第6章受压构件的截面承载力 §6.0概述 一基本概念 1受压构件：承受轴向压力为主的构件。 2.分类： (1)轴心受压构件：轴向力作用线通过构件截面的几何 中心（理论上应为物理中心，即重心）： (2)偏心受压构件：轴向力作用线不通过构件截面的几 何中心；不通过一个主轴时，为单向偏心；不通过二个主 轴时，为双向偏心：
1 第6章 受压构件的截面承载力 §6.0 概述 一.基本概念 1.受压构件：承受轴向压力为主的构件。 2.分类： （1）轴心受压构件：轴向力作用线通过构件截面的几何 中心（理论上应为物理中心，即重心）； （2）偏心受压构件：轴向力作用线不通过构件截面的几 何中心；不通过一个主轴时，为单向偏心；不通过二个主 轴时，为双向偏心；
3.本章重点：单向偏心受压构件（或简称偏心 受压构件》 二.工程应用 1.轴心受压构件：结构的中间柱（近似）： 2.单向偏心受压构件：结构的边柱： 3.双向偏心受压构件：结构的角柱： 如下图所示
2 3.本章重点：单向偏心受压构件（或简称偏心 受压构件） 二.工程应用 1.轴心受压构件：结构的中间柱（近似）； 2.单向偏心受压构件：结构的边柱； 3.双向偏心受压构件：结构的角柱； 如下图所示
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3 中间柱 角柱边柱 框架结构平面布置，阴 影部分为相应的柱承受 恒载的范围
§6.1受压构件一般构造要求 截面形式和尺寸 1.截面形式：矩形、I形、圆形等 2.尺寸的选择原则：(1)满足不失稳的要求； (2)符合模板的模数： 二.材料强度要求： (1)混凝土等级大于C25: (2)不宜采用高强钢筋： 三.纵筋：直径大于12毫米 四.箍筋：(1)采用封闭式： (2)间距不能太大： 图(6-21)(3)不能采用具有内折角的箍筋：
4 §6.1 受压构件一般构造要求 一.截面形式和尺寸 1.截面形式：矩形、I形、圆形等； 2.尺寸的选择原则：（1）满足不失稳的要求； （2）符合模板的模数； 二.材料强度要求： （1）混凝土等级大于C25； （2）不宜采用高强钢筋； 三.纵筋：直径大于12毫米 四.箍筋：（1）采用封闭式； （2）间距不能太大； 图（6-21）（3）不能采用具有内折角的箍筋；
§62轴心受压构件正截面受压承载力 普通箍筋柱：纵筋+普通箍筋（矩形箍筋）； 螺旋箍筋柱：纵筋+螺旋式箍筋； 一轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算 1.受力分析和破坏形态 (1)轴力较小时，钢筋和混凝土分别按其模量承担应 力：设柱的压应变为ε 则钢筋承担的应力为σ、=E、·8 混凝土承担的应力为石。=E。· 因为E、>E。,所以O、>O。,即钢筋承担的应力大 于混凝土承担的应力：
5 §6.2 轴心 受压构件正截面受压承载力 普通箍筋柱：纵筋+普通箍筋（矩形箍筋）； 螺旋箍筋柱：纵筋+螺旋式箍筋； 一.轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算 1.受力分析和破坏形态 （1）轴力较小时，钢筋和混凝土分别按其模量承担应 力：设柱的压应变为 则钢筋承担的应力为 混凝土承担的应力为 因为 ，所以 ，即钢筋承担的应力大 于混凝土承担的应力； = s ES = c Ec ES Ec S c
(2)随着轴向力的增加，因为E、>E。，钢 筋应力增加的幅度大于混凝土增加的幅度： (3)当配筋适中时，钢筋应力先达到其屈服强 度，然后混凝土达到其极限压应变而告破坏： (4)平均意义上讲，均匀受压时混凝土的极限 压应变为0.002，因此，此时普通钢筋能达到其 屈服强度；高强钢筋不能达到其屈服强度，计 算时，只能取400N/mm2。 (5)同条件下，细长柱的承载能力小于短柱， 两者的关系如式(6-1)。 (6)稳定系数四见表(6-1)
