1、第六章 钢筋混凝土偏心受力构件,苏州科技学院 土木工程学院 唐兴荣 博 士 教 授 二O一二年元月,第一节 偏心受压构件构造要求,1、截面形式及尺寸, 为了施工支模方便，柱截面尺寸宜取模数，在800mm以下者，取50mm的倍数；800mm以上者，取100mm的倍数, 框架柱的截面尺寸宜符合下列各项要求： 截面的宽度和高度：四级或不超过2层时，不宜小于300mm一、二、三级且超过2层时，不宜小于400mm圆柱的直径： 四级或不超过2层时，不宜小于350mm 一、二、三级且超过2层时，不宜小于450mm 剪跨比宜大于2； 截面长边与短边的边长之比不宜大于3,2、纵向受力钢筋规范(GB50010-2
2、010)规定： 受压构件全部纵向钢筋最小配筋率取0.50%（强度等级500Mpa），0.55%（强度等级400Mpa）、0.60%（强度等级300Mpa、335Mpa） 全部纵向钢筋配筋率不宜大于5%。（配筋过多将给施工带来困难，也不经济） 纵向受力钢筋的直径一般不宜小于12mm，通常在12mm 32mm范围内选用（纵向受力钢筋的直径应采用得较大一些，以增大施工时钢筋骨架的刚度和减小钢筋纵向压曲的可能性） 柱内纵向钢筋的净距不应小于50mm，且不宜大于300mm。 偏心受压构件中，纵向受力钢筋应沿截面短边设置当截面高度h600mm时，为承受混凝土的收缩应力和温度应力，在侧面应设置直径不小于10
3、mm的纵向构造钢筋，并相应地设置复合箍筋或拉筋（图示）。 偏压构件中，垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋的中距不宜大于300mm。,3、箍筋 柱中及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式，箍筋末端应作1350的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于5d（d为箍筋直径）。 箍筋的间距：不应大于400mm及构件截面的短边尺寸b，且不应大于15d（d为纵向钢筋的最小直径） 箍筋的直径：不应小于d/4，且不应小于6mm（d为纵向钢筋的最大直径） 当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%时，箍筋直径不宜小于8mm，箍筋间距不应大于10d（d纵向钢筋的最小直径），且不应大于200mm。, 当柱的截面短边大于4
4、00mm，且纵向钢筋多于3根时， 当柱截面短边尺寸不大于400，但各边纵筋多于4根时 应设置复合箍筋,图6-3 偏心受压柱的钢筋, 偏压构件的混凝土强度等级不应低于C20，采用强度等级400Mpa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25 偏压构件中纵向钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500级。,4、材料强度等级,第二节 偏心受压构件的受力性能,一、偏心受压短柱的破坏形态,在荷载作用下靠近纵向力的一侧受压，另一侧受拉，随着荷载的增加，首先在受拉区产生横向裂缝，随着裂缝的不断开展，并向截面内部发展，受压区高度逐渐减小。当荷载增大到一定程度后，受拉钢筋首先达到屈服，
5、由于钢筋的塑性变形的发展，裂缝不断开展，受压区高度进一步减小，最后当受压区混凝土边缘达到极限压应变被压碎，导致构件破坏 与适筋的双筋受弯构件类似, 大偏心受压破坏,图6-4 大偏心破坏形态, 当偏心距e0很小时，构件全截面受压，靠近轴向力一侧压应力较大，而另一侧压应力较小，当荷载增加到一定程度时，靠近轴向力一侧的钢筋达到抗压屈服强度，同一侧的混凝土也随即达到极限压应变而压碎，而远离轴向力一侧钢筋可能受拉而不屈服或受压。, 小偏心受压破坏, 当偏心距较大时，构件大部分截面受压。由于中和轴靠近受拉一侧，截面受拉边缘的拉应力很小，受拉区混凝土有可能开裂，也可能不开裂，且不论受拉钢筋配置多少，受拉钢筋
6、中的应力都很小。最后构件由于受压钢筋达到抗压屈服强度，同时受压区混凝土达到极限压应变而发生破坏。, 若构件受拉钢筋配置过多，尽管偏心距较大，受拉钢筋在构件达到破坏时达不到屈服，破坏仍然是由于受压区混凝土达到极限压应变而被压碎。,总 结： 破坏特征受拉破坏：受拉钢筋先屈服而后受压区混凝土被压碎受压破坏：混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服 界限破坏在受拉破坏形态和受压破坏形态之间的一种破坏形态，即受拉钢筋屈服的同时受压区混凝土被压碎。,二、长柱的正截面受压破坏,(1.25是考虑柱在长期荷载作用下,混凝土徐变引起应变增大系数),四、附加偏心矩ea,第四节 矩形截面偏心受压构件正截
7、面受压承载力计算,一、大偏心受压构件, 适用条件,二、小偏心受压构件, 适用条件, 为了避免这种情况的发生，对小偏心受压构件除了按式(6-2)和式(6-3)计算外，还应满足下列条件：,三、大小偏心受压构件的界限判别,四、矩形截面对称配筋的计算方法,讨论：,（2）小偏心受压构件计算,3、截面复核,讨论：,讨论：,【解】,【解】,五、偏心受压构件裂缝宽度验算 当e0/h0大于0.55时，应进行裂缝宽度验算，以满足正常使用要求 裂缝宽度计算要求、方法、内容与受弯构件相仿,（5-29）,构件受力特征系数受弯构件、偏心受压构件，1.9偏心受拉受拉构件，2.4轴心受拉构件，2.7,第七节 偏心受拉构件承载
8、力计算,一、两类偏心受拉构件的判别,二、大偏心受拉构件正截面承载力计算,非对称配筋,三、小偏心受拉构件正截面承载力计算,（6-20）,（6-21）,【解】,第八节 偏心受力构件斜截面受剪承载力,一、偏心受压构件斜截面受剪承载力 轴向力对构件的受剪承载力其有利作用(轴向力能阻滞斜裂缝的出现和开展，增加了混凝土剪压区高度，从而提高混凝土承担的剪力) 轴向压力对箍筋所承担的剪力没有明显影响(在轴压比限值范围内，斜截面水平投影长度与相同参数的无轴向力梁相比基本不变) 轴向压力对构件受剪承载力的有利作用是有限度的(当轴压比在0.30.5的范围内时，受剪承载力达到最大值，；若再增加轴向压力，将导致受剪承载
9、力的降低，并转变为带斜裂缝的正截面小偏心受压破坏), 矩形、T形和I形截面钢筋混凝土偏压构件斜截面受剪承载力,（6-18）,二、偏心受拉构件斜截面受剪受剪承载力 轴向拉力使斜截面受剪承载力明显降低（在轴向拉力作用下，构件上可能产生横贯全截面、垂直于杆轴的初始垂直裂缝；施加横向荷载后，构件顶部裂缝闭合而底部裂缝加宽，且斜裂缝可能直接穿过初始垂直裂缝向上发展，也可能沿初始垂直裂缝延伸再斜向发展。斜裂缝呈现宽度较大、倾角较大，斜裂缝末端剪压区高度减小，甚至没有剪压区，从而截面的受剪承载力要比受弯构件的受剪承载力有明显降低）（轴向拉力对箍筋的抗剪承载力几乎没有影响） 矩形、T形和I形截面钢筋混凝土偏压构件斜截面受剪承载力,（6-23）,
