1、第四章 鋼筋混凝土受壓構件,第一節(jié) 受壓構件的構造要求,一、受壓構件分類,根據(jù)受力的方向是指向截面，還是離開截面， 可分為縱向受壓構件和縱向受拉構件； 根據(jù)力的作用線與截面軸線的位置關系， 可分為軸心受力構件和偏心受力構件。 其中,偏心受力構件，又可以分為單向偏心和雙向偏心。,框架柱壓壞,四、構造要求,1、混凝土強度等級,混凝土抗壓強度較高，為了減小柱截面尺寸，節(jié)約鋼筋，應采用強度等級較高的混凝土，一般不宜低于C25； 鋼筋一般選用HRB335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500,2. 截面形式及尺寸模數(shù),一般采用正方形或矩形截面； 為施工方便，截面尺寸一般不小于250

2、mm250mm,而且要符合相應模數(shù)（800mm以下，50mm；800mm以上，100mm）。,二、鋼筋混凝土受壓構件的構造要求,軸心受壓柱以方形為主， 偏心受壓柱以矩形為主,縱筋直徑不宜小于12mm。通常選用12mm32mm?？v筋要沿截面周邊均勻布置，并不少于4根（矩形）或6根（圓形）； 全部受壓鋼筋的最小配筋率為0.5%；最大一般不宜大于5%； 縱筋的凈距一般不小于50mm,且不宜大于300mm。 當偏心受壓柱的截面高度 600mm時，在柱的側(cè)面上應設置直徑為1016mm的縱向構造鋼筋，并相應設置復合箍筋或拉筋。,3. 縱筋的直徑及配筋率,4. 箍筋的直徑與間距,對于普通鋼箍柱，箍筋間距應滿

3、足：不大于構件截面的短邊尺寸；不大于15d（d為縱筋的最小直徑）；不大于400mm； 箍筋直徑不宜小于6mm ； 對于截面形狀復雜的柱，箍筋形式不可采用具有內(nèi)折角的箍筋； 被同一箍筋所箍的縱向鋼筋根數(shù)，在構件的角邊上應不多于3根。若多于3根，則應設置附加箍筋。,受壓構件復合菱形箍筋,受壓構件復合井字箍筋,受壓構件的配筋：,（1）縱向受力鋼筋 （2）箍筋,作用： 一 協(xié)助混凝土承受壓力，以減小構件尺寸； 二 承受可能的彎矩，以及混凝土收縮和溫度變形引起的拉應力； 三 防止構件突然的脆性破壞。,作用： 保證縱向鋼筋的位置正確，防止縱向鋼筋壓屈，從而提高柱的承載能力。,混凝土： 鋼筋 ：,第二節(jié) 軸

4、心受壓構件,1、長短柱的破壞特征：,1、軸心受壓短柱,2、軸心受壓長柱,臨近破壞時，柱子表面出現(xiàn)縱向裂縫，箍筋之間的縱筋壓屈外凸，混凝土被壓碎崩裂而破壞。,破壞時首先在凹邊出現(xiàn)縱向裂縫，接著混凝土壓碎，縱筋壓彎外凸，側(cè)向撓度急速發(fā)展，最終柱子失去平衡，凸邊混凝土拉裂而破壞。,式中：N軸向壓力設計值 Nu軸向抗壓承載力設計值 A構件的截面面積，當縱向鋼筋的配筋率大于3%時，A改用 Ac , Ac = AAS。 穩(wěn)定系數(shù)，按規(guī)范，教材表4-1。 設計中全部受壓鋼筋的配筋率不應超過5%，一般為0.52%，但也不應小于0.6%，同一側(cè)配筋不應小于0.2%,2、基本公式,式中系數(shù)0.9，是考慮到初始偏心

5、的影響， 以及主要承受恒載作用的軸心受壓柱的可靠性，引入的承載力折減系數(shù)。,柱的計算長度L0取值:,注：表中H對底層柱為從基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度； 對其余各層柱為上下兩層樓蓋頂面之間的高度。,習題： 某多層現(xiàn)澆框架結構的底層中柱，承受軸心壓力N=2450KN，樓層高H=6.4m，混凝土等級為C30（fc=14.3N/mm2）,用HRB400級鋼筋配筋（ fy=360N/mm2 ）, 柱截面積400X400，求縱筋。,軸心受壓,第三節(jié) 偏心受壓構件,壓彎構件 偏心受壓構件,1 偏心受壓構件破壞特征,當e0 很小時，接近軸壓構件 當e0 較大時，接近受彎構件,按偏心距和配筋的不同，偏壓構件可

6、分為受拉破壞和受壓破壞,當偏心距e0較大，且受拉鋼筋不太多時，發(fā)生受拉破壞。,當偏心距e0較小，或偏心距e0雖不小大，但受拉鋼筋配置過多時，均發(fā)生受壓破壞。,受拉破壞（大偏心受壓破壞）,破壞特征： 加載后首先在受拉區(qū)出現(xiàn)橫向裂縫，裂縫不斷發(fā)展，裂縫處的拉力轉(zhuǎn)由鋼筋承擔，受拉鋼筋首先達到屈服，并形成一條明顯的主裂縫，主裂縫延伸，受壓區(qū)高度減小，最后受壓區(qū)出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土被壓碎導致構件破壞。,類似于：正截面破壞中的適筋梁,屬于：延性破壞,受壓破壞（小偏心受壓破壞）,破壞特征： 加荷后全截面受壓或大部分受壓，離力近側(cè)混凝土壓應力較高，離力遠側(cè)壓應力較小甚至受拉。隨著荷載增加，近側(cè)混凝土出現(xiàn)縱向裂

7、縫被壓碎，受壓鋼筋屈服 ，遠側(cè)鋼筋可能受壓，也可能受拉，但都未屈服。,屬于：脆性破壞,類似于：正截面破壞中的超筋梁,2.附加偏心距ea與初始偏心距ei 由于實際工程中存在著荷載作用位置的不定性、混凝土質(zhì)量的不均勻性及施工的偏差等因素，軸向力的實際偏心距比e0偏大，產(chǎn)生附加偏心距ea，其值應取20 mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30兩者中的較大值。 計入附加偏心距后，軸向力的偏心距稱為初始偏心距ei，則： ei= e0+ea 3.附加彎矩 鋼筋混凝土受壓構件在承受偏心軸力后，將產(chǎn)生縱向彎曲變形，即側(cè)向撓度f。隨著荷載的增大而不斷增大，因而彎矩的增長也越來越明顯。偏心受壓構件計算中把截面彎矩中的Ne0稱為初始彎矩或一階彎矩，將Nf稱為附加彎矩或二階彎矩。,4.矩形截面大偏心受壓構件正截面承載力計算 1）基本公式 矩形截面大偏心受壓構件破壞時的應力分布簡化為圖所示的等效矩形圖。由靜力平衡條件可得出大偏心受壓的基本公式：,2）適用條件： （1）保證構件在破壞時，受拉鋼筋應力能達到抗拉強度設計值fy，必須滿足： ； （2）為了保證構件在破壞時，受壓鋼筋應力能達到抗壓強度設計值fy，必須滿足：x2as，若不滿足則取x=2a