混凝土结构 第五章 轴压构件
西南交大《混凝土结构设计原理》-第五章-课堂笔记
西南交大《混凝土结构设计原理》第五章受弯构件斜截面强度计算课堂笔记主要内容斜截面受力特点及破坏形态影响斜截面受剪承载力的计算公式斜截面受剪承载力就是的方式和步骤梁内钢筋的构造要求学习要求1、了解无腹梁裂缝出现前后的应力状态2、理解梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态以及影响斜截面受承载力的主要因素3、熟练掌握斜截面受剪承载力的计算方法4、能正确画出抵抗弯截图5、理解纵向钢筋弯起和截断时的构造规定并在设计中运用重点难点1、梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态2、斜截面受承载力的计算方法(包括计算公式、适用范围和计算步骤等)3、抵抗弯矩图的画法以及纵向受力钢筋弯起和截断的构造要求其中3 既是重点也是难点一、斜截面受力特点及破坏形态受弯构件在荷载作用下，截面除产生弯矩M夕卜，常常还产生剪力V，在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段，产生斜裂缝，如果斜截面承载力不足，可能沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。
因此，还要保证受弯构件斜截面承载力，即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。
工程设计中，斜截面受剪承载力是由抗剪计算来满足的，斜截面受弯承载力则是通过构造要求来满足的。
(一)无腹筋梁斜裂缝出现前、后的应力状态1、斜裂缝开裂前的应力分析承受集中荷载P 作用的钢筋混凝土简支梁，当荷载较小时混凝土尚未开裂，钢筋混凝土梁基本上处于弹性工作阶段，故可按材料力学公式来分析其应力。
但钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料组成，因此应先将两种材料换算成同一种材料，通常将钢筋换算成“等效混凝土”，钢筋按重心重合、面积扩大E s/E c倍换算为等效混凝土面积，将两种材料的截面视为单一材料(混凝土)的截面，即可直接应用材料力学公式。
梁的剪弯区段截面的任一点正应力b和剪应力T可按下列公式计算：正应力 b =My o/I o剪应力t =Vs0/I 0b式中I o—换算截面的惯性矩；y o --- 所求应力点到换算截面形心轴的距离；s0--- 所求应力的一侧对换算截面形心的面积矩；b --- 梁的宽度；M--- 截面的弯矩值；V--- 截面的剪力值；在正应力和剪应力共同作用下，产生的主拉应力和主压应力，可按下式求得：主拉应力b tp =b /2+[( b /2) 2+t 2] 1/2主压应力 b tp= b /2-[( b/2) 2+t 2] 1/2主应力作用方向与梁纵轴的夹角 a =1/2arctan(-2 T / b )2、斜裂缝的形成由于混凝土抗拉强度很低，随着荷载的增加，当主应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时，就会出现与主拉应力轨迹线大致垂直的裂缝。
第五章1 钢筋混凝土受压构件正截面承载力计算w
5-6弯曲变形
5-7轴心受压长柱的破坏形态
试验结果表明长柱的承载力低于相同条件短柱的承载 试验结果表明长柱的承载力低于相同条件短柱的承载 力，目前采用引入稳定系数Ψ的方法来考虑长柱纵向 挠曲的不利影响， 挠曲的不利影响，Ψ值小于1.0，且随着长细比的增大 而减小。 而减小。
表5-1 钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数面承载力计
5.2.1 受力过程及破坏特征 轴心受拉构件从开始加载到破坏， 轴心受拉构件从开始加载到破坏，其受力过程可 分为三个不同的阶段： 分为三个不同的阶段： 1.第I阶段 开始加载到混凝土开裂前， 属于第I 阶段。 从 开始加载到混凝土开裂前 ， 属于第 I 阶段 。 此 纵向钢筋和混凝土共同承受拉力， 时 纵向钢筋和混凝土共同承受拉力，应力与应变大致 成正比，拉力 N与截面平均拉应变 ε 之间基本上是线 成正比， 性关系， 性关系，如图5-2a中的OA段。
当现浇钢筋混凝土轴心受压构件截面长边或直径 小于300㎜时 ，式中混凝土强度设计值应乘以系数0.8 （构件质量确有保障时不受此限)。 4. 构造要求 (1)材料 混凝土强度对受压构件的承载力影响较大， 混凝土强度对受压构件的承载力影响较大，故宜 采用强度等级较高的混凝土 强度等级较高的混凝土， 采用强度等级较高的混凝土，如C25，C30，C40等。 在高层建筑和重要结构中， 在高层建筑和重要结构中，尚应选择强度等级更高的 混凝土。 混凝土。 钢筋与混凝土共同受压时， 钢筋与混凝土共同受压时 ， 若钢筋强度过高 ( 如 则不能充分发挥其作用， 高于 0.002Es) ， 则不能充分发挥其作用 ， 故 不宜用高 强度钢筋作为受压钢筋。同时， 强度钢筋作为受压钢筋。同时，也不得用冷拉钢筋作 为受压钢筋。 为受压钢筋。
混凝土结构设计原理第五版复习重点详解
混凝土结构设计第五版复习重点第 1 章绪论1.钢筋与混凝土为什么能共同工作：（1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。
（2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
