钢筋混凝土偏心受压柱设计

钢筋混凝土偏心受压柱设计 摘 要:现阶段钢筋混凝土受压柱在框架—剪力墙结构中起到了至关重要的作用。我国近年来的地震、泥石流等自然灾害非常多，通过对这些自然灾害对建筑物具体破坏程度的中我们可以感受到，在框剪房屋、框架房屋中，柱子作为一种主要受力构建而存在的重要性。本文主要对钢筋混凝土偏心受压柱设计过程中需要注意的问进行简单的分析。 在钢筋混凝土受压柱设计过程中，经常会出现一些与设计要求相违背的情况，这些情况一旦出现，钢筋混凝土偏心受压柱的实际承载能力就会受到影响，下面我们就钢筋混凝土受压柱设计中需要注意的一些问题进行简要的探讨与分析。 1偏心受压柱破坏形态分析不当影响承载能力 1.1设计中对单向、双向偏心受压柱承载能力分析 结合纵向作用位置，可以将偏心受压柱分为双向和单向偏心两种形式，如果构件承受的纵向压力的主轴方向皆为偏心，或者同时受到量和轴平面弯矩 、 和轴向力时，此构件则为双向偏心受压构件。经过大量试验证明，双向偏心受压构件和单向偏心受压构件所承受的正截面能力基本上是相同的，但是因为双向偏心受压构件一旦受到破坏，那么它的中和轴就不会再与截面主轴垂直，这样一来受压区的形态与以前相比就会显得更加复杂，可能会呈现出梯形、五边形或者三角形等等。与此同时，钢筋所受到的应力也会显得十分不均匀，虽然一些应力也已达到预期的屈服程度，但是其它一些应力显得比较小， 甚至与中和轴相结合，那么其应力较小也是必然的结果。从现行的实践中来看，都是通过近似对其进行计算，其计算过程中需要对一些参数进行确定，从一定程度上来说这为计算带来了很多不便，这样一来其中大量数据就会显得不再精确、可靠。 为了对柱子的承载能力进行保证，在柱子的设计过程中应该对以下事项进行注意:首先，在设计过程中，为了使柱子的经济性和适用性得到保证，双向偏心柱受到普遍青睐，基于以上原因，在设计过程中通常会将柱子设计为轴心受压柱或者单向偏心受压柱，这样就可以有效避免双向偏心计算过程中存在的不直接性，这样一来计算过程就会变得非常简单，同时还能有效保证结构的可靠性以及柱子的承载能力。其次，将柱子设计成为双向偏心柱，而计算过程以单项偏心为计算依据，将钢筋选择为 = ，保证配筋的对称性，这样的设计会对柱子的承载能力产生明显的影响。第三，一般来说，单项偏心柱的偏心纵向压力在柱截面短边发生作用是比较好的，在设计过程中将偏心纵向压力作用于柱截面短边，柱子的承载能力也会受到明显的影响。 1.2设计中对大、小偏心受压柱承载能力分析 依据纵向受拉钢筋偏心距的大小和配置的多少可以将偏心受压柱分为大小偏心柱两种类型。其中大偏心受压柱的主要特点在于破坏过程中会受拉钢筋和受压钢筋的屈服，其破坏类型属于延性破坏，存在的受压区高度比较小，可以使 ? ，式中 代截面换算相对受压区高度， = ; 代表截面截限相对受压区高度， = ;小偏心受压柱的主要特点在于其发生破坏时会受拉钢筋未屈服和受压钢筋屈服的 作用，其受压区高度存在较大发展， > 的条件能够得到满足。在条件相同的情况下，抗压能力比较差的是大偏心受压柱，这种大偏心受压柱的抗弯能力也比较好，小偏心受压柱的抗弯能力则比较差，但是抗压能力比较好。 在设计过程中应该对以下几点进行注意:首先，在设计过程中是不能对偏心受压柱的实际破坏形态进行准确判断的，其受到安全承载的影响也会比较大;其次，在设计过程中往往因为计算起来比较方便，实用对称配筋。