1、2020/7/22，第5章受壓構件的性能和設計，2020/7/22，2020/7/22，2020/7/22，2020/7/22，框架結構，橫梁水平構件，立柱垂直構件，受壓構件(立柱)通常在結構中起重要作用。一旦損壞，整個結構將會損壞甚至倒塌。連接梁、屋面板、框架、樓板，2020/7/22、2020/7/22、2020/7/22、2020/7/22，本章的重點，了解偏心受壓構件的力學特性；掌握兩種偏心受壓構件的判別方法，熟悉偏心受壓構件的二階效應和計算方法，掌握兩種偏心受壓構件正截面承載力的計算方法；掌握軸心受壓構件正截面承載力的計算方法，并熟悉受壓構件的施工要求，2020年7月22日。一、概述

2、：主要承受軸向力的構件屬于受壓構件。理想的軸心受壓構件幾乎不存在，偏心受壓構件在實際工程中得到廣泛應用。軸向壓縮，單偏心壓縮，雙偏心壓縮，2020/7/22，2。軸向受壓構件，即軸向力作用線與構件截面形心軸線重合的構件，稱為軸向受力構件。以恒載為主要因素的多層多跨建筑的桁架結構中的拉壓桿、內柱受壓腹桿和屋架，2020年7月22日。由于施工誤差、材料不均勻性和荷載位置的不確定性，實際工程中不存在理想的軸心受壓構件。為了研究軸壓構件產(chǎn)生的原因，研究軸壓構件：產(chǎn)生的原因，多層住宅屋架的內柱和斜壓腹桿在恒載作用下的彎矩往往很小，可以忽略不計；用于檢查垂直于彎矩平面的偏心受壓構件的應力；用于偏心受壓構件

3、正截面承載力設計值的上限條件；二是軸心受壓構件，2020/7/22，縱向配筋效果為：與混凝土一起承受縱向壓力，提高構件正截面的受壓承載力；抵抗構件拉伸邊緣意外偏心造成的拉伸應力；承受混凝土收縮、溫度變化等引起的拉力。箍筋功能：概述，2，軸心受壓構件，鋼筋混凝土軸心受壓構件應配有縱筋和箍筋。提高構件的延性，減少混凝土的不均勻影響；保證鋼筋骨架的整體剛度，保證縱向鋼筋的正確位置；為縱向鋼筋提供橫向支撐，防止縱向鋼筋彎曲；提供側向約束，使混凝土側向受壓；2020/7/22，分類：螺旋箍筋柱，普通箍筋柱，2。軸壓構件2020/7/22，根據(jù)構件的長細比(柱的計算長度l0與柱的截面回轉半徑I之比)，軸壓

4、構件可分為短柱(一般截面l0為矩形截面l0/b8，b為短邊尺寸)和長柱長柱。分類：2。軸心受壓構件，2020年7月22日；2.混凝土塑性變形，彈塑性階段處于彈塑性階段；3.故障階段中的故障階段；1.短柱實驗研究，1。彈性階段中的彈性階段；2.軸心受壓構件中的普通箍筋柱。2020年7月22日，鋼筋混凝土短柱的壓縮應變值達到最大壓應力0.00250.0035，當規(guī)范安全到不能取混凝土峰值應力時，最大壓應變?yōu)?.002。因此，當受壓構件受損時，縱向鋼筋通常首先屈服，最后混凝土達到極限壓縮應變，構件受損。根據(jù)規(guī)范，當取混凝土的峰值應力時，最大壓縮應變?yōu)?.002，對應的s=0=0.002。當鋼筋強度超

5、過410牛頓/平方毫米時，鋼筋強度不能充分發(fā)揮，計算構件承載力時，鋼筋屈服強度只能取410牛頓/平方毫米。，2。軸壓構件的普通箍筋柱，2020/7/22，長柱承載力(相同材料、截面和鋼筋)，1。長柱試驗研究：各種偶然因素引起的初始偏心力矩在截面上產(chǎn)生附加力矩和側向撓度，使長柱受到軸向力和彎矩的作用，最終產(chǎn)生縱向彎曲破壞甚至失穩(wěn)破壞。對于普通帶軸壓構件的箍筋柱，規(guī)范采用穩(wěn)定系數(shù)來表示長柱的承載力折減程度，其值主要與構件的長細比有關。典型的偏心受壓破壞，2020/7/22，穩(wěn)定系數(shù)，與長細比(l0/b(矩形截面)直接相關，穩(wěn)定系數(shù)的值詳見教材表5.1。第二，普通箍筋柱的軸心受壓構件，2020/7/

6、22，構件的計算長度l0和構件兩端的支撐條件。兩端固定時：100.5升；一端固定，另一端鉸接：100.7升；一端固定，另一端自由：l02l。單層房屋排架柱和明吊柱計算長度見混凝土規(guī)范。每層框架結構的柱計算長度見混凝土規(guī)范。2.普通箍筋柱軸心受壓構件，2020年7月22日；2.普通箍筋柱軸心受壓構件，2020年7月22日；2.普通箍筋柱的軸心受壓構件，以柱底H為基礎頂面。對于其他柱，它是上下樓層頂面之間的高度。2020/7/22，穩(wěn)定系數(shù)，2。當配筋率大于3%時，承載力計算公式改為AAs，承載力計算公式是為了保持構件的可靠度與偏心受壓構件的可靠度相似而引入的修正系數(shù)。2.軸壓構件的普通箍筋柱，2

