5-1.轴心受力构件承载力计算2解析

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钢筋混凝土轴心受力构件承载力计算

图5.3
5.2.2 轴心受拉构件承载力计算
5.2.2.1 截面形式
轴心受压柱以方形为主，也可选用矩形、圆形或正多边形截面；柱截面尺寸一般不宜小于 250mm×250mm，构件长细比应控制在l0/b≤30、 l0/h≤25、l0/d≤25。
此处l0为柱的计算长度，b为柱的短边，h为柱的长边，d为圆形柱的直径。
l0 垂直排架方向有柱间支撑无柱间支撑
1.2H
1.0H
1.0H
1.2H
有吊车房屋柱
上柱下柱
2.0Hu 1.0Hl
1.25Hu 0.8Hl
1.5Hu 1.0Hl
露天吊车柱和栈桥柱
2.0Hl
1.0Hl
—
表5.3 框架结构各层柱的计算长度
楼盖类型现浇楼盖装配式楼盖
柱的类别底层柱
其余各层柱底层柱
图5.5 柱中箍筋的构造要求
5.2.3 配有普通箍筋轴心受压柱的承载力计算
根据构件的长细比（构件的计算长度l0与构件截面回转半径i之比）的不同，轴心受压构件可分为短柱（对矩形截面l0/b≤8,b为截面宽度）和长柱。
5.2.3.1 试验研究分析
钢筋混凝土短柱经试验表明：在整个加载过程中，由于纵向钢筋与混凝土粘结在一起，两者变形相同，当混凝土的极限压应变达到混凝土棱柱体的极限压应变ε0=0.002时，构件处于承载力极限状态，稍再增加荷载，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋向外凸出，最后中部混凝土被压碎而宣告破坏（图5.6）。因此在轴心受压柱中钢筋的最大压应变为0.002，故不宜采用高强钢筋，对抗压强度高于400N/mm2者，只能取400N/mm2
【例5.2】某现浇多层钢筋混凝土框架结构，底层中柱按轴

03砌体结构构件的承载力计算 02

所以计算所得的值不得超过上图中所注的相应值；对多孔砖砌体及按规定要求灌孔的砌块砌体， ≤1.5；未灌孔的混凝土砌块砌体， = 1.0。
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3. 局部均匀受压承载力计算砌体截面中受局部均匀压力时的承载力按下式计
算。
Nl ≤ fAl
式中：Nl——局部受压面积A1上的轴向力设计值。 f ——砌体的抗压强度设计值，可不考虑强
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【例3.4】某房屋中的双向偏心受压柱，截面尺寸 b×h=370mm×490mm，采用MU15烧结多孔砖和M5混合砂浆砌筑，柱在两个方向的计算高度均为H0=3.0m，柱顶
截面承受的轴向压力设计值N=115kN，其作用点 e b
=0.1x=0.1×370/2=18.5 mm，eh=0.3y=0.3×490/2=73.5 mm。试验算柱顶截面的承载力是否满足要求。
布的，称为局部均匀受压；否则，为局部非均匀受压。例如：支承轴心受压柱的砌体基础为局部均匀受压；梁端支承处的砌体一般为局部非均匀受压。
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二、局部受压的破坏试验
通过大量的试验发现，砌体局部受压可能有三种破坏形态。
1. 纵向裂缝发展而破坏
图(a)所示为一在中部承受局部压力作用的墙体，当砌体的截面面积A与局部受压面积Al的比值较小时，在局部压力作用下，试验钢垫板下1或2皮砖以下的砌体内产生第一批纵向裂缝；
对图 (b)，A0= (b+2h)h。
对图 (c)，A0= (a+h)h+(b+hl-h)h1。
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对图 (d)，A0= (a+h)h。
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影响局部抗压强度的计算面积A0及γ极限值

