【最新精选】4钢筋混凝土轴心受力构件

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。
◆ 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、荷载作用位置的偏差、混凝土的不 均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。
◆ 但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的 受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。
故轴心拉力设计值为350kN
(2)按公式4-11求受拉钢筋的面积As
As N fy 353201003 117m3m 2
【解】（3）满足构造要求的配筋 Asmi n0.4%A0.4%202 050 20m02m 及 Asmi n 90 ffty%A9 01 3.40% 30202 050 21m52m 故应取1173mm2，选择纵向受力钢筋，查附表
max lim
第三节、轴心受拉构件的裂缝宽度验算
2. 裂 缝 宽 度 计 算
最大裂缝宽度
准永久组合计算构件的 纵向受拉钢筋的应力
sq
Nq As
混凝土的保护层厚度，
取20~65
纵向受拉钢筋
ma x2.7Essq(1.9c0.0d 8 eteq) 的等效直径
裂缝间纵向受拉钢筋 应变的不均匀系数
按有效受拉钢筋的截面面积计 算的纵向受拉钢筋的配筋率
式中：N——
fy——
As——纵向受拉钢筋截面面积。
第二节、轴心受拉构件的承载力计算
2. 构 造 要 求
纵向受力钢筋的配置
轴心受拉构件中，与纵向受力钢筋垂直放置的 箍筋主要是固定纵向受力钢筋的位置
箍筋直径一般为4~6mm，间距一般不大于 200mm（对屋架的腹杆不宜超过150mm）。
第二节、轴心受拉构件的承载力计算
箍筋
Ncr Nc
第一节、轴心受拉构件的受力特点
2. 试 验 研 究
结 论：
Nt
Nt
•三个工作阶段：
•开裂前：线弹性；
•开裂后：开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；
•破坏阶段：钢筋屈服后，Nt基本不增加
•首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定 数量后便不在增加
注意：极限承载力取决于钢筋的用量和强度
2. 长柱
N
长 cu
N
短 cu
l0 /i
和长细比直接相关
i I/A
计算长度， 取值参考规 范6.2.20
三、轴心受压构件的受力分析
2. 长柱
试验研究表明：
l0 /b8 时，1 l0 /b8~34时，1.1770.02l10 /b l0 /b35~50时，0.870.012l0 /b
《混凝土结构设计规范》中，为安全计，取值小于上述结 果，详见教材表4-1
【例4.1】某钢筋混凝土屋架下弦，其截面 尺寸为b×h=200mm×250mm，混凝土强 度等级为C30，钢筋为HRB335级，其端节 间承受恒荷载标准值产生的轴心拉力
Ngk=185kN，活荷载标准值产生的轴心拉力 为Nqk=70kN,结构的重要性系数为1.1，试按 承载力计算所需纵向受拉钢筋的截面面积
2. 试 验 研 究
开裂前
随着荷载增加
N (Ac 'E As)c
E
'
ES EC
，混凝土的割线模量 '
荷载继续增加，混凝土应力达到抗拉强度，
混凝土即将开裂，此时变形模量为弹模的一半
N(2EA sA c)c
N
l
l
N
As s
c= ft
N
第一节、轴心受拉构件的受力特点
2. 试 验 研 究
开裂后
Ass（As fy）
第四章 轴心受力构件
本章提要 本章主要介绍：轴心受拉构件的承 载力计算和构造要求；轴心受压构件的 承载力计算和构造要求。
工程实例
压 压
压
拉
拉
多层房屋的内柱
第一节、轴心受拉构件的受力特点
1. 受拉构件的配筋形式
纵筋
纵筋
箍筋
h b
第一节、轴心受拉构件的受力特点
2. 试 验 研 究
N
N
Ncr Nc
2. 试 验 研 究
破坏阶段
As fyk
当轴向的拉力使裂缝截面处的钢 筋达到抗拉强度时，构件进入破 坏阶段
N fykAs
N
第二节、轴心受拉构件的承载力计算
1. 计 算 公 式
轴心受拉构件的承载力可由公式4—10得，而在结 构构件设计时，必须按照第二章的设计原则，
0Sd R
受拉构件： N≤fyAs
2. 构 造 要 求
箍筋的配置 1） 轴心受拉构件的受力钢筋不得采用绑扎搭接接
2） 纵向受拉钢筋的最小配筋率不应小于0.4%和 （90ft/fy）%中的较大值（全部纵向受拉钢筋）
