5-1.2 受压构件的截面承载力
合集下载
终极版：第5章(受压构件的截面承载力)例题讲解
As 选配 2 22 2 25（ As 1742mm 2 ） As 选配 2 18 1 16（ As 710mm 2 ）
x
N f y As f y As
1 f c b
396 103 360 710 360 1742 1.0 14.3 300
h0 h as 600 45 555mm
ea h 30 600 30 20mm
N 4600 103 轴压比 1.15 0.9 f cbh 16.7 400 600
需考虑 P- 效应。
例 5-10 讲解
M1 Cm 0.7 0.3 0.7 0.3 0.5 0.85 M2
45 2 4600 103 206.74 2 0.8 360 615 1 2 0.518 0.8116.7 400 555 555 116.7 400 555 1.2358
u u 2 v 0.1136
例 5-10 讲解
h Ne f cbh h0 2 As as f yh0 4600 103 247 16.7 400 600 555 600 2 360 555 45 615mm 2 min bh 0.002 400 600 480mm 2
取 Cm ns 1
例 5-10 讲解
M Cm ns M 2 1130 130kN m
第5章 受压构件
M 130 106 28.26mm （ 通常取 e0 28mm 计算即可 ） e0 3 N 4600 10 ei e0 ea 28.26 20 48.26mm
第5章 受压构件
x
N f y As f y As
1 f c b
396 103 360 710 360 1742 1.0 14.3 300
h0 h as 600 45 555mm
ea h 30 600 30 20mm
N 4600 103 轴压比 1.15 0.9 f cbh 16.7 400 600
需考虑 P- 效应。
例 5-10 讲解
M1 Cm 0.7 0.3 0.7 0.3 0.5 0.85 M2
45 2 4600 103 206.74 2 0.8 360 615 1 2 0.518 0.8116.7 400 555 555 116.7 400 555 1.2358
u u 2 v 0.1136
例 5-10 讲解
h Ne f cbh h0 2 As as f yh0 4600 103 247 16.7 400 600 555 600 2 360 555 45 615mm 2 min bh 0.002 400 600 480mm 2
取 Cm ns 1
例 5-10 讲解
M Cm ns M 2 1130 130kN m
第5章 受压构件
M 130 106 28.26mm （ 通常取 e0 28mm 计算即可 ） e0 3 N 4600 10 ei e0 ea 28.26 20 48.26mm
第5章 受压构件
轴心受压构件正截面承载力计算
公路规范公式：
0 Nd Nu 0.9( fcd Acor kfsd As0 As fsd )
k —— 间接钢筋的影响系数，混凝土强度C50
及以下时，k=2.0；C50-C80取k=2.0-1.7,中 间直线插入取值。
混凝土 强度
k
≤C50 2.0
C55 C60 C65 C70 C75 C80 1.95 1.90 1.85 1.80 1.75 1.70
例题2：圆形截面轴心受压构件，直径为450mm， 计算长度2.25m, 轴向压力设计组合值Nd=2580kN， 纵筋用HRB335级，箍筋用R235级，混凝土强度等 级为C25。I类环境条件，安全等级二级，试进行构 件的配筋设计。
2.25512 1%
0.45
As1%4 4520 15m 902m
A co r45 420 30 119 m3 2m 99
f s d —— 间接钢筋的强度；
Acor —— 构件的核心截面面积；
A s 0 —— 间接钢筋的换算面积，As0
dcor As01
S
；
A s 0 1 —— 单根间接钢筋的截面面积；
S —— 间接钢筋的间距；
轴心受压构件正截面承载力计算
6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件 四、 螺旋箍筋轴压构件正截面承载力计算
轴心受压构件正截面承载力计算
6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 五、正截面承载力计算 2.截面设计之二（尺寸未知）：
如果尺寸未知，则 先假设一个ρ′，令稳定系数φ＝1； 求出截面面积A，取整； 重新计算φ，求As′.
例题略。
轴心受压构件正截面承载力计算
6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件
主要和构件的长细比有关，长细比越大，稳定 系数 越小。
0 Nd Nu 0.9( fcd Acor kfsd As0 As fsd )
k —— 间接钢筋的影响系数，混凝土强度C50
及以下时，k=2.0；C50-C80取k=2.0-1.7,中 间直线插入取值。
混凝土 强度
k
≤C50 2.0
C55 C60 C65 C70 C75 C80 1.95 1.90 1.85 1.80 1.75 1.70
例题2：圆形截面轴心受压构件，直径为450mm， 计算长度2.25m, 轴向压力设计组合值Nd=2580kN， 纵筋用HRB335级，箍筋用R235级，混凝土强度等 级为C25。I类环境条件，安全等级二级，试进行构 件的配筋设计。
2.25512 1%
0.45
As1%4 4520 15m 902m
A co r45 420 30 119 m3 2m 99
f s d —— 间接钢筋的强度；
Acor —— 构件的核心截面面积；
A s 0 —— 间接钢筋的换算面积，As0
dcor As01
S
；
A s 0 1 —— 单根间接钢筋的截面面积；
S —— 间接钢筋的间距；
轴心受压构件正截面承载力计算
6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件 四、 螺旋箍筋轴压构件正截面承载力计算
轴心受压构件正截面承载力计算
6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 五、正截面承载力计算 2.截面设计之二（尺寸未知）：
如果尺寸未知，则 先假设一个ρ′，令稳定系数φ＝1； 求出截面面积A，取整； 重新计算φ，求As′.