轴心受力构件的承载力计算分析报告

第4章轴心受力构件的承载力计算
公路桥涵工程中轴心受拉构件正截面承载力计算公式：
0 －桥涵结构的重要性系数，按公路桥涵的设计安全等级，一级、二级、三级分别取用1.1，1.0，0.9。
Nd－轴向拉力组合设计值； fsd－钢筋抗拉强度设计值，取值应不大于330N/mm2； As－纵向钢筋的全部截面面积，
查附表11-1，选用8 16的纵向钢筋（A"s=1608mm2）。
配筋合适
第4章轴心受力构件的承载力计算
3. 公路桥涵工程配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算方法
Nd－轴向压力组合设计值；
－轴压构件的稳定系数；
f sd－钢筋抗压强度设计值； f cd－混凝土轴心抗压强度设计值；
0 －桥涵结构的重要性系数，按公路桥涵的设计安全等级，一级、二级、三级分别取用1.1，1.0，0.9。
C25，纵筋采用HRB400级钢筋。试求柱截面尺寸，并配置受力钢筋。解：初步估算截面尺寸
查得C25混凝土的fc=11.9N/mm2，HRB400钢筋的f"y=360N/mm2。取＝1.0， ’＝1%，则有
若采用方柱，h=b= =414.78mm，取 b×h=450mm×450mm， l0/b=6.2/0.45=13.78，查表3-1得＝0.923，则有
N
N－轴向力设计值；
－钢筋混凝土构件的稳定系数；
f y－钢筋抗压强度设计值； A s－全部纵向受压钢筋的截面面积； f c－混凝土轴心抗压强度设计值； A －构件截面面积，当纵向配筋率大于 0.03时，
A改为Ac， Ac =A- A s；
0.9 －可靠度调整系数。
As
h
fc f yA
b

钢结构基本原理课后习题集答案解析(第二版)

第二章2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。

tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E 图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性（b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化）（2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f Eσεαεα=+-=+-2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？2235/y f N mm =2270/c N mm σ=0.025F ε=522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =f yσF图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610y f E ε===⨯卸载后残余应变：0c ε=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （2）B 点：卸载前应变：0.025F εε==卸载后残余应变：0.02386y c f Eεε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点：卸载前应变：0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869cc Eσεε=-=可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。

答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。

轴心受力构件计算

a曲线包括的截面残余应力影响最小,相同的λ 值,承载力大, 稳定系数大； c曲线包括的截面残余应力影响较大； d曲线承载力最低。

ห้องสมุดไป่ตู้
f y / 235
图4.21 我国的柱子曲线
4.3.5 轴心受压构件的整体稳定计算
轴心压杆临界应力σ cr确定之后，构件的整体稳定计算，其稳定计算式应为：
cr cr f y N f A R fy R
2)扭转屈曲：绕纵轴扭转; 3)弯扭屈曲：即有弯曲变形也有扭转变形。
图4.11 轴心压杆的屈曲变形
(a)弯曲屈曲；(b)扭转屈曲；(c)弯扭屈曲
弯曲屈曲：双轴对称截面，单轴对称截面绕非对称轴；扭转屈曲：十字形截面；弯扭屈曲：单轴对称截面（槽钢，等边角钢）。
4.3.2理想轴心压杆弯曲屈曲临界应力
— 构件计算长度
i--截面的回转半径
表4.2 受拉构件的容许长细比承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构构件名称一般建筑结构桁架的杆件吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑 350 300 400 有重级工作制吊车的厂房 250 200 350 直接承受动力荷载的结构 250 — —
其他拉杆、支撑、系杆(张紧的圆钢除外)
2
cr
fy
图4.24 轴心受压构件的局部失稳(c)
由此确定宽厚比限值 b / t
（1）翼缘（三边简支一边自由）
图4.21
轴心受压构件的翼缘失稳
b 235 (10 0.1 ) t fy
λ- 两方向长细比的较大值
不满足此条件时加大厚度 t
当λ小于30时，取30；当λ大于100时，取100
注：残余应力对弱轴的影响大于对强轴的影响