（3）包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。
1、混凝土的主要优点：1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺点：1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能一、混凝土立方体抗压强度（f cu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。
（f cu,k为确定混凝土强度等级的依据）1.强度轴心抗压强度（f c）：由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。
（f ck=0.67 f cu,k）轴心抗拉强度（f t）：相当于f cu,k的1/8～1/17, f cu,k越大，这个比值越低。
复合应力下的强度：三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。
双向受力时，（双向受压：一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；双向受拉：混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样；一向受拉一向受压：混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低）受力变形：（弹性模量：通过曲线上的原点O引切线，此切线的斜率即为弹性模量。
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数表
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数表1. 引言钢筋混凝土结构是现代建筑中常见的一种结构形式，其具有较好的承载能力和耐久性。
在钢筋混凝土结构中，轴心受压构件承担着重要的承载任务。
为了确保轴心受压构件在使用过程中的安全性和稳定性，需要对其进行充分的设计和计算。
本文将介绍钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数表。
2. 稳定系数的概念及意义在钢筋混凝土结构设计中，稳定系数是评估结构稳定性和安全性的重要指标之一。
稳定系数反映了结构在受力作用下抵抗失稳破坏的能力。
对于轴心受压构件来说，其失稳破坏形式主要有屈曲、侧扭和局部失稳等。
通过计算得到轴心受压构件的稳定系数表，可以直观地了解不同参数对于结构稳定性的影响，为工程师提供设计参考和决策依据。
稳定系数表中的数据是基于理论计算和试验结果得出的，对于结构设计和施工具有重要的指导意义。
3. 稳定系数表的内容和格式钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数表通常包括以下内容：3.1 构件几何参数稳定系数表中需要包含轴心受压构件的几何参数，如截面形状、尺寸、钢筋布置等。
这些参数对于结构的承载能力和稳定性有重要影响。
3.2 材料参数稳定系数表中需要包含轴心受压构件所使用材料的参数，如混凝土抗压强度、钢筋强度等。
这些参数是计算稳定系数的基础。
3.3 稳定系数计算方法稳定系数表中需要说明计算稳定系数所使用的方法和公式。
常见的计算方法包括欧拉公式、约束条件法等。
不同方法适用于不同类型的结构，工程师可以根据实际情况选择合适的方法进行计算。
3.4 稳定系数示例计算为了方便工程师使用稳定系数表，表中应包含一些示例计算。
这些示例计算可以覆盖不同类型的轴心受压构件，展示不同参数对于稳定系数的影响。
3.5 结果解读和应用建议稳定系数表中需要对计算结果进行解读和分析，并给出相应的应用建议。
例如，当稳定系数小于某个阈值时，需要采取相应的加固措施来提高结构的稳定性。
4. 稳定系数表的编制和更新为了保证稳定系数表的准确性和可靠性，其编制需要遵循一定的原则和流程。
混凝土结构设计原理填空题库(带答案)全解
绪论1．在混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
2．混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
3．钢筋混凝土结构的主要缺点有：自重大、抗裂性差以及费模费工等。
第一章混凝土结构的设计方法1．混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___可焊性____和与混凝土的粘结四个性能要求。
2．钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔，其中_____冷拔_____后既可以提高抗拉强度又可以提高抗压强度。
3．有明显屈服点钢筋的主要强度指标是____屈服强度________。
4．伸长率包括断后伸长率和___断裂总伸长率__________。
5．反映钢筋塑性性能的主要指标是____断后伸长率___和冷弯性能(p9)。
6．要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力，就要求：①钢筋与混凝土两者变形一致，共同受力；②钢筋的位置和数量等也必须正确。
7．混凝土的应力不变，__应变___随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
