5.钢筋混凝土受压构件-PPT课件
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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
式中 Nu—轴向压力承载力设计值； N—轴向压力设计值；
—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
• 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
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）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。
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 类。
柱(受压构件) l0/b 8
l0/b >8 短柱 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
x N (a)轴心受压 N y
（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。
x x
y
(b)单向偏心受压
N y
(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
b≤400
4.1.3 配筋构造
600＜h≤1000
b＞400
1000＜h≤1500
b≤400
（g）
（ e） （ f）
（e）轴心受压
（f）、 （g）偏心受压
b≤400
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
• 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。
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。
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；
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。
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
N A , b h A 0 . 9( f 'f ) c y'
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： 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）。
到棱柱体抗压强度。
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。
Nc A’s h b Nc
混凝土压碎
钢筋凸出
A
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
• 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。
4.1.3 配筋构造
h≤600 600＜h≤1000
（a）
1000＜h≤1500
b≤400
（b）
b≤400
（ c）
b≤400
（a）轴心受压
（b）、 （c）、（d）偏心受压
（d）
4.2.1轴心受压构件的破坏特征
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。
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 N 0 . 9 （ f A f A ) u c y s
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
式中 Nu—轴向压力承载力设计值； N—轴向压力设计值；
—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
• 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
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）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。
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 类。
柱(受压构件) l0/b 8
l0/b >8 短柱 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
x N (a)轴心受压 N y
（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。
x x
y
(b)单向偏心受压
N y
(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
b≤400
4.1.3 配筋构造
600＜h≤1000
b＞400
1000＜h≤1500
b≤400
（g）
（ e） （ f）
（e）轴心受压
（f）、 （g）偏心受压
b≤400
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
• 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。
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。
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；
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。
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
N A , b h A 0 . 9( f 'f ) c y'
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： 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）。
到棱柱体抗压强度。
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。
Nc A’s h b Nc
混凝土压碎
钢筋凸出
A
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
• 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。
4.1.3 配筋构造
h≤600 600＜h≤1000
（a）
1000＜h≤1500
b≤400
（b）
b≤400
（ c）
b≤400
（a）轴心受压
（b）、 （c）、（d）偏心受压
（d）
4.2.1轴心受压构件的破坏特征
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。
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 N 0 . 9 （ f A f A ) u c y s