例题略。
轴心受压构件正截面承载力计算
6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件
主要和构件的长细比有关，长细比越大，稳定 系数 越小。
第五章1 钢筋混凝土受压构件正截面承载力计算w
柱的破坏形态
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。
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。
受压构件
第 6 章 受压构件的截面承载力第 5 章 受压构件的截面承载力本章要点受压构件的一般构造要求； 轴心受压构件正截面受压承载力； 偏心受压构件正截面受压破坏形态； 矩形截面偏心受压构件受压承载力计算； 对称配筋 I 形截面偏心受压构件受压承载力计算； 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算；第 6 章 受压构件的截面承载力概述以承受轴向压力为主的构件属于受压构件。
轴心受压构件 受压构件 偏心受压构件 单向偏心受压构件 双向偏心受压构件5.1 受压构件的一般构造要求截面形式及尺寸受压构件一般使用方形、矩形、圆形或多边形，为了 节省材料有时用I形截面，为了适应建筑要求，近些年 异形柱越来越多被使用。
第 6 章 受压构件的截面承载力方形柱的截面尺寸不宜小于250×250mm； 柱的长细比常取 l0/b ≤30， l0/h ≤25； 为施工方便，截面尺寸宜用 50mm的倍数（<800mm） 100mm的倍数（≥800mm） 对于I形截面 翼缘厚度不宜小于120mm 腹部厚度不宜小于100mm材料强度混凝土强度等级对受压构件的承载能力影响较大，为了减 小构件的尺寸，节省钢材，宜采用较高强度等级的混凝土。
纵向钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级， 不宜采用高强钢筋，这是因为它与混凝土共同受压时，不能 充分发挥其高强度的作用。
箍筋同梁。
第 6 章 受压构件的截面承载力纵筋配筋率：全部纵筋的配筋率≥ 0.6%，同时一侧≥0.2％； 全部纵筋的配筋率不宜大于5%； 钢筋的布置 轴心受压构件：沿截面四周均匀放置 ； 钢筋根数不少于4根 ； 偏心受压构件：纵向受力钢筋放置在偏心 方向截面的两边； h≥600mm，须设构造筋； 钢筋间距：净距不应小于50mm，中距不大于300mm； 钢筋连接：可用机械连接、焊接连接和搭接连接，对于 直径大于28mm的受拉钢筋和直径大于30mm的受 压钢筋接头不宜用绑扎搭接的连接方法。
轴心受力构件的截面承载力计算
l0/b=35~50
l0/b=8~34
l0与构件两端支承条件有关：
两端铰支 l0= l，
两端固支 l0=0.5 l
一端固支一端铰支 l0=0.7 l
一端固支一端自由 l0=2 l
《规范》采用的ψ值根据长细比l0/b查表3-1
01
03
02
04
05
06
长细比l0/b的取值
实际结构中的端部支承条件并不好确定，《规范对排架柱、框架柱的计算长度做出了具体规定。
当柱截面短边大于400mm、且各边纵筋配置根数超过多于3根时，或当柱截面短边不大于400mm，但各边纵筋配置根数超过多于4根时，应设置复合箍筋。
对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋 ?
1
2
3
4
5
四、箍 筋
内折角不应采用
内折角不应采用
复杂截面的箍筋形式
钢筋混凝土构件由两种材料组成，其中混凝土是非匀质材料，钢筋可不对称布置，故对钢筋混凝土构件，只有均匀受压(或受拉)的内合力与纵向外力在同一直线时为轴心受力，其余情况下均为偏心受力。在工程中，严格意义上轴心受压不存在，所谓的轴压构件或多或少的都存在偏心。
从经济、施工及受力性能方面考虑（施工布筋过多会影响混凝土的浇筑质量；配筋率过大易产生粘结裂缝，突然卸荷时混凝土易拉裂），全部纵筋配筋率不宜超过5%。全部纵向钢筋的配筋率按r =(A's+As)/A计算，一侧受压钢筋的配筋率按r '=A's/A计算，其中A为构件全截面面积。
三、纵向钢筋
1
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，不得少于6根，且应沿周边均匀布置。
l0/b=8~34
l0与构件两端支承条件有关：
两端铰支 l0= l，
两端固支 l0=0.5 l
一端固支一端铰支 l0=0.7 l
一端固支一端自由 l0=2 l
《规范》采用的ψ值根据长细比l0/b查表3-1
01
03
02
04
05
06
长细比l0/b的取值
实际结构中的端部支承条件并不好确定，《规范对排架柱、框架柱的计算长度做出了具体规定。
当柱截面短边大于400mm、且各边纵筋配置根数超过多于3根时，或当柱截面短边不大于400mm，但各边纵筋配置根数超过多于4根时，应设置复合箍筋。
对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋 ?
1
2
3
4
5
四、箍 筋
内折角不应采用
内折角不应采用
复杂截面的箍筋形式
钢筋混凝土构件由两种材料组成，其中混凝土是非匀质材料，钢筋可不对称布置，故对钢筋混凝土构件，只有均匀受压(或受拉)的内合力与纵向外力在同一直线时为轴心受力，其余情况下均为偏心受力。在工程中，严格意义上轴心受压不存在，所谓的轴压构件或多或少的都存在偏心。
从经济、施工及受力性能方面考虑（施工布筋过多会影响混凝土的浇筑质量；配筋率过大易产生粘结裂缝，突然卸荷时混凝土易拉裂），全部纵筋配筋率不宜超过5%。全部纵向钢筋的配筋率按r =(A's+As)/A计算，一侧受压钢筋的配筋率按r '=A's/A计算，其中A为构件全截面面积。
三、纵向钢筋
1
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，不得少于6根，且应沿周边均匀布置。
钢结构受压构件截面承载力计算
偏心受压构件正截面受压破坏形态偏心受压短柱的破坏形态试验表明，钢筋混凝土偏心受压短柱的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种情况。
1．受拉破坏形态受拉破坏又称大偏心受压破坏，它发生于轴向力N的相对偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时。
受拉破坏形态的特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎，是与适筋梁破坏形态相似的延性破坏类型。
构件破坏时，其正截面上的应力状态如上图(a)所示；构件破坏时的立面展开图见下图(b)。
2．受压破坏形态受压破坏形态又称小偏心受压破坏，截面破坏是从受压区开始的，发生于以下两种情况。
（1）当轴向力N的相对偏心距较小时，构件截面全部受压或大部分受压，如图(a)或下图(b)所示的情况。
(2)当轴向力的相对偏心距虽然较大，但却配置了特别多的受拉钢筋，致使受拉钢筋始终不屈服。
破坏时，受压区边缘混凝土达到极限压应变值，受压钢筋应力达到抗压屈服强度，而远侧钢筋受拉而不屈服，其截面上的应力状态如下图(a)所示。
破坏无明显预兆，压碎区段较长，混凝土强度越高，破坏越带突然性，见下图(c)。
