当前课程知识点：建筑结构1（混凝土结构） > 第四章 钢筋混凝土受压构件 > 4.2 轴心受压构件承载力计算 > 4.2.1 轴心受压构件的破坏特征
同学们这节课我们来学习
轴心受压构件的破坏特征
前面我们讲过
在实际工程结构中
由于混凝土材料的非均质性
纵向钢筋的不对称布置
荷载作用位置的不准确
及施工时不可避免的尺寸误差等原因
使得真正的轴心受压构件几乎不存在
但多层框架的内柱
及桁架的受压腹杆等构件
可按轴心受压计算
另外
轴心受压构件正截面承载力计算还可用于
偏心受压构件垂直弯矩平面的承载力验算中
我们按照箍筋配置的方式不同
将轴心受压构件可分为两种
一种是配置纵向钢筋和普通箍筋的柱
称为普通箍筋柱
一种是配置纵向钢筋和螺旋式
或焊接环式箍筋的柱
称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱
下面我们通过实验研究普通箍筋柱的破坏特征
实验研究发现
轴心受压构件破坏特征与长细比大小有关
因此
按照长细比 l0比i 的大小
轴心受压柱可分为短柱和长柱两类
对方形和矩形柱
当 l0比ｂ小于等于 8 时
属于短柱
否则为长柱
其中l0为柱的计算长度
ｂ为矩形截面的短边尺寸
对圆形柱
当 l0比d 小于等于7时
属于短柱
否则为长柱
d为圆形柱的直径
对任意截面
当l0比i小于等于28时
属于短柱
否则为长柱
i为截面的最小回转半径
我们首先讲解轴心受压短柱的破坏特征
轴心受压短柱的破坏过程
（1）当轴向力较小时
构件的压缩变形主要为弹性变形
轴向力在截面内产生的压应力
由混凝土合钢筋共同承担
（2）随着荷载的增大
构件变形迅速增大
此时混凝土塑性变形增加
弹性模量降低
应力增加缓慢
而钢筋应力的增加则越来越快
在临近破坏时
柱子表面出现裂缝
混凝土保护层开始剥落
最后
箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出
混凝土被压碎崩裂而破坏
破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度
当短柱破坏时
混凝土达到极限压应变0.002
相应的纵向钢筋应力值为400牛每平方毫米
因此
当纵筋为高强度钢筋时
构件破坏时纵筋可能达不到屈服强度
显然
在受压构件内配置高强度的钢筋
不能充分发挥其作用
这是不经济的
我们再说说轴心受压长柱的破坏特征
轴心受压长柱的破坏过程
初始偏心距导致附加弯矩
附加弯矩产生的水平挠度
又加大了初始偏心距
较大的初始偏心距将导致承截能力的降低
破坏时首先在凹边出现纵向裂缝
接着混凝土被压碎
纵向钢筋被压弯向外凸出
侧向挠度急剧发展
最终柱子失去平衡
并将凸边混凝土拉裂而破坏
由上述试验可知
在同等条件下
即截面相同
配筋相同
材料相同的条件下
长柱承载力低于短柱承载力
也就是说长细比较大时
可能发生“失稳破坏”
因此在确定轴心受压构件承截力计算公式时
规范采用构件的稳定系数φ来表示
长柱承截力降低的程度
长细比越大
φ 值越小
当长细比小于等于8时
φ 值等于1
稳定系数φ可按下式计算
φ等于1加0.002乘以l0比b与8的差的平方分之一
式中l0为柱的计算长度
b为矩形截面的短边尺寸
圆形截面b可取二分之根三倍的d
d为截面直径
对任意截面可取b等于根号12乘以i
i为截面最小回转半径
另外稳定系数φ也可根据l0比b查表确定
本节课就讲到这里
谢谢大家
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--作用与作用效应作业
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-3.2 受弯构件正截面承载力计算
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--3.2.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——截面设计
--3.2.5 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 ——承载力复核
--3.2.6 T型截面受弯构件正截面承载力计算 ——基本公式及适用条件
-3.3 受弯构件斜截面承载力计算
-3.4 受弯构件挠度及裂缝宽度验算
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-4.2 轴心受压构件承载力计算
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