受压构件正截面承载力
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正截面受压承载力计算
N 0.9 ( fyAs fc A)
Ac ––– 截面面积:
当 > 0.03时
Ac=A-As
当b或d 300mm时 fc 0.8
––– 稳定系数,反映受压构件
的承载力随长细比增大而 As 降低的现象。
= N长/N短 1.0
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N
fc f y As
b h
短柱:=1.0
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长柱: … lo/i (或lo/b) 查表3-1 i =
I A
lo ––– 构件的计算长度,与构件端部的支承条件有关。
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• 截面设计: 已知:bh,fc, f y, l0, N, 求As
As
(N
0.9
-fc f y
Ac
)
> min
min = 0.4%
• 强度校核: 已知:bh,fc, f y, l0, As, 求Nu
N 1.5× 0.9 (fyAs+fcA)
应用于lo/b 12的情况
公式中不考虑
40mm S 80mm 或 dcor/5
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6.4 偏心受压构件正截面的承载力计算
6.4.1 偏心受压构件的破坏形态 偏心受压构件是介于轴压构件和受弯构件之间
的受力状态。 e0 0 轴压构件 e0 受弯构件
大小偏心受压的分界:
x
h0
xb h0
b
当 < b ––– 大偏心受压
> b ––– 小偏心受压
As
b
c
ab
s y
d e
f
ae
g h
= b ––– 界限破坏状态 ad
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As h0
x0 a a a
xb0
0.002 cu
6.4.2 柱的分类及其考虑二阶效应内力分析法
柱:在压力作用下 产生纵向弯曲
Nu=0.9 (A'sf 'y+fcAc)
当Nu N
安全
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6.3.2 配有纵筋和间接箍筋柱正截面的受压承载力
纵向压缩 横向变形 纵向裂纹(横向拉坏) 若约束横向变形,使砼处于三向受压状态 提高的承载力
f1 fc 4.1 2
当N增大,砼的横向变形足够大时,对箍筋形 成径向压力,反过来箍筋对砼施加被动的径向均 匀约束压力。
e0更小一些,全截面受压。 但近力侧的压应力大一些,
(
坏 小
偏
最终由近力侧砼压碎,Asf y而
心
破坏。As为压应力,未达到屈服。
受
e0很小。 使得实际的近力侧成为名义上的
压 破 坏
)
远力侧。
由远力侧的砼压碎及As屈服导致
构件破坏,As 第16s页。/共37页
界限破坏:当受拉钢筋屈服的同时,受压边缘混凝 土应变达到极限压应变。
6.3.1 配有纵筋和箍筋柱正截面的受压承载力
lo/i 28 lo/b 8 短柱 柱(受压构件)
lo/i >28
长柱
初始偏心产生附加弯矩 附加弯矩引起挠度 加大初始偏心,最终构件是在M,N共同作用
下破坏。
在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下,长
柱的承载力低于短柱,(采用降低系数来考虑)
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短柱 中长柱
––– 材料破坏
细长柱 ––– 失稳破坏
• 轴压构件中: φ = N长 N短
• 偏压构件中:
偏心距增大系数
N A
N0 N0ei N1 N1ei
N2 N2ei
短柱(材料破坏)
B
中长柱(材料破坏)
N1af1 C
细长柱(失稳破坏)
N2af2
E
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D
M
N
f
M = N(ei+f)
fc
2 fy Ass1 S dcor
y = 0 N fc1 Acor fyAs
代入得:
N ≤0.9( fc Acor fyAs 2fy Ass0 )
式中
Ass0
dcor
S
Ass1
Acor
dcor
4
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间接钢筋的换 算截面面积
注意事项:
为防止混凝土保护层过早脱落,公式计算 的N应满足
f y。
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受拉破坏 (大偏心受
压破坏)
N
cmax1
cmax2
cu
ei N
ei N
sAs
f yAs
sAs
f yAs
(a) N
(b)
(c)
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N的偏心较小一些或N的e0大,
然而As较多。 截面大部分受压 最终由受压区砼压碎, Asf y
受 压
导致破坏,而As未屈服。
破
侧向挠曲将引起附加弯矩,
M增大较N更快,不成正比。
二阶矩效应
ei+ f = ei(1+ f / ei) = ei
=1 +f / ei ––– 偏心距增大系数
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ei N
af ei
N
l 20 10
1
f
cu y
h0
规范采用了的界限状态为 依据,然后再加以修正
大量试验表明:构件截面中的符合 平截面假定 ,偏压 构件的最终破坏是由于混凝土压碎而造成的。其影响因 素主要与 偏心距 的大小和所配 钢筋数量 有关。
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N
cu
e0 N
fyAs
f yAs
(a)
(b)
N
N的偏心距较大,且As不太多。 与适筋受弯构件相似,
As先屈服,然后受压混凝土达到cu ,As
短柱承载力: 条件:c s
混凝土:
当 c,max 0 0.002时, c fck
钢 筋:
当y c,max,则钢筋先屈服, s fyk
当采用高强钢筋,则砼压碎时钢筋未屈服
纵筋压屈(失稳)钢筋强度不能充分发挥。
's=0.002Es=0.002×2.0×105=400N/mm2
Nu f ykAs fck Ac
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应用: 仅在轴向受力较大,而截面尺寸受到限制时采用。
配置的箍筋较多
正截面受压承载力计算
f1 fc 4.1 2
x = 0 2 fy Ass1 2 S dcor
f y Ass1
2s
dcor
2
2fy Ass1
S dcor
f y Ass1
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代入得:
fc1
d 12mm
或更粗一些防止过早压屈
间距不应小于50mm不应大于350mm
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箍筋 箍筋:直径 6mm 或 d/4 当柱中全部纵向钢筋的配筋率超过3%时, 箍筋直径不宜小于8mm
柱中钢筋的搭接 纵筋搭接范围 S 10d 或 200mm
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6.3 轴心受压构件正截面的承载力计算
6.1 概 述
• 轴心受压构件 单向偏心受压
{ • 偏心受压构件 双向偏心受压
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6.2 受压构件的构造要求
材料的强度等级
* 混凝土常用C20~C40 * 钢筋常用HRB335和HRB400
截面的形式和尺寸 正方形、矩形、圆形、多边形、环形等
纵向钢筋
纵 筋 : 0.6% < < 5%