鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的強度計算

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1、3、鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的強度計算第三章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的強度計算橋梁結(jié)構(gòu)中的橋墩、樁、主拱圈、斜拉橋的索塔，以及單層廠房柱、拱、屋架上弦桿，多層和高層建筑中的框架柱、剪力墻、筒體，煙囪的筒壁等均屬于受壓構(gòu)件。受壓構(gòu)件按受力情況分為軸心受壓構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件兩類。第一節(jié)配有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件當構(gòu)件受到位于截面形心的軸向壓力時，為軸心受壓構(gòu)件。鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件按箍筋的作用及配置方式可分為普通箍筋柱和螺旋箍筋柱兩種，本節(jié)介紹配有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件。3.1.1一般構(gòu)造要求1、混凝土標號軸心受壓構(gòu)件的

2、正截面承載力，主要由混凝土提供，一般多采用C20～C30混凝土，或者采用更高標號的混凝土。2、截面尺寸軸心受壓構(gòu)件截面尺寸不宜過小，因長細比越大，承載力越小，不能充分利用材料強度。矩形截面的最小尺寸不宜小于250mm。3、縱向鋼筋縱向受力鋼筋一般選R235、HRB335級鋼筋，有特殊要求時，可用HRB400級鋼筋。鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm，凈距不應(yīng)小于5Omm且不應(yīng)大于35Omm。在構(gòu)件截面上，縱向受力鋼筋至少應(yīng)有4根并———————————————————————————————————————————————且在截面每一

3、角隅處必須布置一根。柱內(nèi)設(shè)置縱向鋼筋的目的是：a、提高柱的承載力，以減小構(gòu)件的截面尺寸；b、防止因偶然偏心產(chǎn)生的破壞；c、改善構(gòu)件破壞時的延性；d、減小混凝土的徐變。為此，《公橋規(guī)》規(guī)定：構(gòu)件全部縱向鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于0.5%（當混凝土強度等級在C50及以上時，不應(yīng)小于0.6%）；同時，一側(cè)鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于0.2%。軸心受壓構(gòu)件在加載后荷載維持不變的條件下，由于混凝土徐變，隨著荷載作用時間的增加，混凝土的壓應(yīng)力逐漸變小，鋼筋的壓力逐漸變大，初期變化比較快，經(jīng)過一定時間后趨于穩(wěn)定。在荷載突然卸載時，構(gòu)件回彈，由于混

4、凝土徐變變形的大部分不可恢復(fù)，故當荷載為零時，會使柱中鋼筋受壓而混凝土受拉,若柱的配筋率過大，還可能將混凝土拉裂；若柱中縱筋和混凝土之間有很強的粘應(yīng)力時，則可能同時產(chǎn)生縱向裂縫。為了防止出現(xiàn)這種情況，要求柱中全部縱筋配筋率不宜超過５％。柱兩端的縱向受力鋼筋應(yīng)伸入基礎(chǔ)和蓋梁，伸入長度不應(yīng)小于規(guī)范規(guī)定的錨固長度。3、箍筋柱內(nèi)設(shè)置普通箍筋的作用是：防止縱向鋼筋局部壓屈，并與縱筋形成鋼筋骨架。構(gòu)件內(nèi)縱向受力鋼筋應(yīng)設(shè)置于離角筋中心距離s不大于15Omm或15倍箍筋直徑(取較大者)范圍內(nèi)，如超出此范圍設(shè)置縱向受力鋼筋，應(yīng)設(shè)復(fù)合箍筋。相鄰箍

5、筋的彎鉤接頭，在縱向應(yīng)錯開布置?！拷顟?yīng)做成閉合式，其直徑不應(yīng)小于縱向鋼筋的直徑的1/4，且不小于8mm。箍筋間距不應(yīng)大于縱向受力鋼筋直徑的15倍、不大于構(gòu)件短邊尺寸(圓形截面采用0.8倍直徑)并不大于400mm。縱向受力鋼筋搭接范圍內(nèi)的箍筋間距，應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定?？v向鋼筋截面面積大于混凝土截面面積3%時，箍筋間距不應(yīng)大于縱向鋼筋直徑的10倍，且不大于2OOmm。3.1.2軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)配有縱筋和普通箍筋的長細比較大的柱，由于各種

6、因素影響，會產(chǎn)生初始偏心距，受載1后，初始偏心距導(dǎo)致產(chǎn)生附加彎矩和相應(yīng)的側(cè)向撓度，而側(cè)向撓度又增大了荷載的偏心距。當長細比很大時，還可能發(fā)生失穩(wěn)破壞現(xiàn)象。因此，長細比大的柱的破壞荷載低于其他條件相同的短柱破壞荷載。此外，在長期荷載作用下，由于混凝土的徐變，也會使長細比大的柱的承載力降低。04年規(guī)范以穩(wěn)定系數(shù)計入長細比對柱承載能力的降低程度，即lNu??s（3.1-1）Nuls式中：Nu、Nu分別為長柱和短柱的承載力。?的具體表達式如下：2??l0?????1?0.002??8??（3.1-2）?b??????1規(guī)范規(guī)定，構(gòu)件計

7、算長度為l0，矩形截面的短邊尺寸為b———————————————————————————————————————————————（或者圓形截面的半徑為r，或者截面最小回轉(zhuǎn)半徑為i）時，穩(wěn)定系數(shù)值見表3.1-1。表3.1-1鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)?構(gòu)件計算長度與構(gòu)件兩端支承情況有關(guān)。當兩端鉸支時，取l0?l（l是構(gòu)件實際長度）；當兩端固定時，取l0?0.5l；當一端固定，一端鉸支時，取l0?0.7l；當一端固定，一端自由時，取l0?2l。由穩(wěn)定系數(shù)?值也可以看出，對矩形截面柱，當l0/b?8時，??1.0，為短柱，不

8、考慮承載能力的降低；當l0/b?8時，為長柱，要考慮承載能力的降低。3.1.3正截面抗壓承載力驗算配有縱筋和普通箍筋的短柱，縱筋起到了調(diào)整混凝土應(yīng)力的作用，使混凝土的塑性性質(zhì)得到了較好的發(fā)揮，改善了受壓破壞的脆性性質(zhì)。在破壞時，一般是縱向鋼筋先達到屈服強度，最后混凝土達到極限