页数：56页文件大小：701.2 KB来源： 建筑结构与施工图ppt课件
本课件讲解钢筋混凝土受压构件，先说明截面形式、纵筋与箍筋的构造要求，再分别推导轴心受压与偏心受压构件的正截面承载力，比较多大偏心受压的破坏形态与判别条件，并给出不对称配筋、对称配筋的截面设计与复核方法以及Nu-Mu相关曲线的应用。
学习目的1熟悉受压构件的构造要求；2掌握对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算方法；3理解偏心受压构件正截面的两种破坏形态及其判别方法。模块2.3钢筋混凝土受压构件。
轴心受压构件纵筋的主要作用:帮助混凝土受压箍筋的主要作用:防止纵向受力钢筋压屈偏心受压构件纵筋的主要作用：一部分纵筋帮助混凝土受压另一部分纵筋抵抗由偏心压力产生的弯矩箍筋的主要作用:抵抗剪力。
一受压构件构造要求轴心受压：一般采用方形、矩形、圆形和正多边形偏心受压构件：一般采用矩形、工字形、T形和环形第一节轴心受压构件正截面受压承载力计算材料强度要求混凝土：C25 C30 C35 C40等钢筋：纵筋：HRB400级、HRB335级和RRB400级箍筋：HPB235级、HRB335级也可采用HRB400级。
纵筋全部纵筋配筋率不应小于0.6%；不宜大于5%一侧钢筋配筋率不应小于0.2%直径不宜小于12mm，常用16~32mm，宜用粗钢筋。
在焊接骨架中则不应大于20d（d为纵筋最小直径），且不应大于400mm，也不大于构件横截面的短边尺寸箍筋直径：不应小于d／4 (d为纵筋最大直径)，且不应小于6mm。
当纵筋配筋率超过3％时，箍筋直径不应小于8mm，其间距不应大于10d，且不应大于200mm。
（d为受力钢筋中的最小直径）当搭接的受压钢筋直径大于25mm时，应在搭接接头两个端面外50mm范围内各设置两根箍筋。
通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。
但有些构件，如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。二轴心受压构件的承载力计算。
1.短柱的受力特点和破坏形态钢筋混凝土短柱破坏时压应变在0.0025~0.0035之间，规范取为0.002相应地，纵筋的应力为弹塑性阶段用表示钢筋的抗压强度设计值。
2．细长轴心受压构件的承载力降低现象初始偏心距附加弯矩和侧向挠度加大了原来的初始偏心距构件承载力降低。
3.轴心受压构件的承载力计算轴心受压短柱轴心受压长柱稳定系数稳定系数j主要与柱的长细比l0/i有关系数0.9是可靠度调整系数。
（1）截面设计已知：轴心压力设计值N，材料强度等级fc、fy’构件计算长度l0，截面面积bxh求：纵向受压钢筋面积As’。
压弯构件偏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。第二节偏心受压构件正截面受压承载力计算。
这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。
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As太多。
截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大，而受拉侧钢筋应力较小，当相对偏心距e0/h0很小时，‘受拉侧’还可能出现受压情况。
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As太多。
三附加偏心距和偏心距增大系数由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因，实际工程中不存在理想的轴心受压构件。
为考虑这些因素的不利影响，引入附加偏心距ea，即在正截面压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距e0=M/N与附加偏心距ea之和，称为初始偏心距ei参考以往工程经验和国外规范，附加偏心距ea取20mm与h/30两者中的较大值，此处h是指偏心方向的截面尺寸。
在截面和初始偏心距相同的情况下，柱的长细比l0/h不同，侧向挠度f的大小不同，影响程度会有很大差别，将产生不同的破坏类型。
虽然最终在M和N的共同作用下达到截面承载力极限状态，但轴向承载力明显低于同样截面和初始偏心距情况下的短柱。
在未达到截面承载力极限状态之前，侧向挠度f已呈不稳定发展即柱的轴向荷载最大值发生在荷载增长曲线与截面承载力Nu-Mu相关曲线相交之前。
1.大偏心受压（受拉破坏）已知：截面尺寸(b×h)、材料强度(fc、fy，fy')、构件长细比(l0/h)以及轴力N和弯矩M设计值，若hei>eib.min=0.3h0，一般可先按大偏心受压情况计算四矩形截面正截面承载力计算。
与双筋梁类似，为使总配筋面积（As+A's）最小?可取x=xbh0得★若A's<0.002bh?则取A's=0.002bh，然后按A's为已知情况计算。
先由第二式求解x，若x<xbh0，且x>2a'，则可将代入第一式得若x>xbh0？★若As若小于rminbh？应取As=rminbh。