总之，受压破坏形态或称小偏心受压破坏形态的特点是混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服，属于脆性破坏类型。
在“受拉破坏形态”与“受压破坏形态”之间存在着一种界限破坏形态，称为“界限破坏”。
它不仅有横向主裂缝，而且比较明显.。
其主要特征是：在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时、受压区混凝土被压碎。
界限破坏形态也属子受拉破坏形态。
长柱的正截面受压破坏试验表明，钢筋混凝土柱在承受偏心受压荷载后，会产生纵向弯曲。
但长细比小的柱，即所谓“短柱”，由于纵向弯曲小，在设计时一般可忽略不计。
对于长细比较大的柱则不同，它会产生比较大的纵向弯曲，设计时必须予以考虑。
下图是一根长柱的荷载一侧向变形（N －f）实验曲线。
偏心受压长柱在纵向弯曲影响下‘可能发生两种形式的破坏。
长细比很大时，构件的破坏不是由于材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的，称为“失稳破坏”。
钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算—单筋矩形截面梁计算
受压混凝土的应力－应变关系
计算原则
2）等效矩形应力图
简化原则：受压区混凝土的合力大小不变；受压区混凝土的合力作用点不变。
等效矩形应力图形的混凝土受压区高度 x 1xn ，等效矩形应力图形的应力值 为 1 fc， 1、1 的值见下表。
表 1、1 值
混凝土强 度等级
≤C50
C55
C60
C65
C70
C75
（2）求跨中截面的最大弯矩设计值。
因仅有一个可变荷载，故弯矩设计值应有取下列两者中的较大值：
M 1 1.2g 1.4q l 2
8
1 1.2 5 1.4 10 5.02 62.5
8
M 1 1.35g 1.4 0.7q l 2
8
1 1.35 5 1.4 0.7 10 5.02 51.7
需要加固、补强
计算原则
1）基本假定
01 平截面假定。
02
钢筋的应力 s 等于钢筋应变 s 与其弹性模量 Es 的乘积，但不得大
于其强度设计值 fy，即
s sEs fv
03 不考虑截面受拉区混凝土的抗拉强度。
计算原则
04
受压混凝土采用理想化的应力－应变关系，当混凝土强度等级为
C50及以下时，混凝土极限压应变 cu=0.0033。
（1）受拉钢筋为4 25，As=1964 mm2； （2）受拉钢筋为3 18，As=763 mm²。
单筋矩形截面梁计算
解 查表得：
fc 9.6N/mm2
ft 1.10N/mm2
f y 300N/mm2 c 1.0
b 0.550
c 30mm
单筋矩形截面梁计算
（1）
d
25
h0 h c 2 450 30 2 408
5受压构件的承载能力计算
靠近轴向力一侧砼被压碎， 受压钢筋屈服，远离受拉或受
破坏时:
混凝土压应力为fc; 受压钢筋As’应力为
压，但一般不屈服。破坏没有 fy’；
明显预兆，具有脆性破坏性质。 受拉钢筋As应力未知，
记为σs。
5.3.2 两类偏心受压破坏的界限 两类破坏的本质区别－破坏时钢筋As能否达到受拉屈服。
大偏心受压破坏 小偏心受压破坏
e0
e0
——偏心距增大系数。
1 1
1400 e0
(
l0 h
)
2
1
2
h0
1
考虑截面应变对曲率的影响系数
大偏压构件：偏心距影响不大，近似 取为1.0。
小偏压构件：
1
0.5 fc A 1 KN
（A：截面面积）
2
长细比对截面曲率的修正系数
截面曲率随构件长细比的增大而增大。
l0/h≤15时，影响不大，取ζ2=1.0
（1）若 ≤1.6b , 即s≥ -fy ' ，
直接解算；
（2）若 >1.6b , 即s< -fy '
取s= - fy ’及 =1.6b ，再解算。
当
而偏心距很小
As一侧砼可能先达到受压破坏。 对A's取矩，可得：
e'=h/2-a'-e0 h'0=h-a'
5.3.5.2 矩形截面偏心受压构件承载力复核
5.1.2 混凝土
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或更高。
5.1.3 纵向钢筋
作用：①协助砼受压；②承担弯矩。 纵筋数量不能过少，破坏呈脆性。 纵筋不宜过多，合适配筋率0.8％～2.0％。 常用HRB335、HRB400。不宜用高强钢筋。 直径12mm，常用直径12～32mm。
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ1332001
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133—20013 材料3.1 一般规定3.1.1 金属与石材幕墙材料应符合国家现行标准的规定，并应有出厂合格证。
3.2 石材3.2.1 幕墙石材宜选用火成岩，石材吸水率应小于0.8％；3.2.2 花岗石板材的弯曲强度应经法定机构检测确定，其弯曲强度不应小于8.0Mpa；3.2.4 为满足等强度计算的要求，火烧石板的厚度比抛光石板厚3mm。
3.3 金属材料3.3.1 幕墙用的不锈钢宜采用奥氏体不锈钢材。
3.3.4.钢结构幕墙高度超过40m时，钢构件宜采用高耐候结构钢，并在其表面涂刷防腐涂料。
3.3.5 钢结构采用冷弯薄壁型钢时，壁厚不得小于3.5mm。
3.3.10 幕墙用单层铝板厚度不应小于2.5mm。
3.3.11 铝塑复合板上下两层铝合金板厚度均应为0.5mm，铝合金板与夹心层剥离强度标准值应大于7N/mm2。
3.3.12 厚度为10mm的蜂窝铝板应由1mm厚的正面铝合金板、0.5～0.8mm厚的背面铝合金板及铝蜂窝黏结而成；厚度在10mm以上的蜂窝铝板，正、背面铝合金板厚度均应为1mm。
3.4 建筑密封材料3.4.1幕墙采用的橡胶制品宜采用三元乙丙橡胶、氯丁橡胶；密封胶条应为挤出成型，橡胶块应为压模成型。
3.4.3 幕墙应采用中性硅酮耐候密封胶。
3.5 硅酮结构密封胶3.5.1 幕墙应采用中性硅酮结构密封胶；硅酮结构密封胶分单组份和双组份。
3.5.2 同一幕墙工程应采用同一品牌的单组分或双组分的硅酮结构密封胶，并应有保质年限的质量证书，用于石材幕墙的硅酮结构密封胶还应有证明无污染的试验报告。
3.5.3 同一幕墙工程应采用同一品牌的硅酮结构密封胶和硅酮耐候密封胶配套使用。
3.5.4硅酮结构密封胶和硅酮耐候密封胶应在有效期内使用。
4 性能与构造4.1.3 石材幕墙中的单块石材板面面积不宜大于1.5m2。
4.2 幕墙性能4.2.1幕墙的性能应包括下列项目：1.风压变形性能；2.雨水渗漏性能；3.空气渗透性能；4.平面内变形性能；5.保温性能；6.隔声性能；7.耐撞击性能；4.2.3幕墙构架的立柱与横梁在风荷载标准值作用下，钢型材的相对挠度不应大于L/300（L为立柱或横梁两支点间的跨度），绝对挠度不应大于15mm。
大小偏心受压构件的承载力计算公式
解式（6.3.15）~式（6.3.17）得对称配筋时纵向
钢筋截面面积计算公式为
A SA S ' N efy1fc h b 0x a hs 02 x N e1 ffycb h h0 02 a 1 s 0.5
（6.3.18）
精选版课件ppt
24
其中ξ可近似按下式计算：
N e10.b4N 3h10fcbbafhcs0b2h01fcbh0 b
衡条件可得出小偏心受压构件承载力计算基本公式为：
N =α1fcbx+fy′As′-σsAs