第三章轴心受力构件承载力计算

筋将首先达到抗压屈服强度，随后钢筋承担的压力维持不变，而继续增加荷载全部由混凝土承担，直到混凝土压碎，在这类构件中，钢筋于混凝土的抗压强度都得到充分的利用。对较高强度钢筋，在构件破坏时，可能达不到屈服。钢筋的强度得不到充分的利用。
在轴心受压短柱中，不论受压钢筋在构件破坏时是否屈服，构件的最终承载能力都由混凝土压碎来控制的。
性，即处于弹性阶段。
随着荷载的增加，混凝土的非弹性变形发展，进入弹塑性阶段，但钢筋仍处与弹性阶段，混凝土的应力增长的速度比钢筋的压应力增长的速度慢，由与，故钢筋压应力与混凝土压应力之比大于也就是钢筋于混凝土之间的应力重分布。
在长期荷载作用下，混凝土的徐变发生，截面上引起应力重分布。随着荷载的持续的时间的增加，混凝土的压应力会逐见的减小，钢筋的应力将逐渐增加。钢筋应力增加的多少，与截面纵向钢筋的配筋率有关，当配筋率较大时，钢筋的应力增进阿的较大，当配筋率较低时，钢筋的应力增加较小
特征：构件带裂缝工ห้องสมุดไป่ตู้。在裂缝截面处，拉力全部由钢筋承担。在混凝土
开裂前和混凝土开裂后的瞬间，裂缝截面处的钢筋的应力发生突变。
裂缝的间距和裂缝宽度的大小与纵向受力钢筋的配筋率和直径布置等因素有关。
（3）破坏阶段特征：纵向钢筋屈服，标志着构件破坏。破坏由纵
向钢筋起控制作用。
2 轴心受拉构件截面承载力计算
二、教学提示
展示轴心受力构件的教学模型，并提出如下问题；
1 钢筋混凝土轴心受拉构件中混凝土的作用。 2 钢筋混凝土轴心受压构件中纵向钢筋和箍筋的作用。
第二讲
一、内容
（2）截面承载力计算
( ) 1) 计算公式
N ≤ 0.9ϕ
f
` Y

钢结构基本原理第五章轴心受力构件

y
缀板柱
x
y (实轴)
l01 =l1
柱肢
l0 l 1
格构式柱
缀条柱
实腹式截面
格构式截面
5.1.4 轴心受力构件的计算内容轴心受力构件强度（承载能力极限状态）轴心受拉构件刚度（正常使用极限状态）强度（承载能力极限状态）轴心受压构件稳定刚度（正常使用极限状态）
第5.2节轴心受力构件的设计本节目录
I
并列布置
II I N
An
II I
错列布置
例：一块—400×20的钢板用两块拼接板—400×12进行拼接．螺栓孔径为22mm，排列如图所示钢板轴心受拉， N＝1350 kN(设计值)。钢材为Q235钢，解答下列问题： (1)钢板1—1截面的强度够否? (2)假定N力在13个螺栓中平均分配，2—2截面应如何验算? (3)拼接板的强度是否足够？
I N
I
截面无削弱
N —轴心力设计值； A—构件的毛截面面积； f —钢材抗拉或抗压强度设计值。
截面有削弱
计算准则：轴心受力构件以截面上的平均应
力达到钢材的屈服强度。
N
s0
sm = s0
ax
N
N
N
I N
3
fy
(a)弹性状态应力
有孔洞拉杆的截面应力分布
(b)极限状态应力
I
截面有削弱
计算准则：轴心受力构件以截面上的平均应
第5.1节
5.1.1 轴心受力构件类型
概述
概念轴心受力构件是指承受通过截面形心轴线的轴向力作用的构件。轴心受力构件包括：轴心受拉构件和轴心受压构件
轴心受拉：桁架、拉杆、网架、塔架（二力杆）

tA第三章钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算

b 0.25
m in
As bh
804 250 250
1.2
max且(3%)
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Nu 0.9( fc A f yAs) 1022 KN N 950 KN
帮助
混凝土结构设计原理
第3 章
3.3
l0 3.5 7 12, 1.0,
b 0.5 dcor d 2c 2d 500 2 25 212 426 mm
Ass 0
dcor Ass1
s
3.14 426 50
113 .1
3025 .74mm 2
Acor
d c or 2
4
3.14 426 2 4
142458
.66mm 2
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混凝土结构设计原理
第3 章
3.3
Nu 0.9( fc Acor f yAs 2 f yv Ass0 ) 4118 .58KN
…3-10
Aso—— 间接钢筋的换算截面面积； k —— 间接钢筋影响系数。
混凝土强度
≤C50
C55 C60 C65 C70 C75 C80
k
2.0 1.95 1.90 1.85 1.80 1.75 1.70
构造要求
间接筋：d≥d纵 /4， ≥6mm ; s≤80mm , ≤dcor /s。
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混凝土结构设计原理
§3.3 轴心受压构件 3.3.1 概述
配置间距较密的螺旋箍筋（或环式焊接钢筋）
有较强的环向约束，能够提高构件的承载力和延性。
第3 章
（P53）
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钢管混凝土承载力计算

