2019最新5钢筋混凝土受压构件英语

求：纵向钢筋截面面积
计算步骤：
若构件截面尺寸未知，则先假定 =1,ρ′=1%，由下式
计算出截面面积，得出b×h
A
N
,b h A
0.9( fc ' f y ')


1
1 0.002(l0
/
b
8)2
4.2.2 普通箍筋柱的正截面承截力计算
As′
Nu—轴向压力承载力设计值；
14.3 200000 360
1485mm2
例題
（3）验算配筋率
'
As ' A
1485 0.743% 400 500
＞m in=0.6%，且＜3% ，满足最小配筋率要求，且勿需重算。
（4）纵筋选用4 22（As′=1519mm2），
箍筋配置： 直径 d≥d/4(纵筋直径/4)=22/4=5.5mm
4.1.3 配筋构造
h≤600
600＜h≤1000
b≤400
b≤400 b≤400
（a）
1000＜h≤1500
（d）
b≤400
（b）
（c）
（a）轴心受压 （b）、 （c）、（d）偏心受压
4.1.3 配筋构造
600＜h≤1000
1000＜h≤1500
b＞400 b≤400 b≤400
（e）
（f）
（e）轴心受压 （f）、 （g）偏心受压

1
1 0.002 (l0 / b 8)2

1
1 0.002(16.7 8)2
=0.869
（3）计算钢筋截面面积As′
As'
N
0.9

fc A
fy '
1400103 14.3 3002 0.9 0.869
300
=1677mm2
（4）验算配筋率
' As ' 1677
取s=300mm 配筋:φ8@300
300
Φ8@300 4 25
300
wk.baidu.com
例
【例2】已知某现浇底层钢筋混凝土轴心受压柱，其截面 尺寸b×h=400×500mm，该柱轴向压力设计值 N=3000kN，柱高H为4.4m，纵向钢筋采用HRB400级， 混凝土强度等级为C30。试设计此柱的截面及配筋。 已知 fc=14.3N/mm2，fy′=360N/mm2
d≥6mm 取φ6 间距 s≤400mm, s ≤b=400mm,
s≤15d=330mm 取s=300mm 配筋:φ6@300
500
Φ6@300 4 22
400
例題
【例3】某现浇底层钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸
b×h=300×300mm，采用4 20的HRB335级（fy′=300N/ mm2）钢 筋混凝土C25（fc=9.6N/mm2），l0=4.5m，承受轴向力设计800kN， 试校核此柱是否安全。
N—轴向压力设计值；
h
—钢筋混凝土构件的稳定系数；
bA
A—构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于3%时， A 应改为
Ac=A－ As′；
As′—全部纵向钢筋的截面面积。
l0—— 柱的计算长度;(现浇楼盖：底层柱l0=1.0H，其余各层
柱l0=1.25H；装配式楼盖：底层柱l0=1.25H，其余各层柱
类。
柱(受压构件)
l0/b 8 短柱
l0/b >8
长柱
其中l0为柱的计算长度，b为矩形截面的短边尺寸。
4.2 轴心受压构件承载力计算
4.2.1轴心受压构件的破坏特征
1：轴心受压短柱的破坏特征 (破坏过程)
出现微细裂缝，发展至明显纵向裂缝，纵筋压屈突出，混凝土压碎
Nc
A’s
h
混凝土压碎
钢筋凸出
bA
—钢筋混凝土构件的稳定系数；
fc—混凝土的轴心抗压强度设计值； A—构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于3%时，
A 应改为Ac=A－As/； fy′—纵向钢筋的抗压强度设计值； As′—全部纵向钢筋的截面面积。
4.2.2 普通箍筋柱的正截面承截力计算
1．轴心受压计算步骤
（1）截面设计
已知：构件截面尺寸b×h，轴向力设计值，构件的 计算长度，材料强度等级。
A 300 300
=1.86%
＞m i=n 0.6%，且＜3% ，满足最小配筋率要求
例題
纵筋选用4 25（As′=4×3.14×12.52＝1964mm2），
箍筋配置：
直径 d≥d/4(纵筋直径/4)=25/4=6.25mm d≥6mm 取φ8
间距 s≤400mm s≤b=300mm s≤15d=375mm
例題
解（1）计算稳定系数
现浇底层柱 l0=1.0H=1×4.4=4.4m,
l0/b=4400/400=11