(6.3.15)
Ne =α1fcbx（h0-）+fy′As′(h0-as′) (6.3.16)
精选版课件ppt
23
式中σs—距轴向力较远一侧的钢筋应力：
s
b
fy
1
(
1)
1 —系数，按表3.2.1取用。
(6.3.17)
2021chenli16633对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算受压区混凝土采用等效矩形应力图其强度取等于混凝土轴心抗压强度设计值矩形应力图形的受压区高度为由平面假定确定的中和轴高度chenli17考虑到实际工程中由于施工的误差混凝土质量的不均匀性以及荷载实际作用位置的偏差等原因都会造成轴向压力在偏心方向产生附加偏心距因此在偏心受压构件的正截面承载力计算中应考虑应取20mm和偏心方向截面尺寸20mm基本公式矩形截面大偏心受压构件破坏时的应力分布如图434a所示
第六章 受压构件
教学目标：
第三讲
1.了解大小偏心受压构件破坏特征 ;
2. 掌握大小偏心受压构件的承载力计算公式 及其适用条件。
精选版课件ppt
1
重点
1、大小偏心受压构件破坏特征。
受压构件的承载力计算
5.1.4 箍筋的构造要求
钢筋混凝土柱中箍筋应符合以下规定，柱中和其它受压 构件中的箍筋应为封闭式，箍筋间距不应大于 400mm，且不 应大于构件短边尺寸，同时在绑扎骨架中，不应大于 15d， 在焊接骨架中不应大于 20d，d 为纵向钢筋的最小直径，箍 筋直径不应小于 d/4，且不应小于 6mm，d 为纵筋的最小直 径。当柱中全部纵向受拉钢筋的配筋率超过 3%时，箍筋直 径不宜小于 8mm，间距不应大于纵向钢筋最小直径的 10 倍， 且不应大于 200mm，箍筋应焊成封闭式，或在箍筋末端作成 不小于 1350 的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于 10 倍箍
5.受压构件的承载力计算
工程上常见的各种柱、拱和桁架里面的受压杆件 均为受压构件。受压构件是钢筋混凝土结构中最常见 的构件之一，解决好受压构件承载力的计算问题，即 解决了钢筋混凝土基本构件计算主要问题之一。对于 匀质材料的受压构件，当纵向压力的作用线与构件截 面形心轴线重合时，为轴心受压构件（如图 5—1）所 示，不重合时，为偏心受压。钢筋混凝土构件是由两 种材料组成，混凝土为非匀质材料，而钢筋还可不对 称布置，因此，对钢筋混凝土受压构件只有当截面上 受压应力的合力与纵向外力在同一直线上时，为轴心
尺寸），从图 5—8 可以看出， l0 / b 越大，ϕ 越小。 l0 / b <8 时，柱的承载力没有降低，可以
取ϕ =1.0。对于有相同的柱。由于混凝土强度等级和钢筋的种类以及配筋率的不同，ϕ 值还
略有大小。经数理统计得到下列经验公式：
当 l0 / b = 8~34 时： ϕ =1.177-0.021 l0 / b
试验表明，长柱的破坏荷载低于其它条件相同的短柱的破坏荷载。《规范》中采用稳定
系数ϕ 表示承载能力的降低程度，即：
05 钢筋混凝土受压构件承载力计算解析
◆ 承载力主要取决于：压区混凝土和受压侧钢筋
二、承载力计算的基本公式
e
hei N
e0
N
e’
1
d
Nu
1
(5-4)
d
s As ) ( f cbx f y As
1
x (h0 a)] N e Nu e [ f cbx(h0 ) f y As d d 2
N0
A(N0¬ £ 0)
B(Nb¬ £ Mb)
⑹对于对称配筋截面，如果截
面形状和尺寸相同，砼强度 等级和钢筋级别也相同，但 配筋率不同，达到界限破坏 时的轴力Nb是一致的。
C(0¬ £ M0) Mu
补充：规范中的附录E、F的简化求解方法
end
5.6 偏心受压构件斜截面受剪承载力
一、单向受剪承载力
当轴压力较小时，Mu随N的 增加而增加（CB段）； 当轴压力较大时，Mu随N的 增加而减小（AB段）。
B(Nb¬ £ Mb)
●
C(0¬ £ M0)
Mu
⑷截面受弯承载力在B点达(Nb，Mb)到最大，该点近似为 界限破坏。
● CB段（N≤Nb）为受拉破坏； ● AB段（N
>Nb）为受压破坏。
Nu
⑸如截面尺寸和材料强度保持 不变，Nu-Mu相关曲线随配 筋率的增加而向外侧增大。
柱(受压构件)
lo/b 8 lo/b >8
lo/i 28 短柱 长柱
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
s Nu fc A f y As
轴心受压短柱 轴心受压长柱
N N
l u
s u
第五章受压构件的截面承载力(小偏压三种情况说明)
ei N e¢
h ¢ ¢ N u e 1 f c bh0 (h0 ) f y¢ As (h0 a¢ s) 2
e¢ h a¢ s (e0 ea ) 2
f ¢yAs
a1f cbx h0 – a¢ s h¢ 0
ssA¢s
a¢ s
as
大偏心受压不对称配筋
不对称配筋
小偏心受压不对称配筋 实际工程中，受压构件常承受变号弯矩作用，所以采用对称配筋
对称配筋不会在施工中产生差错，为方便施工通常采用对称配筋
大偏心受压对称配筋 对称配筋 小偏心受压对称配筋
5.6 非对称配筋截面的承载力计算
大小偏心分界限
当 ＜ b 属于大偏心破坏形态 ＞ b 属于小偏心破坏形态
e0b
Nb
界限破坏时: =b，由平衡条件得 f y As 1 fcbh0b
界限破坏
当受拉钢筋屈服的同时，受压边缘混凝土应变 达到极限压应变。
大小偏心受压的分界：
As h0
A¢s
x h0
xb b h0
s y
g h 0.002
当 < b ––– 大偏心受压 ab
b c d e f
x0
a¢¢ a¢ a xcb
= b ––– 界限破坏状态 ad
cu
（1）偏心距小，构件全截面受压，靠近纵向力一侧压应力 大，最后该区混凝土被压碎，同时压筋达到屈服强度，另一 侧钢筋受压，但未屈服。 （2）偏心距小 ，截面大部分受压，小部分受拉，破坏时压区 混凝土压碎，受压钢筋屈服，另一侧钢筋受拉，但由于离中 和轴近，未屈服。 （3）偏心距大，但受拉钢筋配置较多。由于受拉钢筋配置较多， 钢筋应力小，破坏时达不到屈服强度，破坏是由于受压区混 凝土压碎而引起，类似超筋梁。 特征：破坏是由于混凝土被压碎而引起的，破坏时靠近纵向力 一侧钢筋达到屈服强度，另一侧钢筋可能受拉也可能受压， 但都未屈服。
h ¢ ¢ N u e 1 f c bh0 (h0 ) f y¢ As (h0 a¢ s) 2
e¢ h a¢ s (e0 ea ) 2
f ¢yAs
a1f cbx h0 – a¢ s h¢ 0
ssA¢s
a¢ s
as
大偏心受压不对称配筋
不对称配筋
小偏心受压不对称配筋 实际工程中，受压构件常承受变号弯矩作用，所以采用对称配筋
对称配筋不会在施工中产生差错，为方便施工通常采用对称配筋
大偏心受压对称配筋 对称配筋 小偏心受压对称配筋
5.6 非对称配筋截面的承载力计算
大小偏心分界限
当 ＜ b 属于大偏心破坏形态 ＞ b 属于小偏心破坏形态
e0b
Nb
界限破坏时: =b，由平衡条件得 f y As 1 fcbh0b
界限破坏
当受拉钢筋屈服的同时，受压边缘混凝土应变 达到极限压应变。
大小偏心受压的分界：
As h0
A¢s
x h0
xb b h0
s y
g h 0.002
当 < b ––– 大偏心受压 ab
b c d e f
x0
a¢¢ a¢ a xcb
