钢筋混凝土柱受压实验
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第6章受压构件的截面承载力概述钢筋混凝土柱是典型的受压构件,不论是排架柱,还是框架柱(图6-1)在荷载作用下其截面上一般作用有轴力、弯矩和剪力。
图6-1 钢筋混凝土结构框架柱内力受压构件可分为两种:轴心受压构件与偏心受压构件,如图6-2所示。
(a) 轴心受压(b) 单向偏心受压(c) 双向偏心受压图6-2 轴心受压与偏心受压图实际工程中有没有真正的轴心受压构件?实际工程中真正的轴心受压构件是不存在的,因为在施工中很难保证轴向压力正好作用在柱截面的形心上,构件本身还可能存在尺寸偏差。
即使压力作用在截面的几何重心上,由于混凝土材料的不均匀性和钢筋位置的偏差也很难保证几何中心和物理中心相重合。
尽管如此,我国现行《混凝土规范》仍保留了轴心受压构件正截面承载力计算公式,对于框架的中柱、桁架的压杆,当其承受的弯矩很小时,可以略去不计,近似简化为轴心受压构件来计算。
偏心受压构件的三种情况:当弯矩和轴力共同作用于构件上,可看成具有偏心距e0 = M / N的轴向压力的作用,或当轴向力作用线与构件截面重心轴不重合时,称为偏心受压构件。
当轴向力作用线与截面的重心轴平行且沿某一主轴偏离重心时,称为单向偏心受压构件。
就是图6-2b这种情况。
当轴向力作用线与截面的重心轴平行且偏离两个主轴时,称为双向偏心受压构件。
就是图6-2c这种情况。
§6.1受压构件的一般构造要求6.1.1截面形式及尺寸6.1.2材料强度要求6.1.3纵筋的构造要求6.1.4箍筋的构造要求本节内容较容易,主要是混凝土结构设计规范的一些相关规定,请同学自学掌握。
§6.2轴心受压构件的正截面承载力计算为了减小构件截面尺寸,防止柱子突然断裂破坏,增强柱截面的延性和减小混凝土的变形,柱截面配有纵筋和箍筋,当纵筋和箍筋形成骨架后,还可以防止纵筋受压失稳外凸,当采用密排箍筋时还可以约束核心混凝土,提高混凝土的延性、强度和抗压变形能力。
轴心受压构件根据配筋方式的不同,可分为两种基本形式:①配有纵向钢筋和普通箍筋的柱,简称普通箍筋柱,如图6-5(a)所示;②配有纵向钢筋和间接钢筋的柱,简称螺旋式箍筋柱,如图6-5(b)所示(或焊接环式箍筋柱),如图6-5(c)所示。
钢筋混凝土柱小偏心受压破坏特征一、引言钢筋混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一,其具有高强度、高刚度和耐久性等优点。
在这种结构中,柱是承受垂直载荷的主要承载元件之一。
然而,在实际工程中,柱往往会受到一定的偏心载荷,这可能导致柱的破坏。
二、小偏心受压破坏模式当柱受到轴向压力时,如果其载荷作用点与柱轴线不重合,则称其为偏心受压。
当偏心距离较小时,柱仍然可以承受较大的压力。
但是,在偏心距离较大时,柱将出现小偏心受压破坏。
小偏心受压破坏是指当柱轴与载荷作用线不重合时,发生在钢筋混凝土圆形截面或近似圆形截面的柱中的一种破坏模式。
在这种情况下,由于轴向拉应力和弯曲应力的共同作用,混凝土将发生脆性破坏。
三、小偏心受压破坏特征小偏心受压破坏的特征是柱的弯曲应力和轴向拉应力共同作用,导致混凝土发生脆性破坏。
具体特征如下:1. 柱的侧面出现沿箭头方向的裂缝,这些裂缝呈径向分布。
2. 在裂缝处,混凝土表面出现细小的鳞片状剥落。
3. 柱顶部和底部出现轻微的弯曲变形。
4. 当载荷增加时,柱会发生突然失稳并产生不可逆性塑性变形。
5. 在柱顶部和底部附近,钢筋可能会被拉断或弯曲。
四、小偏心受压破坏机理在小偏心受压破坏中,主要机理是由于混凝土受到轴向拉应力和弯曲应力共同作用而导致其发生脆性破坏。
当柱受到偏心载荷时,由于载荷作用点与柱轴线不重合,在柱截面上将会形成一对剪切力和一对弯矩。
这些力和弯矩将导致柱的侧面发生剪切应力和弯曲应力。
在柱的侧面,由于受到剪切应力的作用,混凝土将会出现裂缝。
同时,由于受到弯曲应力的作用,混凝土将会发生脆性破坏。
这种破坏模式与纯轴向受压破坏不同,因为在纯轴向受压破坏中,混凝土是在压缩状态下发生破坏的。
五、小偏心受压破坏相关因素小偏心受压破坏与多种因素有关,包括载荷大小、偏心距离、截面形状和钢筋配筋等。
1. 载荷大小:当载荷增加时,柱顶部和底部附近的混凝土将会承受更大的拉应力和弯曲应力,从而导致柱更容易发生小偏心受压破坏。
钢筋混凝土柱的受压承载力计算方法一、前言钢筋混凝土柱是建筑结构中常用的承重构件,其受压承载力的计算方法是建筑工程设计中必须掌握的技术。
本文将详细介绍钢筋混凝土柱受压承载力的计算方法,包括所需材料和工具、计算步骤、计算公式以及注意事项等内容。
二、所需材料和工具1. 钢筋混凝土柱的设计图纸;2. 钢筋混凝土柱的截面尺寸和受力情况;3. 钢筋混凝土柱所用的材料及其力学性能参数;4. 计算器或计算机。
三、计算步骤1. 确定钢筋混凝土柱的受力情况:钢筋混凝土柱在使用过程中会受到不同方向的受力,如竖向受力和弯曲受力等。
在进行受压承载力计算时,需要先确定钢筋混凝土柱的受力情况,包括受力方向、作用点和受力大小等。
2. 计算钢筋混凝土柱的截面抗压能力:钢筋混凝土柱的截面抗压能力是指钢筋混凝土柱在受到压力时能够承受的最大压力,也称为截面抗压承载力。