7、020/7/22，2。對于普通軸心受壓構件箍筋柱和強度等級在C60以上的混凝土，受壓構件所有縱向鋼筋的最小配筋率應按表中規(guī)定增加0.10；受壓構件的所有縱筋和一側縱筋的配筋率應根據(jù)構件的全截面面積計算。2020/7/22，截面尺寸的初步估算；2.軸壓構件的普通箍筋柱，2020/7/22；2.軸向受壓構件的螺旋(焊接環(huán))箍筋柱；1.加固形式。當柱承受較大軸向力且截面尺寸有限時，如果混凝土強度提高，縱向配筋增加，當荷載較小時，螺旋箍柱的性能與普通箍柱基本相同，達到了無約束混凝土的極限壓應變，剝離保護層降低了柱的承載力。螺旋箍筋的約束使核心混凝土繼續(xù)受力，提高了柱的承載力。2.力學特性和破壞特性力學

8、特性和破壞特性，螺旋箍筋屈服，核心部分混凝土強度不再提高，被壓碎，構件被破壞，荷載應力關系，螺旋箍筋就像一個套筒，限制了核心混凝土的橫向變形，使其處于三維壓縮狀態(tài)。又稱螺旋箍筋為“間接鋼筋”。2。螺旋(焊接環(huán))箍筋軸心受壓構件柱，2020年7月22日，約束混凝土的抗壓強度，當箍筋屈服時，R達到最大，此時，核心區(qū)混凝土的截面面積，以及間接鋼筋的換算面積，3。承載力計算，側向受壓，箍筋間距s范圍內螺旋箍筋的應力狀態(tài)。第二，軸向受壓構件的螺旋(焊接環(huán))箍筋柱，2020年7月22日。試驗表明，當混凝土強度等級大于C50時，間接配筋對構件抗壓承載力的影響會減小。根據(jù)軸力平衡條件，間接配筋對混凝土約束的折

9、減系數(shù)小于C50時為1，C80時為0.85，為線性插值，受壓承載力應滿足要求。2.軸心受壓構件螺旋(焊接環(huán))箍筋柱，2020年7月22日，無側向約束的核心混凝土支座軸力，縱向壓桿支座軸力，螺旋箍筋約束后的附加承載力，ii。軸心受壓構件螺旋(焊接環(huán))箍筋柱，2020年7月22日。承載力設計值不應大于普通抱箍柱承載力的1.5倍，以免保護層過早脫落。當l0/d12時，不考慮箍筋激勵的有利影響。如果按上述公式計算的承載力小于普通抱箍柱的承載力，應取后者。當Ass0小于As的25%時，不考慮箍筋的有利作用，40s 80和dcor/5，應注意，即按普通箍筋柱計算；2.軸向受壓構件的螺旋(焊接環(huán))箍筋柱，2

10、020年7月22日；2.軸向受壓構件、40s 80和DCOR/5，220單向偏心受壓，雙向偏心受壓，2020/7/22，屋架上弦，多層框架柱，拱肋，3。偏心受壓構件，2020/7/22，偏心受壓構件，m=e0n，3。偏心受壓構件、壓彎構件以及偏心受壓構件的力學性能和破壞模式在軸向受壓構件和彎曲構件之間定義。2020年7月22日，混凝土開裂，所有混凝土在壓力下都沒有開裂，壓區(qū)中的混凝土被壓碎的構件破壞。故障模式與e0、as和As有關。1.實驗研究，3 .偏心受壓構件，(1)失效模式，2020/7/22，3。偏心受壓構件，2000大偏心受壓大偏心受壓破壞，受拉區(qū)混凝土開裂，塑性破壞，條件：大偏心距

11、e0，受拉側縱向鋼筋配筋率適當；3.偏心受壓構件，破壞時受壓區(qū)高度較小，2020年7月22日；3.偏心受壓構件，2020年7月22日；小偏心受壓破壞，即受壓破壞，截面的最終破壞是由于受壓區(qū)混凝土的第一次壓碎，受拉側鋼筋的應力很小，達不到拉伸屈服，而承載力主要取決于受壓區(qū)混凝土和受壓側鋼筋，脆性破壞，。偏心受壓構件，受壓應力較大一側的鋼筋可達到屈服強度，而另一側的鋼筋在拉壓作用下不屈服。條件：偏心距e0小，或雖然e0大，但受拉鋼筋較多，破壞時壓區(qū)高度較大，2020年7月22日，受壓破壞(小偏心距受壓破壞)，接近軸向受壓，受拉破壞(大偏心距受拉破壞)，邊界破壞平衡破壞，接近彎曲破壞，根本區(qū)別在于當

12、混凝土受壓破壞時，縱向受拉鋼筋As是否屈服于拉力。3。偏心受壓構件，2020年7月22日，(2)兩種偏心受壓構件的邊界，大偏心受壓構件和小偏心受壓構件的判別條件：當時是大偏心受壓；當時，對于小偏心壓縮。極限狀態(tài)：縱向受拉鋼筋屈服，而受壓區(qū)邊緣的混凝土達到極限壓應變，而截面應變處于極限狀態(tài)，根本區(qū)別在于：縱向受拉鋼筋在受壓時是否屈服。，3。偏心受壓構件，2020/7/22，3。偏心受壓構件，ab，ac大偏心距，ad極限狀態(tài)，ae，af，ag小偏心距，ah軸向壓縮，2020/7/22，(3)軸向力的初始偏心力矩，初始偏心距，Ea20mm毫米(1/30)偏心截面邊長，3。偏心受壓構件，2020年7月22日，二階彎矩，一階彎矩，長細比越大，附加撓度越大，構件的承載力越低，3。偏心受壓構件，n，(4)受壓偏心受壓柱的正截面破壞具有不同的長細比。偏心受壓柱正截面破壞、2020/7/22、短柱、長柱、細長柱、材料破壞、不穩(wěn)定破壞、3。(4)偏心受壓構件，偏心受壓柱的正截面破壞、2020/7/22，3。偏心受