3） 纵向受力钢筋应沿截面周边均匀布置，并宜优 先选用直径较小的钢筋。
第二节、轴心受拉构件的承载力计算
3. 例 题 【例4.1】某钢筋混凝土屋架下弦，其截面尺寸
50mm，钢筋中距不应大于300mm，保护层厚度不小于30mm 钢筋直径小于32mm，可采用非焊接接头，但位置设在受力较小
处，搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接长度的0.7倍，且不应 小于200mm
三、轴心受压构件的受力分析 4. 构 造 要 求 箍 筋：
采用封闭式箍筋，以保证钢筋骨架的整体刚度，并保 证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约 束作用
第三节、轴心受压构件的承载力计算
3. 例 题
【例】某现浇底层柱，柱高5m，截面尺寸为 b×h=300mm×300mm，柱内配有4根直径16的 HRB400级纵筋，混凝土强度等级为C30，箍筋为 HRB335级钢筋，试求该柱的受压承载力。
【解】(1)验算配筋率： ρ=As/bh×100%=0.89%＞0.6%，且<5% (2)求ψ：l0/b=5000/300=16.7, 查表ψ=0.849 (3)根据公式4—17
A
' s
（2）截面复核
已知：纵向受压钢筋面积
A
' s
，材料强度等级
fc
、
f
' y
构件计算长度
l0
，截面面积bxh
求：柱承载力
N N u 0 .9(fcA fy A s )
设计截面
已知 N
、f c 、f y ' ，求 A
、A
' s
。
计算步骤：
（1）根据设计经验，初步确定 A （或先
假定 ' 和 ，估算 A ）。
1.10.65 ftk tete
=As/A，小于0.01，取0.01
0.2，取 0.2，1.0，取 1.0；承受重复荷 1 载取
第二节、轴心受拉构件的承载力计算
3. 例 题 【例4--2】
作 业：P4--9
第四章 轴心受力构件
第四节 轴心受压构件概述
第四节 轴心受压构件概述
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
第一节、轴心受拉构件的受力特点
2. 试 验 研 究
N
l
开裂前
开始加载 cs ll
l
NcAc sAs (EcAc EsAs)
(Ac
Es Ec
As)Ec
(Ac
Es Ec
As)c
A0c
式中：
E
Es Ec
，钢筋弹模与混凝模 土之 弹比
A0 EAs Ac，换算截面面积
N
As s c
N
第一节、轴心受拉构件的受力特点
构件上最薄弱截面的混凝土应力达到抗
拉强度，裂缝开裂，裂缝截面处，混凝土
退出工作，不承担拉力，所有外力由钢筋
承受，开裂瞬间，截面处钢筋应力发生突
变：
ftk A csA s sA A c s ftkftk
N
注意：构件开裂，并不意味着丧失承载力，荷
载可继续增加，新裂缝也将产生
第一节、轴心受拉构件的受力特点
坏。
在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下，长 柱的
承载力低于短柱，(采用降低系数来考虑)
三、轴心受压构件的受力分析
1. 短柱
N
钢筋屈 服
N
混凝土压碎
N
o
l
混凝土压碎
第一阶段：加载至钢筋屈服
第二阶段：钢筋屈服至混凝土压碎
As
h
b
A
钢筋凸出
三、轴心受压短柱的受力分析
1. 短柱
平衡方程
NccAs'As'
箍筋的作用：与纵筋形成骨架，防止纵筋压 屈；箍筋对内部混凝土的约束可以改善构件的 延性性能。
螺旋形箍筋：可以提高构件的承载力和延性。
轴心受压构件分类
受压构件 lo/i 28 lo/b 8 短柱
lo/i >28
长柱
轴心受压短柱的破坏形式：在N作用下压坏
轴心受压长柱的破坏形式
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
三、轴心受压构件的受力分析
3. 正截面受压承载力计算公式
N(fcAfy'A s')
稳定系数： 查表4--1
N0.9(fcAfy'A s')
应用：设计、截面复核
三、轴心受压构件的受力分析
4. 构 造 要 求
截 面 形 式： 以方形为主，根据需要可采用矩形、
圆形或正多边形 截面最小变长不宜小于250mm，构件
长细比为15左右，不宜大于30
三、轴心受压构件的受力分析
4. 构 造 要 求
纵 向 钢 筋：
不宜使用高强度钢筋，且不得使用冷拉钢筋作受压筋 纵向钢筋直径不宜小于12mm，宜选直径较大的钢筋，减少弯曲 受压钢筋的最小配筋率为0.6%，并不宜超过5% 纵向钢筋沿截面周边均匀布置，钢筋之间的筋间距不应小于