钢筋混凝土受压构.ppt

建筑结构,主讲：蒲 瑜,第三节 钢筋混凝土受压构件,第二章 钢筋混凝土结构,一、分类,二、材料的选用,混凝土 宜采用较高强度等级的混凝土，一般采用C25 及以上等级的混凝土。 钢筋 不宜选用高强度钢筋，一般采用HRB400和HRB335。,三、截面形式和尺寸,截面形状：正方形、矩形、圆形、环形。,截面尺寸：截面尺寸一般应符合l0/b30及 l0/h25(其中l0为柱的计算长度，h和b分别为截面的高度和宽度）。 对于方形和矩形截面，其尺寸不宜小于250250mm。为了便于模板尺寸模数化，柱截面边长在800mm以下者，宜取50mm 的倍数；在800mm以上者，取为100mm的倍数。,四、纵向钢筋,、设置纵向受力钢筋的目的 协助混凝土承受压力； 承受可能的弯矩，以及混凝土收缩和温度变形引起的拉应力； 防止构件突然的脆性破坏。,、布置方式,轴心受压柱的纵向受力钢筋应沿截面四周均匀对称布置； 偏心受压柱的纵向受力钢筋放置在弯矩作用方向的两对边； 圆柱中纵向受力钢筋宜沿周边均匀布置。,、构造要求,纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，通常采用 1232mm。一般宜采用根数较少，直径较粗的钢筋，以保证骨架的刚度。 方形和矩形截面柱中纵向受力钢筋不少于根，圆柱中不宜少于8根且不应少于6根。 柱中纵向受力钢筋的净间距不应小于50mm；对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小净间距可按梁的有关规定取用； 在偏心受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋，其中距不宜大于300mm,、配筋率,受压构件纵向钢筋的最小配筋率应符合下表的规定。全部纵向钢筋的配筋率不宜超过5。受压钢筋的配筋率一般不超过3，通常在0.5 2之间。,5、配筋方式,对称配筋：在柱的弯矩作用方向的两对边对称布置相同的纵向受力钢筋。 非对称配筋：在柱的弯矩作用方向的两对边布置不同的纵向受力钢筋。,顶层纵筋,基础插筋,中间层纵筋,室外地坪,钢筋连接形式： 绑扎搭接 焊接连接 机械连接,抗震要求=2.3Lle 非抗震要求=2.3ll,绑扎搭接,焊接连接,机械连接,35d,Max(35d,500),钢筋搭接 及 错开长度,表示方法1,标高及截面尺寸,表示方法2,五、箍筋,1、作用,保证纵向钢筋的位置正确； 防止纵向钢筋压屈，从而提高柱的承载能力。,1、柱及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式； 2、箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸，且不应大于15d，d为纵向受力钢筋的最小直径； 3、箍筋直径不应小于d/4,且不应小于6mm，d为纵向钢筋的最大直径； 4、当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时，箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于给向受力钢筋最小直径的10倍，且不应大于200mm；箍筋末端应做成135弯钩且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍；箍筋也可焊成封闭环式； 5、当柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3根时，或当柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢筋多于4根时，应设置复合箍筋；,2、构造要求,2、构造要求,2、构造要求,2、构造要求,对于截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋箍筋,截面注写示例,1.轴心受压构件的破坏特征 按照长细比 l 的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当 l 8 时属于短柱，否则为长柱。其中l为柱的计算长度，为矩形截面的短边尺寸。 1轴心受压短柱的破坏特征,六、受压构件的受力及破坏特征,轴心受压短柱的破坏过程,（1）当轴向力较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形，轴向力在截面内产生的压应力由混凝土合钢筋共同承担。 （2）随着荷载的增大，构件变形迅速增大，此时混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增加缓慢，而钢筋应力的增加则越来越快。在临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。,当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变 =0.002，相应的纵向钢筋应力值 =Es=21050.002=400N/mm2。因此，当纵筋为高强度钢筋时，构件破坏时纵筋可能达不到屈服强度。显然，在受压构件内配置高强度的钢筋不能充分发挥其作用，这是不经济 的。,2轴心受压长柱的破坏特征,轴心受压长柱的破坏过程,（1）初始偏心距导致附加弯矩，附加弯矩产生的水平挠度又加大了初始偏心距；较大的初始偏心距将导致承截能力的降低。破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯向外凸出，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡并将凸边混凝土拉裂而破坏。 （2）长细比较大时，可能发生“失稳破坏”。,由上述试验可知，在同等条件下，即截面相同，配筋相同，材料相同的条件下，长柱承载力低于短柱承载力。在确定轴心受压构件承截力计算公式时，规范采用构件的稳定系数 来表示长柱承截力降低的程度。长细比l0/b越大， 值越小，当l0/b 8时， = 1。 稳定系数 可按下式计算： （4.2.1） 式中 柱的计算长度; 矩形截面的短边尺寸，圆形截面可取,（ d为截面直径），对任意截面可取 （i为截面最小回转半径）。 构件的计算长度l0与构件两端支承情况有关，对于一般的多层房屋的框架柱，梁柱为刚接的框架各层柱段。现浇楼盖：底层柱l0 1.0H ；其余各层柱段l0 1.25H。装配式楼盖：底层柱l0 1.25H；其余各层柱段l0 1.5H。,1.偏心受压构件破坏特征 按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。,2.偏心受压构件承载力计算,1大偏心钢筋混凝土受压构件破坏过程（受拉破坏）,（点击播放视频）,受拉破坏,破坏特征：受拉钢筋首先达到屈服强度，最后受压区混凝土达到界限压应变而被压碎，构件破坏。此时，受压区钢筋也达到屈服强度。 破坏性质：延性破坏,2.小偏心钢筋混凝土受压构件破坏过程（受压破坏）,（点击播放视频）,受压破坏,破坏特征：临近破坏时，构件截面压应力较大一侧混凝土达到极限压应变而被压碎。构件截面压应力较大一侧的纵向钢筋应力也达到了屈服强度；而另一侧混凝土及纵向钢筋可能受拉，也可能受压