8．钢筋与混凝土之间的粘结，包括两类问题：①沿钢筋长度的粘结；②钢筋端部的锚固。
9．混凝土强度等级是根据___立方体抗压___强度标准值确定的。
10．结构或构件破坏前没有明显预兆的，属脆性破坏；破坏前有明显预兆的，属_延性_破坏。
11．为了保证可靠锚固，绑扎骨架中受拉光圆钢筋末端应做__半圆弯钩___。
12．钢筋的伸长率是反映其___塑性____性能的指标。
13．在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力随时间增长而逐渐降低的现象称为钢筋的__应力松弛____。
14．钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶着力、摩擦力和__机械咬合力____三部分组成。
15．为使钢筋与混凝土变形一致、共同受力，钢筋端部要有足够的__锚固长度____。
16．过混凝土应力-应变曲线原点所作切线的斜率为混凝土的_弹性模量_____。
17．混凝土在三向受压下，不仅可提高其____抗压强度______，而且可提高其变形能力。
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数表
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数是一个重要的参数，用于评估构件在受压状态下的稳定性。
在钢筋混凝土结构设计中，轴心受压构件承受的压力会引起构件的变形和破坏，因此需要通过稳定系数来考虑构件的稳定性，确保结构的安全性和可靠性。
在本文中，我将深入探讨钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数表，并分享一些关于这个主题的观点和理解。
1. 稳定系数的定义和意义稳定系数是指构件在受压状态下的稳定性与材料强度之间的比值。
它的值代表了构件抵抗稳定性失效的能力，是判断结构是否满足稳定性要求的关键指标。
稳定系数的计算通常基于一定的假设和理论模型，考虑到材料的弹性模量、几何形状、截面特性以及加载方式等因素。
通过建立稳定系数表，我们可以根据构件的几何形状和受力情况，查找相应的稳定系数值，从而进行结构设计和评估。
2. 稳定系数表的结构和内容稳定系数表包括了各种不同构件和截面形状的稳定系数数值，供工程师和设计人员参考使用。
它通常按照构件的类型和截面形状进行分类，提供了一系列的稳定系数数值。
稳定系数表的结构可以按照以下方式进行组织：2.1 构件类型分类：比如梁、柱、墙等，每种构件类型都有独立的稳定系数表。
2.2 截面形状分类：对于每种构件类型，按照不同的截面形状建立子表，比如矩形截面、圆形截面、T形截面等。
2.3 参数分类：在每个子表中，根据构件的尺寸、材料强度和约束条件等参数，列出相应的稳定系数数值。
3. 稳定系数表的应用和设计原则稳定系数表是钢筋混凝土结构设计中的重要工具，为设计人员提供了参考数值，帮助他们评估和选择合适的构件尺寸和截面形状。
在使用稳定系数表时，设计人员应该遵循以下几个原则：3.1 参考适用范围：稳定系数表通常针对一定的材料强度、构件尺寸范围和约束条件进行编制，设计人员需要根据实际情况选择合适的表格进行参考。
3.2 综合考虑各因素：稳定系数的数值取决于材料的强度、构件的几何形状和加载方式等因素，设计人员需要对这些因素进行综合考虑，以确保稳定系数的准确性和适用性。
5.钢筋混凝土偏心受压构件
5.2 轴心受压柱正截面受压承载能力
二、轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承截力计算
螺旋箍筋和焊接环筋柱
螺旋箍筋柱和焊接环筋柱 的配箍率高，而且不会像普通 箍筋那样容易“崩出”，因而 能约束核心混凝土在纵向受压 时产生的横向变形，从而提高 了混凝土抗压强度和变形能力， 这种受到约束的混凝土称为 “约束混凝土”。
1 杆端弯矩同号时的二阶效应 (1)控制截面的转移
杆端弯矩同号时的二阶效应(P-δ效应)
5.4 偏心受压构件二阶效应
(2)考虑二阶效应的条件
杆端弯矩同号时，发生控制截面转移的情况是不 普遍的，为了减少计算工作量，《混凝土结构设计 规范》规定，当只要满足下述三个条件中的一个条 件时，就要考虑二阶效应：
此外，在长期荷载作用下，由于混 凝土的徐变，侧向挠度将增大更多，从 而使长柱的承载力降低的更多，长期荷 载在全部荷载中所占的比例越多，其承 载力降低的越多。
5.2 轴心受压柱正截面受压承载能力
《混凝土结构设计规范》采用稳定系数φ来表示长柱承载力的降低 程度
5.2 轴心受压柱正截面受压承载能力
2 承载力计算公式
方形、矩形截面箍筋形式 I形、L形截面箍筋形式
5.2 轴心受压柱正截面受压承载能力
在实际工程结构中，由于混凝土材料的非匀质性，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。但在设计以承受恒荷载为主的多层房屋的内柱及 桁架的受压腹杆等构件时，可近似地按轴心受压构件计算。 另外，轴心受压构件正截面承载力计算还用于偏心受压构 件垂直弯矩平面的承载力验算。
Ass 0
dcor
s
Ass1
Nu ( fc r ) Acor f yAs
混凝土结构复习题与答案