= b ––– 界限破坏状态 ad
cu
（1）偏心距小，构件全截面受压，靠近纵向力一侧压应力 大，最后该区混凝土被压碎，同时压筋达到屈服强度，另一 侧钢筋受压，但未屈服。 （2）偏心距小 ，截面大部分受压，小部分受拉，破坏时压区 混凝土压碎，受压钢筋屈服，另一侧钢筋受拉，但由于离中 和轴近，未屈服。 （3）偏心距大，但受拉钢筋配置较多。由于受拉钢筋配置较多， 钢筋应力小，破坏时达不到屈服强度，破坏是由于受压区混 凝土压碎而引起，类似超筋梁。 特征：破坏是由于混凝土被压碎而引起的，破坏时靠近纵向力 一侧钢筋达到屈服强度，另一侧钢筋可能受拉也可能受压， 但都未屈服。
钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力计算
2、受压破坏(小偏心受压) As受压不屈服
As受拉不屈服
As受压屈服
As受压屈服时 As受压屈服判断条件
大小偏心近似判据 真实判据
不对称配筋
大偏心受压不对称配筋 小偏心受压不对称配筋
实际工程中，受压构件常承受变号弯矩作用，所以采用对 称配筋 对称配筋不会在施工中产生差错，为方便施工通常采用对 称配筋
随l 0/h的增加而减小，通过乘一个修正系数ζ2（称为偏
心受压构件长细比对截面曲率的影响系数）
实际考虑是在初始偏心距ei 的基础上×η
上节课总结
一、初始偏心距
e0=M/N
附加偏心距ea取20mm与h/30 两者中的较大值， h是指偏心方向的截面尺寸。
二、两类偏心受压破坏的界限
ξ ≤ξb, 受拉钢筋先屈服，然后混凝土压碎-
1、大偏心受压 x=N/a1 fcb
若x=N /a1 fcb<2a"，可近似取x=2a"，对受压钢筋合力点取矩可
e" = hei - 0.5h + a"
2、小偏心受压 x=N /a1 fcb>
对称配筋截面设计
对称配筋截面校核 例5-9、5-10及5-11 构造要求（配筋率问题讲解） 作业：5.4、5.5、5.6、5.7、5.8
对称配筋
大偏心受压对称配筋 小偏心受压对称配筋
非对称配筋矩形截面
截面设计
按e i ≤ 0.3h0按小偏心受压计算
若ei ＞ 0.3h0先按大偏心受压计算， (ξ≤ξb确定 为大偏心受压构件。若求得的ξ>ξb时，按小
偏心受压计算。) 强度复核
一s 不对称配筋截面设计 1 s 大偏心受压（受拉破坏）
受压构件正截面承载力计算
受压承载力
的配筋率不应小于0.6%；同时一侧受压钢筋的配筋率不应小于 0.2%，受拉钢筋最小配筋率的要求同受弯构件。
◆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r =(A's+As)/A计算，一侧受压钢筋的配筋率按r '=A's/A计算，其 中A为构件全截面面积。
0 e e0
e0 e eu
平衡条件：
N c Ac s As
根据变形条件：es =ec =e，确定钢筋及混凝土的 应力及其关系
c s es ec E c E c Es
c
Es E s c c E c
平衡条件：
E s c
As • 受压钢筋配筋率 r A
c
N A (1 E r / )
混凝土与N的关系
根据平衡条件Leabharlann 定钢筋应力与N的关系N E E s c A (1 E r / )
E N A( E r )
图6-4 应力-荷载曲线示意图
c
N
s
500
c
100
400
80
f y=540MPa
Highway interchange structure. Spans are all multi-cell reinforced concrete box girders. Being stiff in torsion, these sections can be supported on a single line of columns, as well as on double columns or bents. (Oakland, California)
第05章 受压构件的截面承载力
第5章 受压构件
2.承载力计算计算
轴心受压短柱 轴心受压长柱
N f c A f y As
s u
N N
l u
s u
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
N N u 0.9 ( f c A f y As )
可靠度调整系数 0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒 载作用的轴心受压柱的可靠性。
第5章 受压构件
箍筋
第5章 受压构件
截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋
第5章 受压构件
箍筋的作用
（1）与纵筋形成骨架，便于施工； （2）防止纵筋的压屈； （3）对核心混凝土形成约束，提高混凝土的抗压强度，增加构件的延性。
第5章 受压构件
柱钢筋图
第5章 受压构件
电渣压力焊
第5章 受压构件
第5章 受压构件
表5-1
6.1 轴心受压构件的承载力计算
第5章 受压构件
5.2.2 轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压 承载力计算
Õ ¨Ö ¿ ù Æ Í ¸ ¹ Ö
Ý ý Ö ¿ ù Â Ð ¸ ¹ Ö
6.1 轴心受压构件的承载力计算
第5章 受压构件
混凝土圆柱体三向受压状态的纵向抗压强度
f f c r
第5章 受压构件
（2）随着荷载的增大，构件变形迅速增大，此时混凝
土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增加缓慢，而钢
筋应力的增加则越来越快。在临近破坏时，柱子表面出 现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间 的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏。 破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。
受压构件的截面承载力
寸 纵筋配筋率大于3%时，直径不小于8mm； 间距不大于10d、200mm
9
1. 受压构件的一般构造要求
1.4
箍筋
10
2. 轴压构件正截面受压承载力
在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不
存在的。
通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的不确定 性、混凝土质量的不均匀性等原因，往往存在一定 的初始偏心距。
22
2.2 螺旋箍筋柱的承载力计算
算得的承载力不应大于普通箍柱承载力
的1.5倍，以免保护层过早脱落 当l0/d>12时，不考虑箍筋的有利作用 当按上式算得的承载力小于普通箍柱承 载力时，取后者 Ass0 小于全部纵筋的25%时，不考虑箍筋 的有利作用 箍筋间距不应大于80mm及dcor/5,也不小 于40mm。
但以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中
的受压腹杆等，可近似按轴心受压构件计算。 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。
11
2. 轴压构件正截面受压承载力
