1 引言

局部承壓是指在構件表面上僅有部分面積承受壓力的受力狀態, 如下圖所示. 局部承壓的例子包括后張法預應力混凝土構件端部錨固區，橋梁墩(態)帽直接支承支座墊板的部分，拱上立柱對拱圈墊梁的作用，支座反力對梁底混凝土的作用等。本章主要內容包括: (1) 局部承壓的破壞形態和破壞機理; (2) 混凝土局部承壓強度提高系數; (3) 局部承壓區的計算.  這個筆記follow著課程進度[4/26/2021至5/2/2021 Week 8], 簡要總結本章的知識點.

a)全截面受壓；b)局部承壓

2 局部承壓的特點

下圖所示的全截面受壓和局部承壓的試驗對比.  在全截面受壓構件破壞試驗中, 棱柱體混凝土試件尺寸為150×150×450mm, 實測的混凝土抗壓強度為16MPa。在局部承壓試件破壞試驗中, 混凝土試件尺寸為450×450×450mm，承壓面積為150×150mm，實測的混凝土局部抗壓強度為60MPa。由這個試驗結果可以看出,局部承壓下的抗壓強度要比全截面受壓的抗壓強度高.

局部承壓試件破壞圖(尺寸單位:mm)      

因此, 與全面積受壓相比，混凝土構件局部承壓有以下特點：(1) 構件表面受壓面積小于構件截面積；(2) 局部承壓面積部分的混凝土抗壓強度，比全面積受壓時混凝土抗壓強度高；(3) 在局部承壓區的中部有橫向拉應力sx，這種橫向拉應力可使混凝土產生裂縫。 

3 局部承壓的破壞形態和破壞機理

混凝土局部承壓的破壞形態主要與Al/Ab(Al為局部承壓面積, Ab為試件截面面積) 以及Al在表面上的位置有關. 破壞形態有三種: 先開裂后破壞, 一開裂即破壞和局部混凝土下陷. 

混凝土局部承壓工作機理的兩種理論解釋：(1) 套箍理論: 把局部承壓區的混凝土看作是承受側壓力作用的混凝土芯塊; (2) 剪切理論: 在局部荷載作用下，局部承壓區混凝土的受力類似一個帶多根拉桿的拱。

4 混凝土局部承壓強度提高系數 

混凝土局部承壓提高系數 β:

局部承壓區內配置間接鋼筋可采用方格鋼筋網或螺旋式鋼筋兩種形式. 間接鋼筋宜選HPB300級鋼筋，其直徑一般為(8~10)mm。間接鋼筋應盡可能接近承壓表面布置，其距離不宜大于35mm。間接鋼筋體積配筋率 ρv 是指核心面積范圍Acor內單位體積所含間接鋼筋的體積 。當間接鋼筋為方格鋼筋網時, 鋼筋網在兩個方向上單位長度內鋼筋截面面積的比值不宜大于1.5倍，且局部承壓區間接鋼筋不應少于4層鋼筋網。當間接鋼筋為螺旋形鋼筋時, 螺旋形鋼筋不應少于4圈.

采用系數βcor反映配置間接鋼筋后混凝土局部承壓強度提高的程度, 

式中的Acor為間接鋼筋網或螺旋鋼筋范圍內混凝土核心面積，應滿足Ab＞Acor＞Al且Acor的面積重心應與Al的面積重心重合。如果Acor＞Ab，則取Acor=Ab。

5 局部承壓區計算 

(1) 局部承壓區的承載力計算

(2) 局部承壓區截面尺寸驗算

當局部承壓區段配筋過多時，局部承壓墊板底面的混凝土產生過大下沉變形。為防止出現這種情況，《公路橋規》規定局部承壓區的截面尺寸應滿足：

式中fcd為混凝土軸心抗壓強度設計值。

6 復習題 

• 填空題

(1) 局部承壓是指在構件的表面上僅有部分面積承受壓力的受力狀態。局部承壓試件的抗壓強度(遠高于)同樣承壓面積的棱柱體抗壓強度。

(2) 混凝土局部承壓的破壞形態主要有三種：(先開裂后破壞)、(一開裂即破壞)、(局部混凝土下陷)。

(3) 混凝土局部承壓的工作機理主要有兩種：(套箍理論)和(剪切理論)。

(4) 為了提高混凝土局部承壓強度，可以在混凝土局部承壓區內配置(間接鋼筋)，局部承壓區內配置間接鋼筋可采用(方格鋼筋網)或(螺旋式鋼筋)兩種。

(5)《公路橋規》規定，混凝土局部承壓必須進行(局部承壓區承載力計算)和(局部承壓區抗裂性計算)。

• 簡答題

(1) 簡述混凝土構件局部承壓的特點？

①構件表面受壓面積小于構件截面積；②局部承壓面積部分的混凝土抗壓強度比全截面受壓時混凝土抗壓強度高；③在局部承壓區的中部有橫向拉應力，這種橫向拉應力可使混凝土產生裂縫。

(2) 局部承壓區段混凝土內設置間接鋼筋的作用是什么？常用的間接鋼筋有哪幾種配筋形式？

間接鋼筋的作用是提高局部承壓區的抗裂性和極限承載能力。間接鋼筋常用的配筋形式有兩種：方格鋼筋網和螺旋式鋼筋。

(3) 對局部承壓的計算包括哪些計算內容？

包括兩個內容：局部承壓區的承載力計算；局部承壓區的抗裂性計算。鋼筋混凝土雙截面梁在正截面受彎構建承載力計算公式適用條件: 為防止出現超筋梁情況，計算受壓區高度X應滿足x≤ζbh0; 為了保證受壓鋼筋As‘達到抗壓強度設計值fsd’計算受壓區高度x應滿足: x≥2as'.