第一章钢筋混凝土材料的力学性能（1）第二章钢筋混凝土结构设计方法（2）第三章钢筋混凝土受弯构件（3）第四章受扭构件（4）第五章受压构件（）第六章梁板结构（）第七章预应力混凝土结构（）第八章单层工业厂房（）第九章多层框架结构（）第十章砌体结构基本知识（）绪论一、钢筋混凝土结构主要优缺点有哪些？二．钢筋与混凝土两种物理力学性能不同的材料，为何能共同工作？第 1 章钢筋和混凝土材料的力学性能本章提要1．掌握混凝土的各种强度、强度等级、影响混凝土强度的因素；了解混凝土的应力-应变曲线、混凝土的弹性模量的概念；掌握混凝土的收缩与徐变等特性及其对结构的影响。
2．了解钢筋的品种、级别，熟悉钢筋的力学性能及强度、和变形；掌握钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求及钢筋的选用原则。
3．掌握钢筋与混凝土之间的粘结力的组成及其保证措施，熟悉受力钢筋的锚固与连接构造。
一、填空题1．混凝土立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作养护的边长为的立方体试件，在龄期，用标准试验方法测得的具有保证率的抗压强度。
2．钢筋混凝土结构的砼强度等级不应低于，当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于，当采用HRB400或RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级。
3．预应力混凝土结构的砼强度等级不应低于，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作为预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于。
4．现行规对钢筋选用的规定如下：①普通钢筋（指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋）宜采用和钢筋，也可采用和钢筋。
②预应力钢筋宜采用、，也可采用。
5．钢筋的连接方式有、、。
6．混凝土的强度指标有、、等几种。
7 ．混凝土在长期不变荷载作用下，应变随时间的增长而的现象称为。
8．混凝土在时，随时间的增长其体积不断的现象称为收缩。
9．钢筋和混凝土之间的粘结力是由、、等主要部分组成。
10．钢筋与混凝土两种材料能在一起共同工作的原因是它们之间、二、判断题1．混凝土的轴心抗压强度比作为混凝土标志强度的立方体抗压强度大。
【精】06第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算(1)(免费阅读)
第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算以承受轴向压力为主的构件称为受压构件（柱）。
理论上认为，轴向外力的作用线与构件轴线重合的受压构件，称为轴心受压构件。
在实际结构中，真正的轴心受压构件几乎是没有的，因为由于混凝土材料组成的不均匀，构件施工误差，安装就位不准，都会导致压力偏心。
如果偏心距很小，设计中可以略去不计，近似简化为按轴心受压构件计算。
若轴向外力作用线偏离或同时作用有轴向力和弯矩的构件称为偏心受压构件。
在实际结构中，在轴向力和弯矩作用的同时，还作用有横向剪力，如单层厂房的柱、刚架桥的立柱等。
在设计时，因构件截面尺寸较大，而横向剪力较小，为简化计算，在承载力计算时，一般不考虑横向剪力，仅考虑轴向偏心力（或轴力和弯矩）的作用。
§5-1 轴心受压构件承载力计算轴心受压构件按其配筋形式不同，可分为两种形式：一种为配有纵向钢筋及普通箍筋的构件，称为普通箍筋柱（直接配筋）；另一种为配有纵向钢筋和密集的螺旋箍筋或焊接环形箍筋的构件，称为螺旋箍筋柱（间接配筋）。
在一般情况下，承受同一荷载时，螺旋箍筋柱所需截面尺寸较小，但施工较复杂，用钢量较多，因此，只有当承受荷载较大，而截面尺寸又受到限制时才采用。
（一）普通箍筋柱1、构造要点普通箍筋柱的截面常采用正方形或矩形。
柱中配置的纵向钢筋用来协助混凝土承担压力，以减小截面尺寸，并用以增加对意外弯矩的抵抗能力，防止构件的突然破坏。
纵向钢筋的直径不应小于12mm，其净距不应小于50mm，也不应大于350mm；对水平浇筑的预制件，其纵向钢筋的最小净距应按受弯构件的有关规定处理。
配筋率不应小于0.5%，当混凝土强度等级为C50及以上时应不小于0.6%；同时，一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。
受压构件的配筋率按构件的全截面面积计算（图5.1-1）。
柱内除配置纵向钢筋外，在横向围绕着纵向钢筋配置有箍筋，箍筋与纵向钢筋形成骨架，防止纵向钢筋受力后压屈。
柱的箍筋应做成封闭式，其直径应不小于纵向钢筋直径的1/4，且不小于8mm。
《混凝土结构设计原理》教学大纲
《混凝土结构设计原理》教学大纲课程编号：T1330021课程中文名称：混凝土结构设计原理课程英文名称：Design Theory for Concrete Structure总学时：56 讲课学时：52 实验学时：4授课对象：土木工程学院本科生先修课程：工程制图材料力学结构力学建筑材料房屋建筑学建筑荷载与作用一、课程教学目的本课程是高等学校土木工程专业的主干专业课之一，是理论密切联系实践的工程类课程，所学内容与其它各门结构课程的学习紧密联系，也是工作中应用最多、最广的专业知识，并对学生在专业方向的进一步学习和发展起到至关重要的决定性作用。
因此，从某种意义上讲，《混凝土结构设计原理》课程的教学质量将直接反映土木工程专业的毕业生质量。
本课程特点是以理论分析为依据，注重科学试验，但其理论的严密性较差。
