第5章受压构件承载力计算讲解.ppt

受压构件：承受轴向压力为主的构件 5.2.1 轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力 荷载较小时，混凝土、钢筋处于弹性阶段，荷载变形成正比； 荷载的增大，混凝土出现塑性性质，压缩变形增加的速度快于荷载增加的速度，钢筋的压应力比混凝土压应力增加得快； 荷载的继续增大，柱中出现微细裂缝，临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，纵筋压屈，向外突出，混凝土被压碎，构件破坏 5.2.1 轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力 初始偏心距的影响不可忽略 加载后，初始偏心距导致产生附加弯距和相应的侧向挠度，侧向挠度又增大了荷载的偏心距； 随着荷载的增大，侧向挠度、附加弯矩不断增大，长柱在轴力和弯矩的共同作用下发生破坏； 凹侧最先出现裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋压曲向外凸出，凸侧混凝土出现横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏 5.3 偏心受压构件正截面受压破坏形态 偏心受压构件：构件截面受到轴向压力和弯矩的共同作用或偏心压力的作用的构件 受拉破坏和受压破坏的界限： 解： 1）判断是否考虑二阶效应 解： 1）判断是否考虑二阶效应 1、给定轴力设计值N，求弯矩作用平面的弯矩设计值M 由于给定截面尺寸、配筋和材料强度均已知，未知数 只有x和e两个。 若N ≤Nub ,则x ≤xbh0为大偏心受压 由(a)式求x，代入(b)式求e，求ei，弯矩设计值为M=N e0 由(a)式求x，代入(b)式求e，求ei，弯矩设计值为M=N e0 根据力的平衡求x,或 若N Nub ，则x xbh0为小偏心受压 2、给定偏心距e0，求轴向力设计值N x≤xbh0，大偏压 f y A s f y A s N h0 a’s ei e e’ xxbh0，小偏压 垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算 规范规定，偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的受压承载力以外，还应按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力，无论截面设计还是截面复核，是大偏压还是小偏压，都要验算。此时，可不计入弯矩的作用，但应考虑稳定系数的影响 根据 查表得到稳定系数 M1/M2=0.920.9，考虑p-d效应 （2）判别大小偏心受压构件 （3）计算受压侧钢筋 （4）计算受拉侧钢筋 （5）验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力： 一侧纵筋最小配筋率、全部纵筋最小配筋率满足要求 轴心受压承载力安全 N e 0 A s s A ￠ A s s A ￠ h 0 a a b s s e e’ 偏心受压短柱的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关 1、受拉破坏-大偏心受压 M较大，N较小 偏心距e0较大 且受拉筋配筋率不高 e0 5.3.1 偏心受压短柱破坏形态 破坏特征 ◆ 加载后部分截面受拉，部分受压 受拉侧混凝土较早出现横向裂缝，As的首先达到屈服强度，裂缝迅速开展，中和轴上移，混凝土受压区高度减小 ◆ 最后受压侧钢筋A‘s 屈服，压区混凝土压碎构件破坏 ◆ 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，属于延性破坏。承载力主要取决于受拉侧钢筋。 ◆ 大偏心受压的特点：受拉钢筋先屈服，受压区边缘混凝土被压碎截面破坏，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似 e0 2、受压破坏-小偏心受压破坏 ⑵或虽然偏心距较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时 s s A s f y A s N As太多 s s A s f y A s N 产生受压破坏的条件有两种情况： ⑴当偏心距较小 e0 e0 ◆ 截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大。 ◆ 而另一侧钢筋应力较小，可能受拉或也可能受压。 ◆ 截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏，受拉侧钢筋没有屈服 ◆ 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大，破坏突然，属于脆性破坏。 小偏心受压的特点：混凝土被压碎截面破坏，远侧钢筋可能受拉可能受压，但都未屈服 2、受压破坏 s s A s f y A s N As太多 s s A s f y A s N e0 e0 受拉钢筋达到屈服强度的同时，受压区边缘混凝土达到极限压应变被压碎，即界限破坏 受拉破坏： 受压破坏： ◆ 由于纵向弯曲变形，轴向力将产生二阶效应，引起附加弯矩 ◆ 对于长细比较大的构件，二阶效应引起附加弯矩不能忽略 ◆ 对跨中截面，轴力N的偏心距为ei + f ，即跨中截面的弯矩为 M =N ( ei + f )。 ◆ 在截面和初始偏心距相同的情况下，柱的长细比不同，侧向挠度 f 的大小不同，将产生不同的破坏类型 f y x e i e i N N N e i N ( e i + f ) l e 5.3.2 偏心受压长柱破坏类型 ◆ 对于长细比l0/h≤5的短柱 ◆ 侧向