轴心受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

d d 式中 N 轴向力设计值 (包括γ0和ϕ值在内)；

γd 钢筋混凝土结构的结构系数，见附录3表3； N u 截面极限轴向力；

ϕ 钢筋混凝土构件的稳定系数，见表5-2；

表5-2 钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数ϕ

A 构件截面面积（当配筋率%3/>=A A s c f 混凝土的轴心抗压强度设计值（计算现浇混凝土柱时，如截面长边或直径小于

300mm 时，则式（5-1）中混凝土强度设计值应乘以系数0.8）； y f ' 纵向钢筋的抗压强度设计值；

s A ' 全部纵向钢筋的截面面积。

（三）普通箍筋柱正截面承载力计算方法 1．截面设计

（1）根据构造要求确定构件截面的形状和尺寸，选定材料的强度等级； （2）确定稳定系数ϕ：利用表5-2 ；

稳定系数ϕ值主要与柱的长细比l 0/b 有关，此处b 为矩形截面柱短边尺寸，0l 为柱子的计算长度（与柱两端的约束情况有关，可自表5-1查得，其中l 为构件支点间长度，s 为

拱轴线的长度）。

表5-1 受压构件的计算长度l 0

（3s

()s y c d

d u

1

A f A f N N ''+=

≤

ϕγγ

（4）选择纵向钢筋

钢筋混凝土柱内配置的纵向钢筋常用Ⅱ级或Ⅲ级，并应符合下列要求：

1）纵向钢筋的根数不得少于4根，每边不得少于2根；直径不应小于12mm ，工程中常用钢筋直径为12～32mm ，宜选用根数较少的粗直径钢筋以形成劲性较好的骨架。 2）在轴向受压时沿截面周边均匀布置；在偏心受压时沿截面短边均匀布置。 3）现浇立柱纵向钢筋的净距不应小于50mm ，同时中距也不应大于350mm 。在水平位置上浇筑的装配式柱，其净距与梁相同，当偏心受压柱的长边大于或等于600mm 时，应在长边中间设置直径为10～16mm ，间距不大于500mm 的纵向构造钢筋，同时相应地设置联系拉筋。

（5）并验算配筋率ρ：

1）当截面尺寸由承载力条件控制时，偏心受压柱的受压钢筋或受拉钢筋的配筋率

不应小于0.25%（Ⅰ级钢筋）或0.2%（Ⅱ级、Ⅲ级钢筋）；轴心受压柱全部纵向受力钢筋的配筋的配筋率不应小于0.4%。纵向钢筋也不宜过多，配筋过多既不经济，也不便于施工。 2）受压构件中全部纵向受力钢筋的合适配筋率为0.8%～2.0%，当荷载特别大时，也不宜超过5%。

3）如果ρ过大或过小，可重新确定截面尺寸后重新进行计算。

（6）选择箍筋

钢筋混凝土柱中的箍筋一般采用Ⅰ级筋，在构造上应满足下列要求： 1）受压构件中箍筋应为封闭式，并与纵筋形成整体骨架。

2）对于热轧钢筋，箍筋的直径不应小于d /4，且不应小于6mm ；

对于冷轧带肋钢筋，箍筋的直径不应小于d /5，且不应小于5mm 。其中d 为纵向钢筋

的最大直径。

3）箍筋的间距不应大于构件截面的短边尺寸b ，且不宜大于400mm ；同时在绑扎骨架中不宜大于15d ，在焊接骨架中不宜大于20d 。其中d 为纵向钢筋的最小直径。

4）当全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%时，则箍筋直径d 不宜小于8mm ，且应焊成封闭环式，间距s 不应大于200mm ，且不应大于10d 。其中，d 为纵向钢筋的最小直径。

5）当截面各边纵向钢筋多于3根时，应在基本箍筋基础上，设置直径及间距与基本箍筋相同的附加箍筋。当截面短边尺寸b 不大于400mm ，且纵向钢筋不多于4根时，可不设置附加箍筋，如教材图5-2所示。

6）纵向钢筋绑扎搭接范围内箍筋的间距应满足s ≤5d 且s ≤100mm （受拉），或者

s ≤10d 且s ≤200mm （受压），其中，d 为搭接钢筋中的最小直径。

7）对截面形状复杂的柱子，禁止采用有内折角的箍筋，见教材图5-3(b)。若有内折角时，箍筋可按教材图5-3(a)的方式布置。 2．截面复核

已知：柱的轴向压力设计值、截面尺寸和配筋、材料强度等级、计算长度，验算截面承受某一轴向力是否安全，即求柱所能承担的轴向压力。

（1）计算ϕ值：根据b l /0查表5-2得ϕ值； （2）计算纵向钢筋截面面积s A '：

y c d s f A

f N A '

-=

'ϕϕγ

（3）比较计算钢筋截面与所配钢筋截面的大小。

本章学习要点：

1、掌握轴心受拉、轴心受压构件的受力全过程及破坏形态；

2、了解实际工程中，轴心受力构件的应用情况；

3、掌握轴心受拉、轴心受压构件正截面承载力的计算方法；

4、熟悉轴心受力构件的构造要求。

§3-1 概述

一、轴心受力构件的定义：轴向力作用线与构件截面形心线重合的构件。

二、分类：

轴心受力构件⎧

⎨

⎩

轴心受拉轴心受压

三、工程应用情况：

实际工程中理想的轴心受力构件不存在。

图3-1 轴心受力构件

正截面的概念： 一、受力特征： 分为三个阶段：

I 加载至混凝土即将开裂：钢筋与混凝土共同受力， II 开裂后至钢筋即将屈服；

III 全部钢筋屈服至且裂缝开展超过规定的要求。

图3-2 轴心受拉构件破坏的三个阶段

二、基本计算公式

y s N f A ≤ （3-1） 式中各符号的含义：

﹡承载力与混凝土和构件截面尺寸无关； ﹡高强钢筋不能发挥作用。 三、构造要求：

1、钢筋连接有绑扎连接、焊接连接、螺栓连接、套筒挤压连接等多种方式。轴拉构件不 得采用绑扎的搭接接头。