因此，在培养学生掌握基本构件的力学性能及设计方法的同时，要密切联系工程实践，逐步培养学生应用理论性和逻辑性很强的数学、力学知识来分析、解决工程中的具体问题，能灵活掌握影响结构性能的主要因素。
此外，通过本门课程的学习，要培养学生严谨、一丝不苟的工作态度和不断进取、努力创新的钻研精神。
二、教学内容及基本要求绪论（共2学时）钢筋混凝土结构一般概念及其特点，钢筋混凝土结构的发展概况及其应用。
本课程的主要内容、任务及学习方法。
第一章材料的力学性能（共6学时）钢筋：钢筋的成分、种类和级别，钢筋的应力--应变曲线，钢筋的塑性性能。
混凝土：立方体抗压强度，影响混凝土强度的因素，轴心抗压强度，轴心抗拉强度，复杂应力状态下混凝土的强度。
混凝土的变形：混凝土一次短期加载时的应力--应变性能，不同混凝土强度等级及不同加载速度时混凝土的应力--应变关系，混凝土的横向变形系数。
混凝土的变形模量。
混凝土在重复荷载下的变形性能。
混凝土的徐变，混凝土的收缩。
钢筋与混凝土之间的粘结性能，粘结应力。
第二章钢筋混凝土结构的设计方法（共4学时）建筑结构的功能要求，结构的极限状态，结构设计方法概述。
05--水工钢筋砼--钢筋混凝土受压构件承载力计算 2012
（2）荷载加大时：砼出现塑性变形，钢筋弹性变形， 应力比不再符合弹模比。荷载不变时，砼会发生徐变， 应力重分配，砼应力减小、钢筋增加。
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（一）短柱： 3、应力应变阶段： （3）纵向荷载达到破坏荷载的90%时：砼柱横向变形 达到极限→出现纵向裂缝(图a)→保护层脱落→纵筋外 凸弯曲→砼压碎→柱破坏(图b)→砼和钢筋屈服
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（二）长柱: (l0/b>8,纵向弯曲丧失稳定造成破坏) 5、计算长度l0
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（二）长柱: (l0/b>8,纵向弯曲丧失稳定造成破坏) 5、计算长度l0
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（三）说明 1、采用过分细长的柱子不合理： 2、长细比限制：一般建筑物中的柱，常限制长细比满 足 l0/b<30及, l0/h<25（b×h=宽×长）。
（二）第二类破坏情况--受压破坏 1、偏心距e0很小时： d. 另侧砼和钢筋应力在构件破坏时均未达到受压强度 （用σs’表示）
e0很小，全部受压
未屈服
5.3 偏心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（二）第二类破坏情况--受压破坏 2、偏心距e0稍大时： a. 截面也会出现小部分受拉区。 b. 由于受拉钢筋很靠近中和轴，应力很小。 c. 受压应变的发展大于受拉应变的发展，破坏先发生 在受压一侧。
5.1 受压构件的构造要求
四、箍筋
4、间距： ③柱内纵向受力筋配筋率大于3%时：箍筋直径不宜小 于8mm、s≤10d 且≤200mm 、弯头要求，也可焊接封 闭环式。
建筑结构第5章钢筋混凝土受压构件承载力计算参考课件
（4）圆柱中纵向钢筋不宜少于8根，不应少于6根，且 宜沿周边均匀布置。
（5）在偏心受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上 的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力筋，其 中距不宜大于300mm。
（6）全部纵向受力钢筋的配筋率，对强度等级为 300MPa、335 MPa的钢筋不应小于0.6%，对强度等级为 400MPa的钢筋不应小于0.55%，对强度等级为500MPa的 钢筋不应小于0.5%，同时一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。 全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率均按构件的全截面 面积计算。
5.2.2 截面形式和尺寸
常用的截面：方形和矩形；用于桥墩、桩和公共建筑 中的柱，可采用圆形或多边形截面；单层工业厂房的预制 柱也常采用I字形截面。
截面的最小边长不宜小于250 mm。柱截面尺寸宜取 整数，边长在800mm以下者，取50mm为模数，边长在 800mm以上者，取100mm为模数。
5.2.3 纵向钢筋
N N u 0 .9fc A fy A s
当纵向普通钢筋配筋率ρ′ 大于3%时，公式中的A应改用 （A－As′）代替。
（2）配筋率
4.设计计算方法
（1）截面设计 已知：轴向力设计值N，柱的计算长度l0和材料的强 度等级fc、fy′。计算柱的截面尺寸b×h及配筋As′。
此时，As′、A、φ均为未知数，有许多组解答。求 解时先假设φ=1，ρ′=0.6%～5%（一般取ρ′=1%），估算
【学习重点】 配筋构造要求；轴心受压构件的正截面承载力计算； 对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算。
5.1 概 述
受压构件分为轴心受压构件和偏心受压构件。
当轴向力作用线与构件截面形心轴重合时，称为轴心受 压构件；当弯矩和轴力共同作用于构件上或轴向力作用线与 构件截面形心轴不重合时，称为偏心受压构件。
混凝土结构设计原理思考题答案
