數(shù)m=fu/fy◆位移延性系數(shù)m=Du/Dy位移延性系數(shù)第八章受壓構(gòu)件◆軸壓力較大時(shí),即x>xb,很難通過(guò)截面受力鋼筋的配置來(lái)改善延性◆增加箍筋的配置來(lái)約束混凝土,通過(guò)提高混凝土的變形實(shí)力來(lái)改善延性?!袅硪环矫妫芗羝茐亩季哂忻黠@的脆性性質(zhì)。為保證正截面延性實(shí)力的發(fā)揮,對(duì)延性較高要求的抗震結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)中應(yīng)按“強(qiáng)剪弱彎”原則設(shè)計(jì)受壓構(gòu)件?!糨S力的增加導(dǎo)致x增加,使延性減小。◆增加受壓鋼筋,可減小x,可提高延性。第八章受壓構(gòu)件6.9受壓構(gòu)件的配筋構(gòu)造要求材料強(qiáng)度:混凝土:受壓構(gòu)件的承載力主要取決于混凝土強(qiáng)度,一般應(yīng)接受強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土。目前我國(guó)一般結(jié)構(gòu)中柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)常用C30~C40,在高層建筑中,C50~C60級(jí)混凝土也常常運(yùn)用。鋼筋:通常接受Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)鋼筋,不宜過(guò)高。?截面形態(tài)和尺寸:◆接受矩
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