（2.1.1 ）
ξ =
0
圆形钢管混凝土矩形钢管混凝土
1. 轴心受力构件
f scy 为钢管混凝土的轴压屈服强度，可以表示为
（ ⋅ 1.14 + 1.02ξ） f ck f scy = （ .18 + 0.85ξ） f ck ⋅ 1
对于圆形钢管混凝土对于矩形钢管混凝土
(2.1.2)
（参考韩林海，杨有福《现代钢管混凝土结构技术》）钢管混凝土短柱的极限轴压承载力可表述为：
3. 格构式构件
λ λ 其中， max 分别为构件在x-x和y-y方向上的换算长细比的较大值； 1 =
l1 I sc /
∑A
sci
I sc
为肢柱的截面惯性矩。
格构柱的缀件，应承受下能列剪力中之较大者，剪力v值可认为沿格构柱全长不变： 1. 实际作用于格构柱上的横向剪力设计值； 2.
V = ∑ Asci f sci 85
是柱的计算长度，具体按支撑条件确定。（赵鸿铁. 钢和混凝土组合结构[M]. 北京. 科学出版社）
1. 轴心受力构件
根据结构的长细比、含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度，查找钢管混凝 ϕ 土柱的稳定系数表，（韩林海，杨有福. 现代钢管混凝土结构技术(第2版) 钢管混凝土长柱轴心受压构件稳定承载力
N u = ϕ ⋅ N u0 = ϕ ⋅ Asc ⋅ f scy
N u0 = Asc ⋅ f scy
其中，
(2.1.3)
Asc = As + Ac
1. 轴心受力构件
对于细长柱，还应考虑长细比、含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度的影响。其中，长细比 λ 计算方法如下：圆形钢管混凝土：
λ = 4L / D

混凝土结构设计原理第五版思考题参考答案

问答题参考答案绪论1．什么是混凝土结构？根据混凝土中添加材料的不同通常分哪些类型？答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。

混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。

2．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：混凝土和钢筋协同工作的条件是：（1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体；（2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏；（3）设置一定厚度混凝土保护层；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。

3.混凝土结构有哪些优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。

钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。

4.简述混凝土结构设计方法的主要阶段。

答：混凝土结构设计方法大体可分为四个阶段：（1）在20世纪初以前，钢筋混凝土本身计算理论尚未形成，设计沿用材料力学的容许应力方法。

（2）1938年左右已开始采用按破损阶段计算构件破坏承载力，50年代，出现了按极限状态设计方法，奠定了现代钢筋混凝土结构的设计计算理论。

（3）二战以后，设计计算理论已过渡到以概率论为基础的极限状态设计方法。

（4）20世纪90年代以后，开始采用或积极发展性能化设计方法和理论。

第2章钢筋和混凝土的力学性能1．软钢和硬钢的区别是什么？设计时分别采用什么值作为依据？答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。