混凝土结构设计原理部分思考题答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题1、钢筋冷加工的目的是什么冷加工的方法有哪几种各种方法对强度有何影响答：冷加工的目的是提高钢筋的强度，减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高，2、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求答：钢筋混凝土结构中钢筋应具备：（1）有适当的强度；（2）与混凝土粘结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。
4、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度答：立方体抗压强度采用立方体受压试件，而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸，因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。
所以除立方体抗压强度外，还有轴心抗压强度。
5、混凝土的抗拉强度是如何测试的答：混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。
由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差，目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。
6、什么叫混凝土徐变线形徐变和非线形徐变混凝土的收缩和徐变有什么本质区别答：混凝土在长期荷载作用下，应力不变，变形也会随时间增长，这种现象称为混凝土的徐变。
当持续应力σC ≤时，徐变大小与持续应力大小呈线性关系，这种徐变称为线性徐变。
当持续应力σC >时，徐变与持续应力不再呈线性关系，这种徐变称为非线性徐变。
混凝土的收缩是一种非受力变形，它与徐变的本质区别是收缩时混凝土不受力，而徐变是受力变形。
10、如何避免混凝土构件产生收缩裂缝答：可以通过限制水灰比和水泥浆用量，加强捣振和养护，配置适量的构造钢筋和设置变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。
对于细长构件和薄壁构件，要尤其注意其收缩。
第二章混凝土结构基本计算原则思考题1．什么是结构可靠性什么是结构可靠度答：结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定功能的能力，称为结构可靠性。
混凝土结构设计原理习题答案(第五章)
第五章习题参考答案习题1. 已知柱截面尺寸b ×h =350mm×350mm ，柱的计算长度m 50=l ，轴向力设计值N ＝1600kN 。
混凝土，纵向受力钢筋为HRB400级，试计算其配筋。
解：由题意知：2c N/mm 9.11=f ，2y y N/mm 360='=f f3.14350/5000/0==b l ，查表得：913.0=ϕ23y c s mm 5.13953603503509.11913.09.01016009.0=⨯⨯-⨯⨯='-='f A f N A ϕ选配纵筋8C 16，实配纵筋面积A s ′=1608mm 2ρ′= %31.13503501608'=⨯=A A s >ρ′min =0.6%， 满足配筋率要求。
按构造要求，选配箍筋A 8@200。
习题2. 现浇圆形截面柱，其计算长度m 3.40=l ，承受设计轴向力N =2100kN ，混凝土采用C20，纵筋采用6根直径为20mm 的HRB335钢筋，螺旋箍筋用HPB300级，若柱截面直径为400mm 时，试求柱螺旋箍筋用量。
解：由题意知，该柱需配螺旋箍筋。
基本参数：2c N/mm 6.9=f ，HRB335，2y y N/mm 300='=f f ，HPB300,2y y N/mm 270='=f f ，75.10400/4300/0==d l ，查表得：945.0=ϕ纵筋6B 20，实际A s ′＝1884mm 2一类环境，c =25mm ，混凝土核心截面直径为mm 330102252400cor =⨯-⨯-=d混凝土核心截面面积为222corcor mm 5.85486433014.34=⨯==d A π23ys y cor c ss0mm 56.17542701218843005.854866.99.01021002)(9.0=⨯⨯⨯-⨯-⨯=''+-=f A f A f NA α因A ss0＞0.25 A s ′=0.25×1884=471mm 2，满足构造要求。
混凝土结构设计原理填空题库(带答案)
绪论1．在混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
2．混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
3．钢筋混凝土结构的主要缺点有：自重大、抗裂性差以及费模费工等。
第一章混凝土结构的设计方法1．混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___可焊性____和与混凝土的粘结四个性能要求。
2．钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔，其中_____冷拔_____后既可以提高抗拉强度又可以提高抗压强度。
3．有明显屈服点钢筋的主要强度指标是____屈服强度________。
