工程结构设计原理课件

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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－9
柱的主要破坏类型
3、无筋砌体柱
在0.5-0.7破坏荷载时，单个块体内出现竖向裂缝 单个块体裂缝连接形成连续的裂缝（0.8-0.9破坏荷载） 并连成几条贯通裂缝，砌体分成几个1/2块体的小立柱， 砌体明显外鼓，个别块体可能被压碎，小立柱失稳而 完全破坏。
• 外弯矩非线性增加 MN(e0f) • 附加弯矩 Nf （二阶效应）
• 内弯矩： EI x y '' • 当外弯矩增加>内弯矩增加，内外弯矩无法
• 平衡 丧失整体稳定（持续挠曲）。
• 柱不能维持平衡状态。
• 轴心受压或偏心受压柱，发生失稳时，
• 材料没有或尚未完全破坏（破坏突然，后果严重）。
• 柱承载力设计的基本思路PPT学，习交与流 梁类似。
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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－3
柱的材料及截面形式 截面形式：
2、钢筋混凝土柱
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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－4
柱的材料及截面形式 截面形式：
3、砌体柱 一般T形；
（与墙体结合） 配筋砌体柱；
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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－5
柱的材料及截面形式 截面形式：
较大，但所配受拉钢筋过多） 受压混凝土出现纵向裂缝
并先达到极限压应变而破坏，
钢筋未屈服，脆性破坏。
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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－8
柱的主要破坏类型
界限破坏: u
受拉钢筋屈服的同时，受压混凝土达到极限压应变而 破坏。用以判别两种破坏的型式。
3、无筋砌体柱 砌体的受压强度比受拉强度高很多，适宜于作轴心受 压柱，以及偏心不大的偏压柱。（荷载及偏心距较大时 宜做成配筋砌体柱）
4、钢－混凝土组合柱 钢管混凝土柱； 型钢混凝土柱（钢骨混凝土柱）SRC；
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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－6
柱的主要破坏类型
• 截面强度破坏 1、钢柱：当截面有削弱时，最小截面上部分或全部材 料应力达到屈服应力；无截面削弱时，一般不出现。 2、钢筋混凝土柱：
轴心受压－截面上钢筋与混凝土应变相同，破坏时 柱四周出现纵向裂缝，钢筋屈服外鼓，混凝土被压碎；
偏心受压柱（压弯）强度破坏类似钢筋混凝土梁， a. 受拉破坏； b. 受压破坏；
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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－7
柱的主要破坏类型 受拉破坏:（偏心距较大，且受拉钢筋配置不多）
先出现横向裂缝 形成主裂缝（受拉混凝土退出工作） 受拉钢筋屈服 受压混凝土达到极限压应变而破坏。 属于延性。 受压破坏:（偏心距较小，或虽偏心距
工程结构设计 原理
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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－1
柱的结构形式及破坏类型 应用范围： 柱的分类：
1、按作用力的位置分：轴心受力构件（拉、压） 偏心受力构件（拉弯、压弯）
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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－2
柱的材料及截面形式 2、按组成材料分：钢材（型钢、钢板、拉索及钢 筋）、钢筋混凝土、砌体和组合材料。 截面形式： 1、轴心受拉、受压钢构件
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第37讲：柱的承载力设计（8） 8－12
柱的失稳破坏
• 构件受压就有可能出现稳定问题—主要破坏形式。
• 对钢柱：由薄壁板件形成柱截面，与梁一样存在局部 失稳破坏。
• 轴心受压柱的整体失稳：
随着轴向压力的增大，构件从稳定平衡状态过渡到随 遇平衡状态，也称临界状态。此时，如有微小干扰力 使其偏离平衡位置，则在干扰力除去后，将停留在新 的位置而不能恢复到原先的平衡位置。这时的轴向压 力称为临界压力。当轴向压力超过临界压力后，柱因 不能维持平衡而失稳破坏
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第36讲：柱的承载力设计（8） 8－9
柱的主要破坏类型
3、无筋砌体柱偏心受力
一旦截面受拉边的拉应力超过砌体通缝抗拉强度 时，出现水平裂缝，使截面削弱，即实际截面面积减 小。此时截面上纵向力的偏心距减小，裂缝不会无限 制发展，而是达到新的平衡状态。
当剩余截面减小到一定程度时，受压区出现竖向 裂缝后导致破坏。
Hale Waihona Puke Baidu
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第37讲：柱的承载力设计（8） 8－13
轴压柱的失稳破坏 轴压柱失稳特点：
1、临界应力与构件的几何 尺寸有关；
2、仅与E有关，与钢种无关。
失稳形式： 弯曲失稳、扭转失稳、 弯扭失稳
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第37讲：柱的承载力设计（8） 8－14
偏心受压柱的整体失稳
• 单向偏心受压柱破坏特征：
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第36讲：受弯构件－梁（5） 下一讲的主要内容
8－10
1、柱的失稳破坏； 2、钢轴心受力构件的强度和刚度计算；
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结构设计原理
第 三十七 讲 主讲教师： 曹双寅 舒赣平
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第37讲：柱的承载力设计（8）
上一讲内容
8－11
1、柱的应用及截面形式； 2、柱（轴压、压弯构件）的强度破坏型式；