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？
Õ Í Æ ¨¸ Ö ¹ ¿ Ö ù Ý Ð Â ý ¸ Ö ¹ ¿ Ö ù
28
（2）破坏特征
受拉、受压钢筋均屈服， 混凝土被压碎，类似适筋梁， 具有延性破坏性质。 承载力主要取决于受拉侧钢筋。
（3）破坏条件
偏心距大，或M大、N小
受拉钢筋配置适量
受拉破坏的偏心受压构件称为大偏心
受压构件。
29
30
2、受压破坏（小偏心受压）
产生条件有两种情形
2）直径：d≥12mm;通常16mm~32mm;且宜采
轴心)受压构件正截面承载力计算
最小配筋率:全截面不小于0.5%且不大于5%,一侧不小于 0.2%,见附表9。
2021/7/9
23
(4)箍筋
●箍筋直径：应不小于纵向钢筋直径的1/4,且不小于 8mm;
●箍筋间距：不应大于纵向钢筋直径的15倍，且不大于构 件截面的较小尺寸（圆形截面用0.8倍直径），并不大于 400mm；当纵向钢筋截面积超过混凝土计算截面积的3%时， 箍筋的间距应不大于纵向钢筋直径的10倍，且不大于 200mm。
2021达/7/9到屈服强度。
15
根据轴向力平衡，就可求得短柱破坏时的轴向压力
Ps
fcd A
f
' sd
As'
2021/7/9
16
(2)长柱破坏——失稳破坏 破坏特征：首先在凹侧出现纵向裂缝，随后
混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混 凝土出现横向裂缝，侧向挠度不断增加，柱子 破坏时表现为“材料破坏”和“失稳破坏” 。
随着荷载的继续增加, 柱中开始出现微
细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现
明显的纵向裂缝，纵筋压屈外凸，混凝土
被压碎。
承载能力
短柱破坏形貌
Ps
fcd A
f
' sd
As'
2021/7/9
13
试验表明：
素混凝土短柱达到最大压应力值时的压应变值约为 0.0015～0.0020；
而钢筋混凝土短柱达到应力峰值时的压应变值一般在 0.0025～0.0035之间。
2021/7/9
图7-8 螺旋箍筋柱受力计算图式
34
(2)强度提高原理 螺旋箍筋对其核心混凝土的约束作用，使混凝土抗压强度
提高，根据圆柱体三向受压试验结果，约束混凝土的轴心抗压 强度近似表达式：
混凝土受压构件承载力计算.
◆ 此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小。
◆ 最后受压侧钢筋A's 受压屈服，压区混凝土 压碎而达到破坏。
◆ 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大。
◆ 破坏特征：远离纵向力N一侧的纵筋先屈服，然后受压区最外纤维应 变达极限压应变被压碎，此时靠近N一侧的钢筋达抗压强度设计值。
5.2 偏心受压构件正截面受力性能
Nu1A co r fyAsfcAco r fyAs8sfydA cso1 srAcor
5.1 轴心受压构件的承载力计算
17
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
(a)
(b)
2
dcoA rs1 ssA s0 s
s
(c)
dcor
Ass0
dcoAr s s1 s
fyAss1
s
2
fyAss1
N u fcA co f ry A s 2 fyA s0 s
5.2 偏心受压构件正截面受力性能
20
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
一、偏心受压短柱破坏形态
偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关。
1、受拉破坏（大偏心受压）
◆ 形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大， 且受拉侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为 大偏心受压。
◆ 受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随 荷载增加发展较快，首先达到屈服。
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
钢筋混凝土受压构件承载力
• 以承受轴向压力为主的构件属于受压构件。 • 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。
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
1
2
3
◆ 最后受压侧钢筋A's 受压屈服，压区混凝土 压碎而达到破坏。
◆ 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大。
◆ 破坏特征：远离纵向力N一侧的纵筋先屈服，然后受压区最外纤维应 变达极限压应变被压碎，此时靠近N一侧的钢筋达抗压强度设计值。
5.2 偏心受压构件正截面受力性能
Nu1A co r fyAsfcAco r fyAs8sfydA cso1 srAcor
5.1 轴心受压构件的承载力计算
17
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
(a)
(b)
2
dcoA rs1 ssA s0 s
s
(c)
dcor
Ass0
dcoAr s s1 s
fyAss1
s
2
fyAss1
N u fcA co f ry A s 2 fyA s0 s
5.2 偏心受压构件正截面受力性能
20
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
一、偏心受压短柱破坏形态
偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关。
1、受拉破坏（大偏心受压）
◆ 形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大， 且受拉侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为 大偏心受压。
◆ 受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随 荷载增加发展较快，首先达到屈服。
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
钢筋混凝土受压构件承载力
• 以承受轴向压力为主的构件属于受压构件。 • 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。
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
1
2
3
- 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)。
第5章受压构件承载力计算
5.1受压构件的构造要求 5.2轴心受压构件
广东建设职业技术学院
受压构件的构造要求
5.1受压构件的构造要求
1.轴心受压构件： 当轴向压力作用于截面形心时 有：普通钢箍柱与螺旋钢箍柱 在实际结构中，理想的轴心受压构 件几乎是不存在的。