4．伸长率包括断后伸长率和___断裂总伸长率__________。
5．反映钢筋塑性性能的主要指标是____断后伸长率___和冷弯性能(p9)。
6．要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力，就要求：①钢筋与混凝土两者变形一致，共同受力；②钢筋的位置和数量等也必须正确。
7．混凝土的应力不变，__应变___随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
8．钢筋与混凝土之间的粘结，包括两类问题：①沿钢筋长度的粘结；②钢筋端部的锚固。
9．混凝土强度等级是根据___立方体抗压___强度标准值确定的。
10．结构或构件破坏前没有明显预兆的，属脆性破坏；破坏前有明显预兆的，属_延性_破坏。
11．为了保证可靠锚固，绑扎骨架中受拉光圆钢筋末端应做__半圆弯钩___。
12．钢筋的伸长率是反映其___塑性____性能的指标。
13．在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力随时间增长而逐渐降低的现象称为钢筋的__应力松弛____。
14．钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶着力、摩擦力和__机械咬合力____三部分组成。
15．为使钢筋与混凝土变形一致、共同受力，钢筋端部要有足够的__锚固长度____。
16．过混凝土应力-应变曲线原点所作切线的斜率为混凝土的_弹性模量_____。
17．混凝土在三向受压下，不仅可提高其____抗压强度______，而且可提高其变形能力。
水工钢筋混凝土结构学第5章PPT课件
三、 纵筋
纵筋：采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋，不宜采用高强度钢筋。 轴心受压构件纵筋沿截面的四周均匀放置，钢筋根数不得少于4 根，直径不小于12mm，常用12～32mm。。 偏心受压构件纵筋放置在偏心截面的两边，截面高度≥600mm时， 侧面应设置直径10～16mm的纵向构造钢筋，并设附加箍筋或拉 筋。
承重墙内竖向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于300mm。
荷载较小，砼和钢筋应力比符合弹模比。
荷载加大，应力比不再符合弹模比。
荷载长期持续作用，砼徐变发生，砼与钢筋之间引起
应力重分配。
破坏时，砼的应力达到 f c ，钢筋应力达到
f
y
。
精选
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
不同箍筋短柱的荷载—应变图
普通钢箍柱
A——不配筋的素砼短柱； B——配置普通箍筋的钢筋砼短柱； C——配置螺旋箍筋的钢筋砼短柱。
令 x h0
KN
Nu
1 d
( fcb h0
f y As
f y As )
KNe
fc
s
b
h
2 0
f y As ( h0 a ' )
得到
s
KNe
f y As ( h0
Байду номын сангаас
f
c
b
h
2 0
a')
1- 1-2 s
若 b ,可 以 保 证 构 件 破 坏 时 受 拉 钢 筋 的 应 力 先 达 到 fy ,因 而
y y f ?sin px
le f
考虑二阶效应的计算方法目前主要有非 线性有限元法和偏心距增大系数法精选
ei N
le
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
适当加大取整（50mm的模数）。 根据
若
l0
A ，
四、承载能力复核（强度校核）
b
' ' N 0 . 9 ( A f A 查 计算： u 则安全， c s f y ) 若 N Nu
N Nu
则不安全。
配有螺旋箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算
1. 箍筋的纵向约束作用
纵向压缩
横向变形
b h
三、截 面 设 计
可能有两种情况：
' A s 1、其他条件已知，求
（1）按
l0
b
查
（2）按公式计算
（3）算
' ' As
A
' s
N 0.9A f c 0.9f y'
A
' in ' 3% 则按计算值 As 若 m 选配钢筋，要注意满足构造要求。 in 则按 As' min A 及构造要求选配钢筋。 若 ' m 若 ' 3% 一般应加大混凝土截面尺寸，重新计算。若因使用 ' ' 选配钢 要求，混凝土截面不能加大，则按 Ac bh As 重新计算 As 筋。
①确定设计资料
fc 11.9N / mm2 ; f y 300N / mm2
②初步确定截面尺寸
轴压柱截面选正方形。
假定 2%， 1.0, 代入公式估算截面面积
N 2420103 A 150217mm2 0.9 ( f c f y ) 0.9 1 (11.9 0.02 300)
' A 2、求 A 及 s
就要假定，有两种办法；
' （1）假定 A ，按前面方法求 As 。若配筋率在合适的范围内，说 ' 算出的选配钢筋，若配筋率不合适，则 明假定的 A 合适，可按 As 改变 A 重算。
' （2）假定 ，可按下列步骤计算
[1]选合适的 。
'
N [2]暂设 =1，用基本公式算， A 0.9( f ' f ' )， b c y
四、箍筋
箍筋直径和间距
作用：
① 阻止纵筋受压向外凸， 防止砼保护层剥落； ②约束砼； ③抗剪。 箍筋应为封闭式。 纵筋绑扎搭接长度内箍 筋要加密。
基本箍筋和附加箍筋