计算截面抗压能力需要确定钢筋混凝土柱的材料参数、截面形状和受力方式等因素,并应用相应的计算公式进行计算。
3. 计算钢筋混凝土柱的受压承载力:钢筋混凝土柱的受压承载力是指钢筋混凝土柱在受到压力时能够承受的最大压力。
计算受压承载力需要考虑钢筋混凝土柱的截面抗压能力、材料弹性模量、材料强度等因素,并应用相应的计算公式进行计算。
四、计算公式1. 钢筋混凝土柱的截面抗压能力计算公式:fcd:混凝土轴心抗压强度设计值,单位为MPa;As:钢筋面积,单位为mm²;fyk:钢筋屈服强度设计值,单位为MPa;λ:构件长细比,即构件长度与截面宽度或直径之比;αcc:混凝土轴心抗压强度设计值的修正系数;αct:混凝土轴心抗拉强度设计值的修正系数;εcu:混凝土极限压应变,单位为‰。
2. 钢筋混凝土柱的受压承载力计算公式:fcd:混凝土轴心抗压强度设计值,单位为MPa;As:钢筋面积,单位为mm²;fyk:钢筋屈服强度设计值,单位为MPa;λ:构件长细比,即构件长度与截面宽度或直径之比;αcc:混凝土轴心抗压强度设计值的修正系数;αct:混凝土轴心抗拉强度设计值的修正系数;εcu:混凝土极限压应变,单位为‰;Es:钢筋弹性模量,单位为MPa;A:钢筋截面面积,单位为mm²;εs:钢筋应变。
混凝土柱的受压承载力计算方法一、前言混凝土柱是建筑结构中常见的构件之一,其主要作用是承受建筑物的垂直荷载和水平荷载。
混凝土柱的受压承载力是指柱子在受到压力时所能承受的最大力量。
为了保证建筑物的稳定性和安全性,必须对混凝土柱的受压承载力进行计算和分析。
本文将详细介绍混凝土柱的受压承载力计算方法。
二、混凝土柱的受压承载力计算方法1. 混凝土柱的截面形式混凝土柱的截面形式可以是矩形、圆形、多边形或其他形式。
在计算混凝土柱的受压承载力时,需要确定柱子的截面形式、尺寸和混凝土的强度等参数。
下面以矩形截面的混凝土柱为例进行计算。
2. 混凝土柱的受压承载力计算公式混凝土柱的受压承载力计算公式为:Nc = 0.85fcbA + 0.85fcb(Ag - A) / (Ag - As)其中,Nc为混凝土柱的受压承载力,fcb为混凝土的轴心抗压强度,A为柱子的截面面积,Ag为柱子的整个截面面积,As为柱子的纵向钢筋面积。
3. 混凝土柱的受压承载力计算步骤(1)确定混凝土柱的截面形式和尺寸。
(2)计算混凝土的轴心抗压强度fcb。
(3)计算柱子的截面面积A、整个截面面积Ag和纵向钢筋面积As。
(4)代入公式计算混凝土柱的受压承载力Nc。
4. 混凝土柱的受压承载力计算实例假设某建筑物中的矩形截面混凝土柱的截面尺寸为300mm×400mm,其中配有4根Ф12的纵向钢筋,混凝土的轴心抗压强度为25MPa。
根据上述公式,可得:A = 0.3m × 0.4m = 0.12m2Ag = 0.3m × 0.4m = 0.12m2As = 4 × 0.0113m2 = 0.0452m2Nc = 0.85 × 25MPa × 0.12m2 + 0.85 × 25MPa × (0.12m2 - 0.0452m2) / (0.12m2 - 0.0452m2) = 47.93kN因此,该混凝土柱的受压承载力为47.93kN。
地震工程与工程振动EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING DYNAMICS Vo1.42No.1 Feb.2022第42卷第1期2022年2月文章编号:1000-1301(2022)01-0169-11高延性混凝土加固震损混凝土短柱小偏心受压性能试验研究寇佳亮1,2,赵丹丹1,黄琪1,周恒3(1.西安理工大学土木建筑工程学院,陕西西安710048;2.西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室,陕西西安710048;3.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西西安710065)摘要:通过5个高延性混凝土(HDC)加固震损混凝土短柱偏心受压性能试验,研究了HDC对加固震损混凝土短柱的偏压承载能力和变形能力的影响程度。
试验结果表明,采用HDC加固震损偏心混凝土短柱,可有效改善小偏心受压构件的脆性破坏,且受压承载能力有明显提高,峰值荷载提高了49%~63%,与峰值荷载对应地位移增大了34%~39%,极限位移提高了21%~63%。
同时,震损短柱粗糙的粘结面能够与HDC互相变形协调,在混凝土修复加固方面具有重要意义。
在理论分析和试验数据的基础上,总结出HDC约束震损混凝土短柱的承载力本构方程,提出了HDC约束震损混凝土短柱小偏心受压承载力公式,且承载力的计算值与试验值较吻合。