以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、 桁架中的受压腹杆等——近似按轴心 受压构件计算。
若采用该柱直径为400mm，则 l0 4200 10.5, 查表得j＝0.95 d 400
（2）求纵筋A's 圆形截面柱的截面面积为：
A
4200
D2
4
4002
4
125600mm2
广东建设职业技术学院
目录
7.2 轴压构件—例题
考虑到纵向钢筋的用量可能比较多，混凝土采用其净截面 面积,则
短柱： l0 / b≤ 8， l0 / d ≤ 7 ，l0 / i ≤ 28 长柱：否则为长柱
广东建设职业技术学院
目录
7.2 轴压构件承载力计算
1）稳定系数j
长柱的承载力<短柱的承载力 （相同材料、截面和配筋）
原因：长柱受轴力和纵向弯矩 （二次弯矩）的共同作用 稳定系数j 主要与柱的长细比l0/b有关
As
Nu
h
b
A
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件—例题
3.例
题
【例】某高层办公楼门厅的钢筋混凝土圆柱，承受轴向力设计值N＝3000kN。
柱的计算长度为4.2m，根据建筑设计的要求，柱截面的直径不得大于400mm。 混凝土的强度等级为C35，纵筋为HRB335，箍筋为热轧HPB235级钢筋。试 确定该柱钢筋用量。 【解】 （1）求计算稳定系数φ
目录
受压构件构造要求
纵筋配筋构造：
直径：12～32㎜ 根数：宜粗而疏且应沿周边均匀对称布置。 ≥4根（矩形截面），≥8根（圆形截面）G 保护层厚度C：见附表B2.2，且不小于钢筋直径d。 净距：≥ 50mm （竖向浇筑） 同梁的规定（水平浇筑的预制柱） G 中距： ≤ 300mm。 G 构造筋设置：当h≥600mm时，在柱侧面应设置直径 10~16mm的纵向构造钢筋，并相应设置附加箍筋或拉 筋。 G
N 3000 103 3 0.9j f c A 0.9 0.95 16.7 125.6 10 As' ' f 300 16.7 y fc 4981.5mm 2
选用8Φ 28， As' ＝4926mm2 。
广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
附加纵筋
拉结筋
广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
5.箍筋：
形式：封闭式，末端应作成 135°的弯钩，弯钩末端平直段 长度不应小于10倍箍筋直径，或焊成封闭式； G 直径：≥ d/4， ≥ 6mm，（d：纵筋最大直径） 箍筋间距： ≤ 15d（绑扎骨架）；≤ 20d（焊接骨架）（d为 纵筋的最小直径）且≤ 400mm， ≤b G 当柱中全部纵筋的配筋率超过3%，箍筋直径不宜小于8mm， 且箍筋箍筋间距不应大于 10 倍纵筋最小直径，也不应大于 200mm。 复合箍筋：b>400mm，且各边纵筋配置根数超过3根时，或 b<400mm，但各边纵筋配置根数超过4根时，应设置。 G
目录
5.2 轴压构件承载力计算
1.配有普通箍筋的轴心受压柱 1)短柱T试验研究
钢筋屈服 Nc 混凝土压碎 砼压碎
钢筋凸出
As o
l
第一阶段：加载至钢筋屈服 第二阶段：钢筋屈服至砼压碎 b
h A
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件承载力计算
根据长细比λ将柱分为二类 ： λ = l0 / i（任意截面） i I / A λ= l0 / b（矩形截面） λ= l0 / d (圆形截面）
普通钢箍柱
螺旋钢箍柱
广东建设职业技术学院
目录
受压构件的构造要求
Hale Waihona Puke 2.偏心受压构件： 当截面作用有偏心受压N 或同时作用了轴向压力N及 弯矩M（偏心矩e0=M / N） 时
e0
N M
N
偏心受压构件的受力特征及破坏形态， 随轴力N的偏心距和纵向钢筋配筋率的 不同分为： 受拉破坏（大偏心受压破坏） 受压破坏（小偏心受压破坏）
4.纵向钢筋：
配筋率： 最小配筋率ρmin
《规范》规定：轴压构件、偏压构件 全部纵筋配筋率≥0.5%
≥0.6% （＞C50）
一侧受压钢筋的配筋率≥0.2% 受拉钢筋最小配筋率：同受弯构件
最大配筋率ρmax
全部纵筋配筋率不宜超过≤5% （布筋过多影响混凝土的浇筑质量）
全部纵筋的配筋率：ρ=(A's+As)/A 一侧受压钢筋的配筋率：ρ '= A's/A A：构件全截面面积。 广东建设职业技术学院
l0 / b 8，为短柱时， j 1 l0 / b 8，为长柱时， j 1其值见表7.1( P98)
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件承载力计算
2.正截面受压承载力计算
) N Nu 0.9j ( fc A f y As
As’ s’
c
0.9 — 可靠度调整系数 保证轴心受 压和偏心受压有相近的可靠度 A — 构件截面积，ρ=A s/A > 3% 时，An＝A－A’s
普通钢箍柱：普通箍筋T＋纵筋T
螺旋钢箍柱（或焊接环筋柱）： 圆形箍筋且间距较密
普通钢箍柱 螺旋钢箍柱
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件承载力计算
箍筋的作用：
保证纵筋的位置，防止纵筋压曲 约束砼的测向膨胀变形 抗剪
纵筋的作用：
协助混凝土受压
承担弯矩作用
减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。 广东建设职业技术学院
广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
3.材料强度：
混凝土：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采 用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强 度等级常用C25~C40，在高层建筑中，C50~C60级混凝土也经 常使用。 钢筋：通常采用HRB335和HRB400钢筋，不宜过高。
4.截面形状和尺寸：
轴心受压构件：方形、矩形、圆形和正多边形。 偏心受压构件：矩形、工字形。 柱的截面尺寸不宜过小，一般应控制在l0/b≤30及l0/h≤25 当柱截面的边长在800mm以下时，一般以50mm为模数，边 长在800mm以上时，以100mm为模数。 广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免 箍筋受拉时产生向外的拉力，使折角处混凝土破损。 G
广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
´ Ô ¸ Ó ½ Ø Ã æ µ Ä ¹ ¿ ½ î Ð Î Ê ½
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件承载力计算
5.2 轴心受压构件的承载力计算
配筋率ρ= As/A =4926/125600=3.92% 即全部纵筋配筋率小于构造要求的5%，可按普通配箍要求配 置环形箍筋。 广东建设职业技术学院
目录
谢 谢！
广东建设职业技术学院
目录
5.1受压构件的构造要求 5.2轴心受压构件