1
1 0.002(l0
/ b 8)2

1

1 0.002(11

8)2
0.982
（2）计算钢筋截面面积As′
As'

N
0.9
fy '
fc A

3000 103 0.9 0.982
（2）箍筋 1）设置纵向受力钢筋的目的 • 保证纵向钢筋的位置正确； • 防止纵向钢筋压屈，从而提高柱的承载能力。 2）构造要求 • 受压构件中的周边箍筋应做成封闭式。 • 箍筋直径不应小于d/4（d为纵向钢筋的最大直径）， 且不应小于6mm，一般取8mm。 • 箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸， 且不应大于15d（d为纵向受力钢筋的最小直径）， 一般取300mm。
第四章 钢筋混凝土受压构件
建筑结构教研室
第一讲 教学目标：
1. 了解受压构件纵向受力钢筋和箍筋的作用。 2. 掌握受压构件的材料、截面形式尺寸，以及配筋构
造要求。
4.1 受压构件构造要求
钢筋混凝土受力构件的分类
4.1 受压构件构造要求
受压构件的分类 轴心受压构件：轴向力作用 线通过构件截面的几何中心 （理论上应为物理中心，即 重心）。 偏心受压构件：轴向力作用 线不通过构件截面的几何中 心；不通过一个主轴时，为 单向偏心；不通过二个主轴 时，为双向偏心。
l0=1.5H；)
b —— 矩形截面的短边尺寸，圆形截面可取 b
3d 2
m in ——0.6%
4.2.2 普通箍筋柱的正截面承截力计算
（2）截面承载力复核 已知：柱截面尺寸b×h，计算长度l0 ，纵筋数量 及级别，混凝土强度等级。 求：柱的受压承载力Nu，或已知轴向力设计值N， 判断截面是否安全。
矩形或方形截面，（且b×h≥250×250mm），长细 比宜控制在l0/h≤30或l0/b≤25。（其中 l0为柱的计算长 度，h和b分别为截面的高度和宽度）。
柱 h≤800mm，以50mm为模数 h＞800mm ，以100mm为模数
4.1.3 配筋构造
（1）纵向受力钢筋 1）设置纵向受力钢筋的目的 • 协助混凝土承受压力；承受可能的弯矩，以及混凝土 收缩和温度变形引起的拉应力；防止构件突然的脆性 破坏。 2）布置方式 • 轴心受压柱:应沿截面四周均匀对称布置； • 偏心受压柱:在弯矩作用方向的两对边； • 圆柱:沿周边均匀布置。