第七单元轴心受压构件承载力计算

小于800mm时，以50mm倍数增减，大于 800mm时，以100mm的倍数增加。
长细比：杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比。
矩形截面长细比 L0/b≤30， L0/h≤25。
一. 构造要求
3.纵向钢筋（1）作用：
①帮助混凝土承压（以减少截面尺寸）； ②抵抗偶然因素所产生的拉力；（承受可能存
c. 根据计算值及构造要求选择并布置进行钢筋。
二. 计算内容
截面设计：情况二
若截面尺寸未知，
步骤：a、可先假定配筋率 0，.8并% ~ 设1.5%；
1
b、则可将
代入As' 公式A（7-2）得：
0 N d 0 .9 0fc dA fs 'dA
则
A 0Nd
fcd
f
' sd
c、结合构造要求选择截面尺寸（边长取整）。
三、正截面承载力计算
螺旋箍筋柱的正截面抗压承载力是由核心混凝土、纵向钢筋、螺旋式或焊接环式箍筋三部分的承载力组成，其正截面承载力可按下式计算：
0 N d N u 0 .9 (fc d A c o r k fs d A s 0 fs 'd A s ')
三、正截面承载力计算
0 N d N u 0 .9 (fc d A c o r k fs d A s 0 fs 'd A s ')
在的弯矩） ③增加构件的延性，防止构件的突然脆性破坏；（2）布置：尽可能选用直径较粗的钢筋，一般不小12mm 矩形柱中的纵向钢筋应在截面周边均匀对称布置，且不少于4根。纵向受力钢筋的净距不应小于50mm且不大于 350mm。
一. 构造要求
3.纵向钢筋
以免造成施工困难和不经济。

【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。

混凝土计算题和答案解析

1．某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值 N=2650kN ，计算长度 l = H = 3.6m ，' ' 四、计算题（要求写出主要解题过程及相关公式，必要时应作图加以说明。

每题 15 分。

）第 3 章轴心受力构件承载力混凝土强度等级为 C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用 HRB400 级（ f 'y = 360N / mm 2 ），环境类别为一类。

确定柱截面积尺寸及纵筋面积。

（附稳定系数表）2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值 N=2100kN,楼层高 l 0=H =5.60m ，混凝土用 C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用 HRB335 级（ f y = 300 N / mm 2 ），环境类别为一类。

确定该柱截面尺寸及纵筋面积。

（附稳定系数表）3．某无侧移现浇框架结构底层中柱，计算长度 l = 4.2m ，截面尺寸为 300mm×300mm，柱内配有 4 16 纵筋（ f y = 300 N / mm 2 ），混凝土强度等级为 C30（f c =14.3N/mm 2），环境类别为一类。

柱承载轴心压力设计值 N=900kN ，试核算该柱是否安全。

（附稳定系数表）第4章受弯构件正截面承载力1．已知梁的截面尺寸为 b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为 C25,f c =11.9N/mm 2，f = 1.27 N / mm 2 , 钢筋采用 HRB335， f = 300N / mm 2 截面弯矩设计值 M=165KN.m 。

环ty境类别为一类。

求：受拉钢筋截面面积。

2 ．已知梁的截面尺寸为 b × h=200mm × 500mm ，混凝土强度等级为 C25 ，f = 1.27 N / mm 2 , f = 11.9 N / mm 2 ，截面弯矩设计值 M=125KN.m 。

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。

新钢桥规范-构件设计

图 5.2.2 轴心受压构件有效截面偏心距
5.3 受弯构件
5.3.1 在主平面内受弯的实腹式构件抗弯强度应符合以下规定： 1 翼缘板弯曲正应力应满足以下要求：主平面内受弯的实腹式构件：
5.1.3 除轧制型钢、正交异性板的闭口加劲肋、填板外，其它受力钢构件的板厚不应小于 8mm。
5.1.4 构件容许最大长细比应符合表 5.1.4 的规定。
受压弦杆受压或受压-拉腹杆主桁架仅受拉力的弦杆仅受拉力的腹杆纵向联结系、支点处横向联结系和制动联结系的受压或受压-拉构件联结系构件中间横向联结系的受压或受压-拉构件各种联结系的受拉构件注：长细比按附录 B 计算。
γ 0 N ≤ Aeff ,c f d
式中：N——最不利截面轴心压力设计值；
Aeff ,c ——考虑局部稳定影响的有效截面面积；
(5.2.2-1)
2 轴心受压构件的整体稳定应按下式计算：
γ 0{
Ne y Nez N + + } ≤ fd χ Aeff ,c W y ,eff Wz ,eff
(5.2.2-2)
（5.1.8-3）
bes,i = bi bes,i = [1.06 − 3.2 bes,i = 0.15 bi b + 4.5( i ) 2 ]b
（5.1.8-4）
式中： bes,i ——翼缘有效宽度； bi ——腹板间距的 1/2，或翼缘外伸肢为伸臂部分的宽度，如图 5.1.8 所示； ——等效跨径，见表 5.1.8。
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公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-201×）总校稿
式中：N——轴心压力设计值，当压力沿轴向变化时取构件中间 1/3 部分的最大值；
χ ——轴心受压构件整体稳定折减系数，按附录 B 计算，取两主轴方向的较小值；