广东建设职业技术学院
受压构件的构造要求
5.1受压构件的构造要求
1.轴心受压构件： 当轴向压力作用于截面形心时 有：普通钢箍柱与螺旋钢箍柱 在实际结构中，理想的轴心受压构 件几乎是不存在的。
以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、 桁架中的受压腹杆等——近似按轴心 受压构件计算。
若采用该柱直径为400mm，则 l0 4200 10.5, 查表得j＝0.95 d 400
（2）求纵筋A's 圆形截面柱的截面面积为：
A
4200
D2
4
4002
4
125600mm2
广东建设职业技术学院
目录
7.2 轴压构件—例题
考虑到纵向钢筋的用量可能比较多，混凝土采用其净截面 面积,则
短柱： l0 / b≤ 8， l0 / d ≤ 7 ，l0 / i ≤ 28 长柱：否则为长柱
广东建设职业技术学院
目录
7.2 轴压构件承载力计算
1）稳定系数j
长柱的承载力<短柱的承载力 （相同材料、截面和配筋）
原因：长柱受轴力和纵向弯矩 （二次弯矩）的共同作用 稳定系数j 主要与柱的长细比l0/b有关
As
Nu
h
b
A
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件—例题
3.例
题
【例】某高层办公楼门厅的钢筋混凝土圆柱，承受轴向力设计值N＝3000kN。
柱的计算长度为4.2m，根据建筑设计的要求，柱截面的直径不得大于400mm。 混凝土的强度等级为C35，纵筋为HRB335，箍筋为热轧HPB235级钢筋。试 确定该柱钢筋用量。 【解】 （1）求计算稳定系数φ
目录
受压构件构造要求
纵筋配筋构造：
直径：12～32㎜ 根数：宜粗而疏且应沿周边均匀对称布置。 ≥4根（矩形截面），≥8根（圆形截面）G 保护层厚度C：见附表B2.2，且不小于钢筋直径d。 净距：≥ 50mm （竖向浇筑） 同梁的规定（水平浇筑的预制柱） G 中距： ≤ 300mm。 G 构造筋设置：当h≥600mm时，在柱侧面应设置直径 10~16mm的纵向构造钢筋，并相应设置附加箍筋或拉 筋。 G
N 3000 103 3 0.9j f c A 0.9 0.95 16.7 125.6 10 As' ' f 300 16.7 y fc 4981.5mm 2
选用8Φ 28， As' ＝4926mm2 。
广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
附加纵筋
拉结筋
广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
5.箍筋：
形式：封闭式，末端应作成 135°的弯钩，弯钩末端平直段 长度不应小于10倍箍筋直径，或焊成封闭式； G 直径：≥ d/4， ≥ 6mm，（d：纵筋最大直径） 箍筋间距： ≤ 15d（绑扎骨架）；≤ 20d（焊接骨架）（d为 纵筋的最小直径）且≤ 400mm， ≤b G 当柱中全部纵筋的配筋率超过3%，箍筋直径不宜小于8mm， 且箍筋箍筋间距不应大于 10 倍纵筋最小直径，也不应大于 200mm。 复合箍筋：b>400mm，且各边纵筋配置根数超过3根时，或 b<400mm，但各边纵筋配置根数超过4根时，应设置。 G
目录
5.2 轴压构件承载力计算
1.配有普通箍筋的轴心受压柱 1)短柱T试验研究
钢筋屈服 Nc 混凝土压碎 砼压碎
钢筋凸出
As o
l
第一阶段：加载至钢筋屈服 第二阶段：钢筋屈服至砼压碎 b
h A
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件承载力计算
根据长细比λ将柱分为二类 ： λ = l0 / i（任意截面） i I / A λ= l0 / b（矩形截面） λ= l0 / d (圆形截面）
普通钢箍柱
螺旋钢箍柱
广东建设职业技术学院
目录
受压构件的构造要求
Hale Waihona Puke 2.偏心受压构件： 当截面作用有偏心受压N 或同时作用了轴向压力N及 弯矩M（偏心矩e0=M / N） 时
e0
N M
N
偏心受压构件的受力特征及破坏形态， 随轴力N的偏心距和纵向钢筋配筋率的 不同分为： 受拉破坏（大偏心受压破坏） 受压破坏（小偏心受压破坏）
4.纵向钢筋：
配筋率： 最小配筋率ρmin
《规范》规定：轴压构件、偏压构件 全部纵筋配筋率≥0.5%
≥0.6% （＞C50）
一侧受压钢筋的配筋率≥0.2% 受拉钢筋最小配筋率：同受弯构件
最大配筋率ρmax
全部纵筋配筋率不宜超过≤5% （布筋过多影响混凝土的浇筑质量）
全部纵筋的配筋率：ρ=(A's+As)/A 一侧受压钢筋的配筋率：ρ '= A's/A A：构件全截面面积。 广东建设职业技术学院
l0 / b 8，为短柱时， j 1 l0 / b 8，为长柱时， j 1其值见表7.1( P98)
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件承载力计算
2.正截面受压承载力计算
) N Nu 0.9j ( fc A f y As
As’ s’
c
0.9 — 可靠度调整系数 保证轴心受 压和偏心受压有相近的可靠度 A — 构件截面积，ρ=A s/A > 3% 时，An＝A－A’s
普通钢箍柱：普通箍筋T＋纵筋T
螺旋钢箍柱（或焊接环筋柱）： 圆形箍筋且间距较密
普通钢箍柱 螺旋钢箍柱
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件承载力计算
箍筋的作用：
保证纵筋的位置，防止纵筋压曲 约束砼的测向膨胀变形 抗剪
纵筋的作用：
协助混凝土受压
承担弯矩作用
减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。 广东建设职业技术学院
广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
3.材料强度：
混凝土：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采 用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强 度等级常用C25~C40，在高层建筑中，C50~C60级混凝土也经 常使用。 钢筋：通常采用HRB335和HRB400钢筋，不宜过高。
4.截面形状和尺寸：
轴心受压构件：方形、矩形、圆形和正多边形。 偏心受压构件：矩形、工字形。 柱的截面尺寸不宜过小，一般应控制在l0/b≤30及l0/h≤25 当柱截面的边长在800mm以下时，一般以50mm为模数，边 长在800mm以上时，以100mm为模数。 广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免 箍筋受拉时产生向外的拉力，使折角处混凝土破损。 G
广东建设职业技术学院
目录
受压构件构造要求
´ Ô ¸ Ó ½ Ø Ã æ µ Ä ¹ ¿ ½ î Ð Î Ê ½
广东建设职业技术学院
目录
5.2 轴压构件承载力计算
5.2 轴心受压构件的承载力计算
配筋率ρ= As/A =4926/125600=3.92% 即全部纵筋配筋率小于构造要求的5%，可按普通配箍要求配 置环形箍筋。 广东建设职业技术学院
目录
谢 谢！
广东建设职业技术学院
目录