55 矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算

不考虑间接钢筋影响的情况，而按普通轴心受压承载力计算：
◆对l0/d大于12的柱（易纵向弯曲，导致螺旋筋不起作用）。 ◆螺旋箍筋轴向力设计值小于普通箍筋柱的轴向力设计时。
◆当间接钢筋换算面积Ass0小于纵筋全部截面积的25%时（间接
钢筋配置少，套箍作用不明显）。
构造要求：
箍筋间距不应大于80mm及dcor/5,也不应小于40mm。
例题讲解：118页
5.2.2 轴心受压螺旋箍筋柱正截面受压承载力计算
箍筋作用：
增强机理：约束核心区砼在纵向受压时的横向变形， 从而提高了砼抗压强度和变形能力，这种受到约束的 混凝土称为约束砼。 等效增强：在柱的横向采用螺旋箍筋或焊接环筋也能 像直接配置纵向钢筋那样起到提高承载力和变形能力 的作用，相当于间接纵筋。
◆ 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与 (哪种
构件的一种破坏形式?)相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。
◆ 形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受拉侧纵向钢筋
配筋率合适，通常称为大偏心受压情况下的受拉破坏。
N
fyAs
f'yA's
2、受压破坏
产生受压破坏的条件有两种情况： ⑴当相对偏心距e0/h0较小，截面全部受压或大部分受压 ⑵或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时
纵筋宜采用HRB400、RRB400、HRB500级钢筋（物尽其用） 箍筋一般采用HRB400、HRB335级钢筋，也可采用HPB300级。
5.1 受压构件的一般构造要求
5.1.3 纵筋
直径不宜小于12mm，常用16-32mm 单侧配筋率不小于0.2%，全部纵向钢筋最小配筋率附表4-5。 全部纵筋配筋率不宜超过5%。（回顾配筋率） 纵筋均匀布置，矩形截面不少于4根，圆形截面不少于6根。 保护层对一级环境取20mm,净间距不应小于50mm。
5.1 受压构件的一般构造要求
5.1.4 箍筋


封闭式（防纵筋压曲） 直径不应小于dmax/4，且不应小于6mm。 间距按以下两种情况确定其最大值：
绑扎骨架：max(15dmin，L短边，400mm) 焊接骨架：max(20dmin，L短边，400mm)
5.2 轴心受压构件的承载力计算
5.1.1 截面形式及尺寸 截面多为方形、矩形（模板规范化制作）；有时也用圆形或多边形
方形柱最小尺寸：250mm*250mm（承载要求） 柱截面尺寸为50、100mm的整倍数，且以800mm为界。 I字形翼缘厚度不宜小于120mm,腹板厚度不宜小于100mm
5.1.2 材料强度要求
宜采用较高强度等级混凝土，即至少为C30（“减肥”）
5.2.2 轴心受压螺旋箍筋柱正截面受压承载力计算
) Nu 0.9( fc Acor 2 f y Ass 0 f yAs
dcor s fyAss1 fyAss1
(a)
s
sr
Ass 0
d cor Ass 1
s
: 间接钢筋对砼约束的折减系数，当fcu,k≤50N/mm2时，取 = 1； 当fcu,k=80N/mm2时，取 =0.85，其间直线插值。
3、界限破坏
在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时，受压区混凝土被压 碎。破坏时，具有明显的横向裂缝，属于受拉破坏形态。
N N
As 太 多
ssAs
f'yA's
ssAs
f'yA's
受拉破坏与受压破坏的比较：
破坏过程的比较： 受拉破坏是受拉钢筋先达到屈服强度，最终导致受压区边 缘混凝土压碎截面破坏，属于延性破坏。 受压破坏是混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受
压，但都未达到屈服强度，属于脆性破坏。
破坏起因的比较：受拉破坏是受拉钢筋屈服，受压破坏 是受压区混凝土被压碎。
N M
N
fyAs
f'yA's
fyAs
f'yA's
M较大，N较小
偏心距e0较大
受拉破坏
◆ 截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随荷载增加发展
较快，首先达到屈服强度。
◆ 此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小。
◆ 最后受压侧钢筋A's 受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。
N
fyAs
f'yA's
受拉破坏
例题讲解：121页例题5-3
5.3 偏心受压构件正截面受压破坏形态
e0
N
N
M= N e 0
As
a
a'
As
As
As
As
h0
As
b
偏心受压构件
压弯构件
偏心距e0=0时，轴心受压构件 偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压构件和受弯 构件。
5.3.1 偏心受压短柱破坏类型
偏心受压构件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
普通箍筋柱轴压承载力公式
轴心受压短柱
) N Nu 0.9 ( fc A f y As
稳定系数 主要与柱的长细比有关 (P116:表5-1) 可靠度调整系数0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒 载作用的轴心受压柱的可靠性。 纵向配筋率大于3%时：
As ] N Nu 0.9[ fc ( A As ) f y
长短箍筋柱破坏比较：
短柱：
受力特征：初始偏心距影响小，可近似为轴压受力状态。 破坏过程：弹性阶段-塑性阶段-纵向裂缝出现-纵筋压屈、混凝土压 碎-彻底破坏
长短箍筋柱破坏比较：
长柱：
受力特征：初始偏心距影响大，破坏由轴向压力与弯矩引起。 破坏过程：凹侧砼开裂-凹侧砼压碎-纵筋压屈外凸-凸侧砼开裂-破坏
工程背景：
◆ 理想的轴心受压构件几乎不存在（施工误差+荷载随机性） ◆ 以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等，
主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。
5.2.1 轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算 箍筋柱分类：
普通箍筋柱
螺旋箍筋柱
箍筋柱中纵筋的作用：

提高柱子承载力，减小截面尺寸 防止因偶然偏心引起的破坏 改善破坏时构件的延性 减小混凝土的徐变变形
第五章 受压构件的截面承载力
受压构件（柱）在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往 导致整个结构的损坏，甚至倒塌。
受压构件类型：
不考虑砼的不均质性及钢筋非对称布置的影响。 近似用轴向压力的作用点与构件正截面形心相对 位置来划分受压构件类型。
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压
(c)双向偏心受压ຫໍສະໝຸດ 5.1 受压构件的一般构造要求