截面有内折角时箍筋的布置
第二节 轴心受压构件正截面承载力计算
一、轴心受压构件 定义：纵向压力通过截面形心轴 的构件叫做轴心受压构件。 严格来讲，在实际工程中，真正 的轴心受压构件并不存在。 原因有以下几点： 1、混凝土浇注不均匀。 2、施工中的尺寸偏差。 3、实际荷载的偏差。 但如果偏心很小，可忽略其影响时， 则可按轴压进行设计。 轴压柱有以下两种： 1、普通箍筋柱 2、螺旋箍筋柱（受力性能好，延性好）。
第五章 钢筋砼受压构件承载力计算
受压构件分为轴心受压和偏心受压。 y x ex ey y x
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压
(c)
双向偏心受压
实际工程中真正的轴心受压构件是没有的。我国规范 对偏心很小可略去不计，构件按轴心受压计算。
单层厂房排架柱
第一节
受压构件的构造要求
一、截面形式和尺寸 采用方形或矩形截面，截面长边布在弯矩作用方向，
纵向裂纹(横向拉坏)
若约束横向变形，使砼处于三向受压状态
提高的承载力
f f c 4 r
当N 增大，砼的横向变形足够大时，对箍筋形 成径向压力，反过来箍筋对砼施加被动的径向均 匀约束压力。
应用：
仅在轴向受力较大，而截面尺寸受到限制时采用。
配置的箍筋较多 2. 正截面受压承载力计算
f f c 4 r
柱全截面受压，压应变均匀。 钢筋与砼共同变形，压应变保持一样。
N曲线 c
荷载较小，砼和钢筋应力比 符合弹模比。 荷载加大，应力比不再符合 弹模比。
Nu
荷载长期持续作用，砼徐变 发生，砼与钢筋之间引起 应力重分配。 破坏时，砼的应力达到 f c ， 钢筋应力达到 f y 。
fc
三、纵向钢筋
作用：①协助砼受压；②承担弯矩。
常 用 HRB400 级 、 HRBF400 、 HRB500 级 、
HRBF500 、RRB400 级。不宜用高强钢筋，不宜 用冷拉钢筋。 直径12mm，常用直径12～32mm。 现浇时纵筋净距50mm，最大间距350mm。 长边600mm，中间设10～16mm纵向构造钢 筋，间距300mm。
二、普通箍筋柱的计算
基本公式：
Nu
) N u 0.9 ( f c A f y As
) N N u 0.9 ( f c A f y As
fc
N——轴力设计值 A——构件截面面积； ——全部纵筋的截面面积； As
f y A s A s
——轴压构件的稳定系数。
2420 10 3 0.9 0.961 400 400 11 .9 0.9 0.961 300
2980 .0(mm 2 )
④选配钢筋 选配纵筋
3014 mm 2 ) 8 22 ( As
As 0.6% 3041/ 160000 1.9% min A
满足要求，按计算配纵筋，按构造配箍筋。配筋如图
8 @ 300
8 22
400
400
长柱不仅发生压缩变形，还发生纵向弯曲。
长柱破坏荷载小于短柱，柱子越细长小得越多。
表示长柱承载力较短柱的降 用稳定系数 低。
N u长 /N u短
影响 值的主要因素为长细比l0/b 。
l0/b<8的称为短柱。 实际工程构件计算长度 l0取值可参考规范。 长细比限制在l0/b 30 ，l0/h25。
公式中不考虑
40mm S 80mm 或 d cor/5
例6.1某多层现浇钢筋混凝土框架结构房屋，现浇楼盖，二层 层高H=3.6m,其中柱承受轴向压力设计值N=2420kN(含柱自重） 。采用C25混凝土和HRB335级钢筋。求该柱截面尺寸及纵筋 截面面积。 解：本题属于截面设计问题
x = 0
f y Ass1
2f y Ass1 r S d cor
r
dcor
r
2f y Ass1 S d cor
f y Ass1
代入得：
f fc 8f y Ass1 S d cor
Z = 0 代入得：
N f Acor f y As
长短边比值不宜超过1.5。也可采用T形、工字形截面。 桩常用圆形截面。 截面尺寸不宜过小，建筑现浇立柱边长250mm。 截面边长 800mm，50mm为模数，边长800mm，以 100mm为模数。
二、砼 受压构件承载力主要取决于砼强度，应采用强度等级
较高的砼，如C25 、 C30~C50。
普通箍筋柱由纵向钢筋和横向箍筋组成，它们形成骨架与混凝 土共同承受压力。
纵筋的作用：1、帮助混凝土承受压力。 2、增强构件延性，防止构件脆性破坏。 3、减小混凝土的徐变变形。 箍筋的作用： 1、与纵筋形成骨架。 2、防止纵筋受力后外凸。 3、对核心混凝土有一定的约束作用，有利于提高 极限压缩变形。 二、试验研究 试件为配有纵筋和箍筋的短柱。
N≤ 0.9( f c Acor f y As 2f y Ass0 )
式中
Ass0
d cor Ass1
S
间接钢筋的换 算截面面积
Acor
d cor
4
注意事项：
为防止混凝土保护层过早脱落，上式计算
的N应满足 N 1.5× 0.9 (fyAs+fcA)
应用于lo/b 12的情况
b h A 387 .6mm 2
选截面尺寸为400mm×400mm ③计算受压纵筋面积 查表6.2， l0 1.25 H , l0 / b 1.25 3.6 / 0.4 11 .25 查表6.3， 0.961
A
' s
N 0.9A f c 0.9f y'钢箍柱
不同箍筋短柱的荷载—应变图
A——不配筋的素砼短柱； B——配置普通箍筋的钢筋砼短柱； C——配置螺旋箍筋的钢筋砼短柱。
普通箍筋短柱正截面极限承载力
N u f c Ac f y As
Nu——破坏时的极限轴向力； Ac——砼截面面积； A' s——全部纵向受压钢筋截面面积。