混凝土结构设计原理 第3章 钢筋混凝土轴心受压构件

N Nu 0.9( fc Acor f yAs 2f y Ass0 )
螺旋箍筋对承载力的影响系数，当 fcu,k≤50N/mm2时，取 = 1.0；当fcu,k=80N/mm2 时，取 =0.85，其间直线插值。
采用螺旋箍筋可有效提高柱的轴心受压承载力。 ◆ 如螺旋箍筋配置过多，极限承载力提高过大， 则会在远未达到极限承载力之前保护层产生剥落， 从而影响正常使用。 《规范》规定： 按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋 柱受压承载力的1.5倍。Nssu≤1.5Nsu ◆ 对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大， 截面不是全部受压，螺旋箍筋的约束作用得不到 有效发挥。《规范》规定： 对长细比l0/d大于12的柱不应计入间接钢筋的 影响作用。
稳定系数
N N
l u s u
稳定系数主要与柱的长细比l0/b有关, l0/b≤8时，
取
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
表3-1
) N Nu 0.9 ( f c A f y As
折减系数 0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受 恒载作用的轴压受压柱的可靠性。当纵向钢筋配筋 率大于3%时，A应改用（A-A’s）
◆ 螺旋箍筋的约束效果与其截面面积Ass1和间 距 s 有关，为保证由一定约束效果，《规范》 规定：
●螺旋箍筋的换算面积 Ass0 不得小于全部纵
筋A’s 面积的25%；
●螺旋箍筋的间距 s 不应大于dcor/5，且不大
于80mm，同时为方便施工，s 也不应小于 40mm。
1 fc
达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）
8 f y Ass1 Acor f yAs f c Acor Nu 1 Acor f y As s dcor
(c)
dcor fyAss1
dcor Ass1 s Ass0
2
s fyAss1
Ass0
在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不
存在；
混凝土的不均匀性等原因，往往存在一定的初始 偏心距。 ◆ 但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋 的内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向压 力，可近似按轴心受压构件计算。
◆ 由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、
普通钢箍柱： 箍筋的作用？ 纵筋的作用？ 螺旋钢箍柱：箍筋的 形状为圆形，且间距 较密，其作用？
第3章 轴心受力构件正截面承载能力计算
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压
(c)
双向偏心受压
受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破 坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。
配有普通箍筋的轴心受压构件 配有螺旋箍筋的轴心受压构件 轴心受拉构件
3.3 轴心受压构件的承载力计算
◆
混凝土圆柱体三向受压状态的纵向抗压强度
1 f c 4 2
(a)
(b)
2
s
(c)
2 sdcor 2 f y Ass1
dcor fyAss1
2
2
2 f y Ass1 s d cor
8 f y Ass1 s d cor
s
1 f c 4 2
fyAss1
d cor Ass1
s
8 f y Ass1 f c Acor Nu 1 Acor f y As Acor f yAs s dcor
Nu f c Acor 2 f y Ass0 f yAs
2 f y Ass0 Nu f c Acor f y As
普通钢箍柱
螺旋钢箍柱
纵筋的作用： ◆ 起到了调整混凝土应力的作用，使混凝土的
塑性性质得到了较好的发挥，改善了受压破坏 的脆性性质。计算时以构件的压应变达到0.002 为控制条件，此时混凝土达到了fc，相应的纵 筋应力达到400N/m2,对于HRB400，HRB335，
HPB235热轧钢筋都已经达到屈服。若对于屈 服强度或条件屈服强度大于400N/m2的钢筋， 在计算f ’y时只能取400N/m2。
◆承担初始偏心或其它偶然因素引起的附加
弯矩。
◆箍筋可以固定纵向受力钢筋的位置， 纵向钢筋在混凝土压碎之前压屈，保证 纵筋与混凝土共同受力直到构件破坏 。
短柱
l0/i≤28或 l0/b≤8
长柱
一、普通钢箍柱
轴心受压短柱
N u f c Ac f yAs
s
轴心受压长柱
N N
l u
s u
) N Nu 0.9 ( f c A f y As
当现浇钢筋混凝土轴心受压构件截面长边或 直径小于300mm时，构件制作缺陷对承载力 的影响较大，上式混凝土强度设计值应乘以 0.8，构件质量有保障时不受此限制。
二、螺旋箍筋柱
(螺旋筋或焊接钢筋环-间接钢筋)
当柱轴向力很大且柱截面尺寸受限制； 当采用普通箍筋的柱，提高混凝土强度 等级和增加了纵筋配筋量也不足以承受该 柱轴向压力时。 间接钢筋可以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； 同时间接钢筋中产生拉应力。