6 （2）随着轴向力的增加，因为 ，钢 筋应力增加的幅度大于混凝土增加的幅度； （3）当配筋适中时，钢筋应力先达到其屈服强 度，然后混凝土达到其极限压应变而告破坏； （4）平均意义上讲，均匀受压时混凝土的极限 压应变为0.002，因此，此时普通钢筋能达到其 屈服强度；高强钢筋不能达到其屈服强度，计 算时，只能取 。 （5）同条件下，细长柱的承载能力小于短柱， 两者的关系如式（6-1）。 （6）稳定系数 见表（6-1）。ES Ec 2 400N / mm
2.承载力计算公式 (1)计算公式为式(6-4)： (2)几点说明：A.公式(6-4)适用于普通箍 筋短柱和长柱： B.纵筋配筋率不超过5%，以 防止卸载时，混凝土拉裂： C注意柱计算长度的选用
7 2.承载力计算公式 （1）计算公式为式（6-4）； （2）几点说明：A.公式（6-4）适用于普通箍 筋短柱和长柱； B.纵筋配筋率不超过5%，以 防止卸载时，混凝土拉裂； C.注意柱计算长度的选用
二轴心受压螺旋式箍筋柱的正截面受压承载力计算 1.为何使用螺旋式箍筋柱：截面尺寸受到限制： 2为何螺旋式箍筋柱能提高承载力：利用混凝土三 向受压时强度提高的性质： 3螺旋式箍筋柱的受力特点：轴向压力较小时，混凝 土和纵筋分别受压，螺旋箍筋受拉但对混凝土的横 向作用不明显；接近极限状态时，螺旋箍筋对核芯 混凝土产生较大的横向约束，提高混凝土强度，从 而间接提高柱的承载能力。 4.螺旋箍筋又称为“间接钢筋”，产生“套箍作用
8 二.轴心受压螺旋式箍筋柱的正截面受压承载力计算 1.为何使用螺旋式箍筋柱：截面尺寸受到限制； 2.为何螺旋式箍筋柱能提高承载力：利用混凝土三 向受压时强度提高的性质； 3.螺旋式箍筋柱的受力特点：轴向压力较小时，混凝 土和纵筋分别受压，螺旋箍筋受拉但对混凝土的横 向作用不明显；接近极限状态时，螺旋箍筋对核芯 混凝土产生较大的横向约束，提高混凝土强度，从 而间接提高柱的承载能力。 4.螺旋箍筋又称为“间接钢筋”，产生“套箍作用
5.计算公式为式(6-9)： 6.使用螺旋式箍筋柱的条件：见P.134(1)~(3)。 §6.3偏心受压构件正截面受压破坏形态 一，偏心受压短柱的破坏形态 1.受拉破坏形态（如右图） (1) 相对偏心距是较大： (2)N较小时远侧受拉，近侧受压： (3)N增加后远侧产生横向缝； (4)随后远侧纵筋受拉屈服，然后 近侧混凝土压碎，构件破坏
9 5.计算公式为式（6-9）； 6.使用螺旋式箍筋柱的条件：见P.134（1）~（3）。 §6.3 偏心受压构件正截面受压破坏形态 一. 偏心受压短柱的破坏形态 1.受拉破坏形态（如右图） （1）相对偏心距 较大； （2）N较小时远侧受拉，近侧受压； （3）N增加后远侧产生横向缝； （4）随后远侧纵筋受拉屈服，然后 近侧混凝土压碎，构件破坏。 0 e N y As f y As f 0 0 h e As As h0 N N
(5)破坏特征：相对偏心距较大，称为“大偏心受压”： 远侧钢筋自始至终受拉且先屈服，又称为“受拉破坏”。 2.受压破坏形态（如下图） N e e 实际重心轴 G.A. A O、A (a) (b) (c)
10 （5）破坏特征：相对偏心距 较大，称为“大偏心受压”； 远侧钢筋自始至终受拉且先屈服，又称为“受拉破坏”。 2.受压破坏形态（如下图） 0 0 h e 0 e N 0 e 0 e N N s A s s A s y A s f y A s f y As f s A s h0 0 h h0 (a) (c) (b) 实际重心轴