关键词:高延性混凝土;震损混凝土短柱;小偏心受压试验;承载能力;偏心受压承载力计算公式中图分类号:TU375.3文献标识码:AExperimental study on eccentric compression performance of seismic-damaged concrete short columns strengthened with high ductility concreteKOU Jialiang1,2,ZHAO Dandan1,HUANG Qi1,ZHOU Heng3(1.School of Civil Engineering&Architecture,Xi'an University of Technology,Xi'an710048,China;2.State Key Laboratoryof Eco-hydraulics in Northwest Arid Region,Xi'an University of Technology,Xi'an710048,China;3.Power China Northwest Engineering Corporation Limited,Xi'an710065,China)Abstract:Through five high ductility concrete(HDC)reinforced seismic-damaged concrete short columns eccen⁃tric compression performance test,the impact of HDC on the eccentric compression bearing capacity and deforma⁃tion capacity of the reinforced seismic-damaged concrete short columns was studied.The test results show that the use of HDC to strengthen the seismic-damaged eccentric concrete short columns can effectively improve the brittle failure of small eccentric compression members,and the compression bearing capacity is significantly improved. The peak load has increased by49%~63%,the displacement corresponding to the peak load has increased by 34%~39%,and the ultimate displacement has increased by21%~63%.At the same time,the rough bonding sur⁃face of the seismic-damaged short column can be deformed and coordinated with the HDC,which is of great signifi⁃cance in concrete repair and reinforcement.Based on the experimental data and theoretical analysis,the constitu⁃收稿日期:2021-01-28;修订日期:2021-07-06基金项目:国家自然科学基金项目(52079109,51408487);陕西省自然科学基础研究计划项目(2020JM-454)Supported by:National Natural Science Foundation of China(52079109,51408487);Basic Research Program of Natural Science in Shaanxi Province(2020JM-454)作者简介:寇佳亮(1979-),男,副教授,博士,主要从事高性能纤维混凝土力学性能研究.E-mail:***********************DOI:10.13197/j.eeed.2022.0116170地震工程与工程振动第42卷tive equation of bearing capacity of HDC confined seismic-damaged concrete is given,and the bearing capacity for⁃mula of HDC confined seismic-damaged concrete column is proposed,and the calculated value of bearing capacity is in good agreement with the experimental value.Key words:high ductile concrete;seismic-damaged concrete short columns;eccentric compression test;bearing capacity;calculation formula of eccentric bearing capacity引言建筑结构在地震作用下,不可避免地会出现各种损伤和缺陷,使其承载能力大大缩减,给结构带来安全隐患。
受压钢筋混凝土短柱、长柱及细长柱受压破坏特征