As ' 1256 1.4% 3% A 9000
（3）确定柱截面承载力
Nu 0.9( fc A fyAs)
=0.9×0.911×(11.9×300×300+300×1256) =1187.05×103N=1187.05kN＞N=800kN
此柱截面安全。
作业
1某无侧移多层现浇框架结构的第二层中柱，承受轴心压力 N=1840KN，楼层高H=5.4m，混凝土等级C30,用HRB400级 钢筋配筋,设计该截面。
破坏性质：延性破坏
4.3.1 偏心受压构件破坏特征
2.小偏心钢筋混凝土受压构件破坏过程（受压破坏） （点击播放视频）
4.3.1 偏心受压构件破坏特征
受压破坏 破坏特征：临近破坏时，构件截面压应力较大一侧
N y
x (a)轴心受压
N
y
x
(b)单向偏心受压
N y
x
(c)双向偏心受压
4.1.1材料强度
混凝土：宜采用较高强度等级的混凝土，一般 采用C25 及以上等级的混凝土。
钢筋：一般采用HRB400和HRB335
4.1.2 截面形式及尺寸要求
截面形状：正方形、矩形、圆形、环形。 截面尺寸：
（g）
柱钢筋图
箍筋加密
钢筋骨架
4.2 轴心受压构件承载力计算
1、轴心受压构件分类 普通箍筋柱： 纵筋+普通箍筋（矩 形箍筋） 螺旋箍筋柱： 纵筋+螺旋式箍筋
普通箍筋柱
螺旋箍筋柱
4.2 轴心受压构件承载力计算
4.2.1轴心受压构件的破坏特征
按照长细比 l0 / b 的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两
4.1.3 配筋构造
3）构造要求 • 级别：采用HRB335、HRB400级 • 直径：纵筋直径d≥12mm，常在12~32mm之间选用， • 根数：方形和矩形截面柱中纵向受力钢筋不少于４根，圆柱
中不宜少于8根且不应少于6根。
• 距离：钢筋净距≥50mm，中距≤300mm（受力钢筋）
轴心
偏心
4.1.3 配筋构造
2．轴心受压长柱的破坏特征(破坏过程) 破坏过程：首先在凹侧出现纵向裂缝， 混凝土压碎，钢筋压屈外鼓；凸侧出现 横向裂缝，挠度增大，柱子破坏 原因:初始偏心产生附加弯矩附加弯 矩引起挠度 加大初始偏心，最终构 件是在M，N共同作用下破坏。 结论：在截面尺寸、配筋、材料强度相 同的条件下，长柱的承载力低于短柱。
Nc
4.2 轴心受压构件承载力计算
（1）当轴向力较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形，轴 向力在截面内产生的压应力由混凝土合钢筋共同承担。 （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。
2某多层房屋（两跨）采用装配式钢筋混凝土楼盖和预制柱， 其中间层层高H=4m，上下端均按铰支考虑，柱的截面尺寸 为250mm×250mm，配有HRB335级钢筋4φ14，混凝土强度 等级为C25，该柱承受轴向力设计值N=600kN，问此柱是否 安全。
4.3 偏心受压构件承载力计算
4.3.1 偏心受压构件破坏特征
设ρ′=
A=s ' 1%， =1，则
A
A

0.9 (
N fc

'
fy
')

1400 103 0.91 (14.3 1% 300)
=89916.5mm2
选用方形截面，则b=h= 89916.5 =299.8mm，取用b= h=300mm。
例題
（2）计算稳定系数
l0/b=5000/300=16.7
按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压构件 的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。
4.3.1 偏心受压构件破坏特征
1．大偏心钢筋混凝土受压构件破坏过程（受拉破坏） （点击播放视频）
4.3.1 偏心受压构件破坏特征
受拉破坏
破坏特征：受拉钢筋首先达到屈服强度，最后受压 区混凝土达到界限压应变而被压碎，构件破坏。此时， 受压区钢筋也达到屈服强度。
例題
【例1】已知某多层现浇钢筋混凝土框架结构，首层中柱按轴
心受压构件计算。该柱轴向压力设计值 N=1400kN，计算长度
l0=5m，纵向钢筋采用HRB335级，混凝土强度等级为C30。求 该柱截面尺寸及纵筋截面面积。
【解】fc=14.3N/mm2，fy′=300N/mm2，
（1）初步确定柱截面尺寸
4.2.2 普通箍筋柱的正截面承截力计算
1.基本公式 钢筋混凝土轴心受压柱的
正截面承载力由混凝土承载 力及钢筋承载力两部分组成， 如图所示。
4.2.2 普通箍筋柱的正截面承截力计算
根据力的平衡条件，得出短柱和长柱的承载力计算公式为：
N

Nu
0.9（fc A
f
' y
As'
)
式中 Nu—轴向压力承载力设计值； N—轴向压力设计值；
【解】查表得
f
' y
=300N/
mm2，fc=11.9N/mm2，
As
=1256
mm2
（1）确定稳定系数
l0/b=4500/300=15

1
1 0.002( l0 / b 8 )2
1 1 0.002(15 8)2
=0.911
例題
（2）验算配筋率
m in
0.6%
'
4.2 轴心受压构件承载力计算
当短柱破坏时，混凝土达到 极限压应变 =0.002，相应的纵向 钢筋应力值 =Es=2×105×0.002=400N/mm2。 因此，当纵筋为高强度钢筋时， 构件破坏时纵筋可能达不到屈服 强度。显然，在受压构件内配置 高强度的钢筋不能充分发挥其作 用，这是不经济的。
4.2.1轴心受压构件的破坏特征