06钢筋混凝土轴心受压构件承载能力极限状态计算

《钢筋混凝土结构设计原理》 钢筋混凝土结构设计原理》

第六章 钢筋混凝土轴心受压构件承载能力 极限状态计算

丁泉顺 副研究员同济大学桥梁工程系 021-65989449(o),13761271908(mb) qsding@

钢筋混凝土结构设计原理

轴压构件构造要点普通箍筋柱 螺旋箍筋柱

轴压构件破坏状态分析 轴压构件承载力设计与复核

钢筋混凝土结构设计原理

1、前言受压构件：承受轴向压力为主 轴心受压构件：轴向力作用在构件截面形心。 偏心受压构件：轴向力不作用在构件截面形心(M和N)。N NNM

N

M

N

轴心受压

单向偏心受压

双向偏心受压

轴压构件研究对象： 实际结构中理想轴压构件几乎不存在。施工误差、荷载作用位置不确定、混凝土质量不均匀和钢筋不 对称等原因，都将使构件产生一定初始偏心距。

有些构件(桁架受压腹杆等)可近似按轴压构件计算。 单向偏心受压构件垂直于弯矩作用方向 垂直于弯矩作用方向也需按轴压构件验 垂直于弯矩作用方向 算。

钢筋混凝土结构设计原理

钢筋混凝土结构设计原理

钢筋混凝土结构设计原理

钢筋混凝土结构设计原理

钢筋混凝土结构设计原理

钢筋混凝土结构设计原理

钢筋混凝土结构设计原理

钢筋混凝土结构设计原理

2、轴心受压构件构造要点按箍筋作用及配置方式分为两种：普通箍筋柱(直接配筋柱)纵筋 普通箍筋

螺旋箍筋柱(间接配筋柱)纵筋 螺旋箍筋(或焊接环形箍筋)

普通箍筋柱

螺旋箍筋柱

钢筋混凝土结构设计原理

2、轴心受压构件构造要点

钢筋混凝土结构设计原理

2、轴心受压构件构造要点2.1 普通箍筋柱截面形状：正方形、矩形、圆形等 截面形状： 截面尺寸：不宜小于250mm,取整(50mm) 截面尺寸 纵筋： 纵筋 通常采用HRB335级(Ⅱ级)和HRB400级(Ⅲ级)钢筋，不宜采用 高强钢筋。 直径不小于12mm,矩形截面不少于4根，圆形截面不少于8根， 沿周边均匀布置 ； 纵筋净距不小于50mm,也不大于350mm,满足最小保护层规 定； 纵筋最小配筋率0.5%(C50及以上时为0.6%),0.2%(一 侧);不宜超过5%,一般约为1%~2%;按构件全截面计算。

钢筋混凝土结构设计原理

2、轴心受压构件构造要点2.1 普通箍筋柱普通箍筋： 普通箍筋 箍筋采用封闭式，直径不小于纵筋的d/4,且不小于8mm; 箍筋间距不大于400mm,也不大于截面短边尺寸(0.8倍直径) 或15d; 纵筋搭接范围内，或纵筋配筋率大于3%,箍筋间距不大于10d 且不大于200mm; 纵筋离角筋间距不大于150mm,否则应设置复合箍筋(指沿构 件纵轴同一截面按一定间距配置两种或两种以上形式共同组 成的箍筋)。

钢筋混凝土结构设计原理

2、轴心受压构件构造要点2.1 普通箍筋柱d = 12 ~ 20mm ≤ b s ≤ 15d 基本箍筋 ≤ 400mm

d ≥ 8mm

附加箍筋

≥ 40 mm

≥ 8mm

≥ 50mm附加箍筋

钢筋混凝土结构设计原理

2、轴心受压构件构造要点2.2 螺旋箍筋柱 截面形状：圆形，多边形 截面形状： 截面尺寸：核心截面积Acor不小于2/3A 截面尺寸 纵筋： 纵筋沿圆周均匀分布，截面积不小于0.5%Acor,,且不大于5% Acor, , 配筋率ρ‘s=A’s/Acor在1%~3%。

钢筋混凝土结构设计原理

2、轴心受压构件构造要点2.2 螺旋箍筋柱 螺旋箍筋： 螺旋箍筋直径不小于1/4d且不小于8mm,一般采用8~12mm; 间距不大于1/5dcor; 间距不大于80mm且不小于40mm,以便施工； 换算截面面积As0不小于纵筋面积的25%; 配筋率ρs0=As0/Acor不小于0.8%~1.0%,也不大于2.5%~3.0 %。

螺旋箍筋换算截面面积As0:将螺旋箍筋的截面积折算成相 螺旋箍筋换算截面面积A 当的纵筋的截面积，即一圈螺旋箍筋的体积除以其间距。

A s 01 π d cor As 0 = s

钢筋混凝土结构设计原理

3、轴压构件的破坏形态分析轴压构件按构件长细比不同，分为短柱和长柱。 长细比： λ = l0 r 截面回转半径：r = Ic A

钢筋混凝土结构设计原理

3、轴压构件的破坏形态分析3.1普通箍筋短柱 3.1普通箍筋短柱 工作阶段： 工作阶段开裂前：整个截面应变均匀分布 开裂后：柱中部四周混凝土表面出现微细裂 缝 破坏：出现明显纵向裂缝，部分砼保护层剥 落，箍筋间纵筋压曲，向外凸出，砼压碎

N

初始受力

破坏形态： 破坏形态受压破坏 材料破坏：砼极限压应变约0.002,柱中部横 向挠度很小

破坏荷载： 破坏荷载

N u = f c A + f 's A's