第三章(二)混凝土轴心受力构件承载力

5.1.2 混凝土
混凝土强度等级对受压构件的抗压承载力影响很大，特别对于轴心受压构件。为了充分利用混凝土承压，节约钢材，减小构件截面尺寸，受压构件宜采用较高强度等级的混凝土，一般情况下受压构件采用 C20及C20以上等级的混凝土。
第6章钢筋混凝土受压构件承载力计算
5.1.4 箍筋
1. 作用：固定纵向钢筋，给纵向钢筋提供侧向支点，防
f
' sd
'
1
2
3. 影响因素:长细比、柱的初始挠度、竖向力的偏心有关，混凝土强度等级、钢筋强度等级及配筋率对其影响较小。
短柱：＝1.0
长柱： … l0/i (或l0/b) 查表
I i=
A
l0 ––– 构件的计算长度，与构件端部的支承条件有关。
两端铰
1.0l
一端固定，一端铰支 0.7l 实际结构按
2、构件核心截面积应不小于构件整个截面面积的2/3。 3、螺旋箍筋的直径不应小于纵向钢筋直径的1/4，且不小
于8mm，一般采用（8~12）mm。为了保证螺旋箍筋的作
用，螺旋箍筋的间距S应满足：
●●SS应应不不大大于于核80心m直m径，且的不dc1or应/5小，于即4S0≤mm；，15 以dco便r 施工。
两端固定
规范规定取值 0.5l
一端固定，一端自由 2.0l
❖ 稳定系数
§4.2 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件
四、正截面承载力计算《混凝土规范》规定配有纵向受力钢筋和普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算式为
N 0.9
fc A
f
' y
As'
φ—轴心受压构件稳定系数,附表4-28 稳定系数φ 与柱的长细比 l0/b有关。普通箍筋柱的正截面承载力计算分截面设计和强度复核两种情况。

钢筋混凝土第四章轴心受压构件的截面承载力计算

一、轴心受拉构件的受力性能
N N
轴心受拉构件受力特点
由于混凝土抗拉强度很低，轴向拉力还很小时，构件即已裂通，所有外力全部由钢筋承担。最后，因受拉钢筋屈服而导致构件破坏。
三个受力阶段：
第Ⅰ阶段为从加载到混凝土受拉开裂前；第Ⅱ阶段为混凝土开裂后至钢筋即将屈服；第Ⅲ阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服。
◆ 另一方面，考虑到施工布筋不致过多影响混凝土的浇筑质
量，全部纵筋配筋率不宜超过5%。
◆ 全部纵向钢筋的配筋率按ρ =(A's+As)/A计算，一侧受压钢筋
的配筋率按ρ '=A's/A计算，其中A为构件全截面面积。
配筋构造：
◆ 柱中纵向受力钢筋的的直径d不宜小于12mm，且选配钢筋时宜
根数少而粗，但对矩形截面根数不得少于4根，圆形截面根数不宜少于8根，且应沿周边均匀布置。
第一节
思考题
1.轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同? 2.轴心受压长柱的稳定系数ϕ如何确定? 3.轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算有何不同? 作业题： 6.1、6.2
第二节轴心受拉构件的承载力计算
轴心受拉构件
钢筋混凝土桁架或拱拉杆、受内压力作用的环形截面管壁及圆形贮液池的筒壁等，通常按轴心受拉构件计算。矩形水池的池壁、矩形剖面料仓或煤斗的壁板、受地震作用的框架边柱，属于偏心受拉构件。受拉构件除轴向拉力外，还同时受弯矩和剪力作用。
承载力计算
N ≤ f y As
N为轴向拉力的设计值； fy为钢筋抗拉强度设计值； As为全部受拉钢筋的截面面积，应满足As≥(0.9ft/fy)A，A为构件截面面积。
小结