在使用这种对称配筋的时候通常会假设 = ，式中 表示受压区钢筋截面面积，而 则表示受压区钢筋截面面积，但是，一般来说， = 是不成立的，实际上 ? ， ? ，计算过程中如果取 的值会更加安全一些，如果选择的是 ，那么计算结果就会偏小，柱子的实际承载能力也会相应降低。 1.3设计中对长柱、短柱以及细长柱承载能力分析 结合柱子长细比大小的不同，可以将钢筋混凝土柱子分为不同的类型，主要有短柱、长住和细长柱三种，其中长柱与短柱相比抗压承载力要明显大一些，但是在破坏时短柱材料会发生破坏，甚至还会出现失稳和弯曲破坏，主要表现为延性十分明显，从抗压能力上来说，长柱不及短柱，但是长柱的抗弯能力却要好一些。细长柱的承载能力比不上长柱，但是却拥有更好的延性。 在设计过程中应该对以下几点进行注意:首先，设计过程中不能对柱子的长度继续拧准确计算，不能对截面尺寸进行错估，避免对柱子类型的错误判断;其次，在设计过程中如果遇到短柱或者细长柱， 应将柱子的承载能力降低一些。所以，在设计过程中应对长细比进行严格控制。从而有效避免将其设计为细长柱或者短柱，保证设计出来的柱子可以必备比较好的延性和承载能力。 2偏心受压柱纵筋与箍筋影响承载能力 在矩形偏心受压柱设计中，纵筋发挥了重要作用，它主要为构建延性的增加以及混凝土变形的减小等方面发挥的作用比较大。而箍筋的作用主要是防止纵向钢筋骨架发生外凸、裂缝等现象，但是如果箍筋和受压柱纵筋之间配置不适，柱子的安全和承载能力将会受到严重影响。 在设计过程中应该对以下几点进行注意:首先，避免钢筋间距与要求不符、纵向受力钢筋配筋率不当;其次，避免箍筋形式选择以及加密范围不当;第三，设计过程中柱箍筋重叠部分过多。 3偏心受压柱截面尺寸设计误区影响承载能力 在设计过程中应该对柱子的截面尺寸进行正确估算，这样才能对柱子的承载能力进行保证。现阶段在设计过程中，对柱子截面尺寸进行确定的多种多样，应该结合实际情况对具体的方法进行选择，进而对截面尺寸安全、承载能力、延性以及安全性进行保证。 结语: 综上所述，在钢筋混凝土受压柱设计中往往存在一些不合理的地方，例如分析柱子承载能力的相关影响因素时不够彻底，直接导致了设计基准期中柱子承载能力不能达到要求，原有对自然灾害进行抵制的能力丧失。本文主要基于以上背景对设计过程中一些需要考虑的问 题进行简要分析，供大家参考。 参考文献: [1]王命平，耿树江，江涛，徐颖浩，王静. HRBF500钢筋混凝土偏心受压柱承载力的试验研究[J]. 工业建筑，2009，(11):17-21. [2]欧阳建树，黄达海，张宇鹏，李洋波. 小偏心钢筋混凝土受压柱卸载后的徐变后效研究[J]. 武汉大学学报(工学版)，2013，(3):334-338+344. [3]李贤，沙士钰，吕恒林，周淑春. FRP布环向约束矩形钢筋混凝土偏压柱的简化N_u-M_u曲线研究[J]. 建筑结构，2013，(12):47-51. [4]徐颖浩，王命平，耿树江，杨勇新，王艳，王静. HRBF500钢筋混凝土大偏心受压柱承载力的试验研究[J]. 青岛理工大学学报，2010，(1):48-53+57. [5]薛建阳，周升，崔卫光. 型钢再生混凝土偏心受压柱正截面承载力计算方法[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版)，2014，(2):166-170. [6]张育智，何伟. 钢筋混凝土偏心受压构件截面极限承载力影响因素研究[J]. 四川建筑科学研究，2011，(6):70-74.