则应按A's为未知情况重新计算确定A's则可偏于安全的近似取x=2a'，按下式确定As若x<2a'？。
先由第二式求解x，若x<xbh0，且x>2a'，则可将代入第一式得若x>xbh0★若As若小于rminbh应取As=rminbh。
则应按A's为未知情况重新计算确定A's则可偏于安全的近似取x=2a'，按下式确定As若x<2a'。
先由第二式求解x，若x<xbh0，且x>2a'，则可将代入第一式得若x>xbh0？★若As若小于rminbh？应取As=rminbh。
则应按A's为未知情况重新计算确定A's则可偏于安全的近似取x=2a'，按下式确定As若x<2a'？。
2.小偏心受压（受压破坏）hei≤eib.min=0.3h0两个基本方程中有三个未知数，As、A's和x，故无唯一解。
进一步考虑，如果x<2b-xb，ss>-fy'，则As未达到受压屈服因此，当xb<x< (2b-xb)，As无论怎样配筋，都不能达到屈服，为使用钢量最小，故可取As=max(0.45ft/fy，0.002bh)。
另一方面，当偏心距很小时，如附加偏心距ea与荷载偏心距e0方向相反，则可能发生As一侧混凝土首先达到受压破坏的情况。
此时通常为全截面受压，由图示截面应力分布，对A's取矩，可得，e'=0.5h-a'-(e0-ea),h'0=h-a'。
⑵若x>(2b-xb)，ss=-fy'，基本公式转化为下式，⑶若xh0>h，应取x=h，同时应取a=1，代入基本公式直接解得A's重新求解x和A's。
迭代计算方法用相对受压区高度x，在小偏压范围x=xb~1.1，对于HRB335级钢筋和<C50混凝土，as在0.4~0.5之间，近似取0.45as=x(1-0.5x)变化很小。
(1)的误差最大约为12%。如需进一步求较为精确的解，可将A's。
二、不对称配筋截面复核在截面尺寸(b×h)、截面配筋As和As'、材料强度(fc、fy，fy')、以及构件长细比(l0/h)均为已知时，根据构件轴力和弯矩作用方式，截面承载力复核分为两种情况。
1.给定轴力设计值N，求弯矩作用平面的弯矩设计值MNMuNuNMMuNu2.给定轴力作用的偏心距e0，求轴力设计值N。
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M两个。
若N≤Nb，为大偏心受压，若N>Nb，为小偏心受压，由(a)式求x以及偏心距增大系数h，代入(b)式求e0，弯矩设计值为M=N e0。
2.给定轴力作用的偏心距e0，求轴力设计值N若hei≥e0b，为大偏心受压未知数为x和N两个，联立求解得x和N。
尚应考虑As一侧混凝土可能先压坏的情况e'=0.5h-a'-(e0-ea)，h'0=h-a'。
另一方面，当构件在垂直于弯矩作用平面内的长细比l0/b较大时，尚应根据l0/b确定的稳定系数j，按轴心受压情况验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力上面求得的N比较后，取较小值。
对称配筋截面，即As=As'，fy=fy'，a=a'，其界限破坏状态时的轴力为Nb=afcbxbh0。
因此，除要考虑偏心距大小外，还要根据轴力大小（N<Nb或N>Nb）的情况判别属于哪一种偏心受力情况。
1.当hei>eib.min=0.3h0，且N<Nb时，为大偏心受压x=N/afcb若x=N/afcb<2a'，可近似取x=2a'，对受压钢筋合力点取矩可得e' =hei-0.5h+a'。
2.当hei≤eib.min=0.3h0，为小偏心受压或hei>eib.min=0.3h0，但N>Nb时，为小偏心受压由第一式解得代入第二式得这是一个x的三次方程，设计中计算很麻烦。
由前述迭代法可知，上式配筋实为第二次迭代的近似值，与精确解的误差已很小，满足一般设计精度要求。对称配筋截面复核的计算与非对称配筋情况相同。
四、Nu-Mu相关曲线对于给定的截面、材料强度和配筋，达到正截面承载力极限状态时，其压力和弯矩是相互关联的，可用一条Nu-Mu相关曲线表示。
根据正截面承载力的计算假定，可以直接采用以下方法求得Nu-Mu相关曲线：⑴取受压边缘混凝土压应变等于ecu。
⑶根据截面应变分布，以及混凝土和钢筋的应力-应变关系，确定混凝土的应力分布以及受拉钢筋和受压钢筋的应力。
Nu-Mu相关曲线反映了在压力和弯矩共同作用下正截面承载力的规律，具有以下一些特点：⑴相关曲线上的任一点代表截面处于正截面承载力极限状态时的一种内力组合。
如（N，M）在曲线外侧，则表明截面承载力不足；⑵当弯矩为零时，轴向承载力达到最大，即为轴心受压承载力N0（A点）；当轴力为零时，为受纯弯承载力M0（C点）。
当轴压力较大时，Mu随N的增加而减小（AB段）；⑷截面受弯承载力在B点达(Nb，Mb)到最大，该点近似为界限破坏。
⑹对于对称配筋截面，达到界限破坏时的轴力Nb是一致的。⑸如截面尺寸和材料强度保持不变，Nu-Mu相关曲线随配筋率的增加而向外侧增大。
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