受压钢筋混凝土短柱、长柱及细长柱受压破坏特征主要有以下几点:
1. 短柱破坏特征:短柱常以钢筋屈服为基准,混凝土受压区呈平截面破坏,出现破裂、剥落等现象。
当钢筋屈服后,柱的承载力会显著下降。
2. 长柱破坏特征:长柱由于长度较大,压力集中于中间位置,主要破坏形式为纯压力沉陷破坏。
在承载力达到一定程度时,柱发生轴向压力偏心,导致伸长和侧向位移,最终导致柱的破坏。
3. 细长柱破坏特征:细长柱主要特点是弯曲破坏,即柱整体呈弯曲破坏。
由于细长柱的横向刚度相对较小,容易发生侧向位移,导致柱产生弯曲破坏。
需要注意的是,上述特征仅为一般情况下的破坏特征,具体破坏形式还受到柱的几何形状、受力状态、材料性质等多种因素的影响。
在工程设计和实际应用中,需要综合考虑这些因素来确定柱的合理尺寸和加固措施,以确保柱的安全性和稳定性。
圆钢管混凝土柱轴心受压承载力计算分析胡栋【摘要】The article analyzes different types of concrete-filled steel tubular columns and factors that influence the load carrying capacity of concrete-filled steel tubular columns. It also introduces four computational theories for columns and compares the designing codes in different countries, the results shows that although there are differences among these codes, the factors of these code concerning have little difference, and the computational results also have little difference.%本文对钢管混凝土柱的形式、影响钢管混凝土柱承载力的因素行了分析,简要介绍钢管混凝土柱承载力计算公式的四种理论,并对各国规范计算轴心受压柱公式进行验证比较,结果表明各国规范尽管公式在形式上有所区别,但考虑因素都大同小异,计算结果偏差不大.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】3页(P59-61)【关键词】钢管混凝土柱;受压承载力【作者】胡栋【作者单位】同济大学土木工程学院建筑工程系,上海,200092【正文语种】中文【中图分类】TU375.31897年John Lally[1]在钢管中填充混凝土作为房屋建筑的承重柱,距今钢管混凝土结构在土木工程中的应用已逾百年的历史。
篇一:混凝土实验报告l engineering混凝土试验报告试验名称试验课教师姓学名号混凝土试验黄庆华杜正磊 1150987 熊学玉 2013年12月25日理论课教师日期一.实验目的和内容1.1 实验目的本实验课程是笔者学习专业基础课《混凝土结构基本原理》,必须同时学习的必修课。
本课程教学目的是使学生通过实验,认识混凝土结构构件的受力全过程、加深对混凝土结构基本构件受力性能的理解和掌握,了解、掌握混凝土受弯和受压构件基本性能的试验方法。
实验课程要求参加并完成规定的实验项目内容,理解和掌握钢筋混凝土构件的实验方法,能对实验结果进行分析和判断,通过实践掌握试件设计、实验实施、实验结果整理和实验报告撰写。
1.2 实验内容本次实验课程有10 个不同的实验项目:适筋梁受弯破坏,少筋梁受弯破坏,超筋梁受弯破坏,梁受剪斜压破坏,梁受剪剪压破坏,梁受剪斜拉破坏,梁受扭超筋破坏,梁受扭适筋破坏,柱小偏心受压破坏,柱大偏心受压破坏。
要求每一个学生完成上述项目中两个实验项目,笔者完成了梁受剪剪压破坏和超筋梁受扭破坏实验。
二.试验方法2.1 梁受剪剪压破坏 2.1.1 试件设计受剪剪压梁qc 设计图纸及说明见图1。
图1 受剪剪压梁qc 设计抗剪承载力验算:混凝土轴心抗压强度=11.9??,轴心抗拉强度=1.27??,箍筋抗拉强度=456,纵筋抗拉强度=473.24??。
剪跨比:λ=最小配箍率ah0ρsv,min=0.24试件配箍率ρsv=由hb0=1.15<4得ft=6.68×10?4 yvnasv1=4.15×10?3>??sv,min ,=0.25???0=34.21抗剪承载力1.75asvftbh0+1.25fyvh0=34.84kn>??u,max?vu=34.21kn对应于抗剪承载力的荷载为=2=68.42跨中正截面抗弯承载力:试件?? ??=307.92,′=100.52,则fy′as2=as′=91.02mm2,as1=as?as2=216.9mm2y′=′′(?0′)=3.82′=58,取=0.55得0=48.95????试件为超筋梁,则vu=ξ=0.81+1c0fyas1(0.8?ξb)=0.596=?0=70.34 ξ?0.8σs1=fy=437.27mpabxmu1=σs1as1(h0?=7.86kn?m=1+′=11.69对应于抗弯承载力的荷载为=73.06对应于抗弯承载力的荷载应大于对应于抗剪承载力的荷载。