工程结构设计原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工程结构设计原理,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,1,柱的结构形式及破坏类型,应用范围：,柱的分类：,1,、按作用力的位置分：轴心受力构件（拉、压）,偏心受力构件（拉弯、压弯）,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,2,柱的材料及截面形式,2,、按组成材料分：,钢材（型钢、钢板、拉索及钢筋）、钢筋混凝土、砌体和组合材料。,截面形式：,1,、轴心受拉、受压钢构件,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,3,柱的材料及截面形式,截面形式：,2,、钢筋混凝土柱,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,4,柱的材料及截面形式,截面形式：,3,、砌体柱,一般,T,形；,（与墙体结合）,配筋砌体柱；,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,5,柱的材料及截面形式,截面形式：,4,、钢混凝土组合柱,钢管混凝土柱；,型钢混凝土柱（钢骨混凝土柱）,SRC,；,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,6,柱的主要破坏类型,截面强度破坏,1,、,钢柱,：当截面有削弱时，最小截面上部分或全部材料应力达到屈服应力；无截面削弱时，一般不出现。,2,、,钢筋混凝土柱,：,轴心受压截面上钢筋与混凝土应变相同，破坏时柱四周出现纵向裂缝，钢筋屈服外鼓，混凝土被压碎；,偏心受压柱（压弯）强度破坏类似钢筋混凝土梁，,a.,受拉破坏；,b.,受压破坏；,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,7,柱的主要破坏类型,受拉破坏,:,（,偏心距较大，且受拉钢筋配置不多）,先出现横向裂缝 形成主裂缝（受拉混凝土退出工作） 受拉钢筋屈服 受压混凝土达到极限压应变而破坏。属于延性。,受压破坏,:,（,偏心距较小，或虽偏心距,较大，但所配受拉钢筋过多）,受压混凝土出现纵向裂缝,并先达到极限压应变而破坏，,钢筋未屈服，脆性破坏。,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,8,柱的主要破坏类型,界限破坏,:,受拉钢筋屈服的同时，受压混凝土达到极限压应变而破坏。用以判别两种破坏的型式。,3,、,无筋砌体柱,砌体的受压强度比受拉强度高很多，适宜于作轴心受压柱，以及偏心不大的偏压柱。（荷载及偏心距较大时宜做成配筋砌体柱）,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,9,柱的主要破坏类型,3,、,无筋砌体柱,在,0.5-0.7,破坏荷载时，单个块体内出现竖向裂缝 单个块体裂缝连接形成连续的裂缝（,0.8-0.9,破坏荷载） 并连成几条贯通裂缝，砌体分成几个,1/2,块体的小立柱，砌体明显外鼓，个别块体可能被压碎，小立柱失稳而完全破坏。,第,36,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,9,柱的主要破坏类型,3,、,无筋砌体柱偏心受力,一旦截面受拉边的拉应力超过砌体通缝抗拉强度时，出现水平裂缝，使截面削弱，即实际截面面积减小。此时截面上纵向力的偏心距减小，裂缝不会无限制发展，而是达到新的平衡状态。,当剩余截面减小到一定程度时，受压区出现竖向裂缝后导致破坏。,第,36,讲：,受弯构件梁（,5,）,下一讲的主要内容,8,10,1,、柱的失稳破坏；,2,、钢轴心受力构件的强度和刚度计算；,东南大学远程教育,结构设计原理,第 三十七,讲,主讲教师： 曹双寅 舒赣平,第,37,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,上一讲内容,8,11,1,、,柱的应用及截面形式；,2,、柱（轴压、压弯构件）的强度破坏型式；,第,37,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,12,柱的,失稳破坏,构件,受压,就有可能,出现,稳定,问题,主要破坏形式。,对钢柱：由薄壁板件形成柱截面，与梁一样存在,局部失稳,破坏。,轴心受压柱的整体失稳：,随着轴向压力的增大，构件从稳定平衡状态过渡到随遇平衡状态，也称,临界状态,。此时，如有微小干扰力使其偏离平衡位置，则在干扰力除去后，将停留在新的位置而不能恢复到原先的平衡位置。这时的轴向压力称为,临界压力,。当轴向压力超过临界压力后，柱因不能维持平衡而失稳破坏,第,37,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,13,轴压柱的,失稳破坏,轴压柱失稳特点：,1,、临界应力与构件的几何,尺寸有关；,2,、仅与,E,有关，与钢种无关。,失稳形式：,弯曲失稳、扭转失稳、,弯扭失稳,第,37,讲：,柱的承载力设计,（,8,）,8,14,偏心受压柱的整体失稳,单向偏心受压柱,破坏特征：,外弯矩非线性增加,附加弯矩 （二阶效应）,内弯矩：,当外弯矩增加,内弯矩增加，内外弯矩无法,平衡 丧失整体稳定（持续挠曲）。,柱不能维持平衡状态,。,轴心受压或偏心受压柱，发生失稳时，,材料没有或尚未完全破坏（破坏突然，后果严重）。,柱承载力设计的,基本思路,，与梁类似。,