04 钢筋混凝土受压构件
钢筋混凝土纵向受力构件
轴心受压构件
◆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。 整理课件
普通钢箍柱
整理课件
3、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。
轴心受压短柱 NusfcAfyAs
轴心受压长柱
Nul Nus
稳定系数
N ul N us
整理课件
N N u 0 .9(fcA fy A s )
式中 Nu—轴向压力承载力设计值； N —轴向压力设计值；
（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。 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为纵向受力整钢理筋课件的最小直径）。
在纵筋搭接长度范围内，箍筋的直径不宜小于搭接钢筋直 径的0.25倍。箍筋间距，当搭接钢筋为受拉时，不应大于5d （为受力钢筋中最小直径），且不应大于100mm；
1677 300 300
=1.86%
m in＞ =0.6%，且＜3% ，满足最小配筋率要求，且勿
需重算。
整理课件
纵筋选用4 25（As′=1964mm2），箍筋配置φ8@300，
如图所示。
Φ8@300
4 25
300
300
整理课件
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。
10建筑结构及受力分析钢筋混凝土受压构件
10建筑结构及受力分析钢筋混凝土受压构件钢筋混凝土是一种常用的建筑材料，用于制作建筑结构和构件。
在建筑结构中，钢筋混凝土受压构件起着承载和传递重荷载的作用。
了解建筑结构及受力分析，对于设计和施工过程中的安全和可靠性至关重要。
建筑结构通常由多个构件组成，这些构件承担着不同的受力作用。
其中，受压构件是由钢筋和混凝土组成的，它们的受力状态需要进行分析。
在受压构件中，混凝土主要承担着压力作用，而钢筋主要承担着拉力作用。
由于混凝土的强度相对较低，所以钢筋起着增强混凝土抗压性能的作用。
受压构件的受力分析需要考虑以下几个方面：1.荷载分析：设计中需要对受压构件所承受的荷载进行分析。
这些荷载包括常规荷载（例如：自重、活载）和不常规荷载（例如：风载、地震载）。
2.内力分析：根据荷载分析结果，可以得出受压构件的内力分布情况。
这些内力包括压力、弯矩和剪力。
内力的分布情况对于受压构件的设计和计算非常重要。
3.断面设计：根据内力分析结果，可以进行受压构件的断面设计。
在设计过程中，需要选择合适的截面形状和尺寸，以满足设计要求和抗压性能。
4.钢筋设计：在受压构件中，钢筋的主要作用是增强混凝土的抗压性能。
设计过程中需要确定钢筋的数量、直径和布置方式，以满足结构的强度和稳定性要求。
5.受压构件的验算：通过对受压构件进行验算，可以验证设计结果的合理性和可行性。
验算包括对截面尺寸、钢筋数量和结构稳定性进行检查和计算。
钢筋混凝土受压构件的设计和受力分析是建筑结构设计过程中非常重要的一部分。
通过合理的设计和分析，可以确保建筑结构的安全和可靠性。
同时，还可以优化结构，提高结构的抗震性能和使用寿命。
建筑领域的专业人员应该具备良好的结构分析和设计能力，以确保建筑结构的质量和安全。
4钢筋混凝土受压构件承载力计算
4钢筋混凝土受压构件承载力计算钢筋混凝土受压构件的承载力计算是建筑结构设计中非常重要的一个步骤。
本文将围绕钢筋混凝土受压构件的承载力计算进行详细介绍。
首先，我们需要了解一些与承载力计算相关的基本概念。
1.构件尺寸和几何性质：构件的尺寸和几何性质，如截面面积、高度、宽度等，是计算承载力的基础。
这些参数可以通过结构设计的过程或者实际测量获得。
2.受力分析：在进行承载力计算之前，我们需要对受力分析进行准确的估计。
受力分析包括水平力、垂直力、弯矩和剪力等。
3.材料性能：钢筋混凝土由钢筋和混凝土组成，每种材料都具有其特定的力学性能。
钢筋的弹性模量、屈服强度和抗压强度是承载力计算的关键参数。
混凝土的抗压强度也是一个重要的参数。
计算步骤如下：1.根据结构设计图，确定所需计算的受压构件的几何尺寸。
通常情况下，我们可以使用截面面积来计算构件的承载力。
2.判定构件的计算长度。
构件的计算长度取决于构件的支撑条件和构件的几何形状。
常见的计算长度包括等于构件高度的长度、2倍构件高度的长度和4倍构件高度的长度等。
$$R_c = \phi \cdot A_c \cdot f_{cd}$$其中，$R_c$为构件的抗压承载力（kN），$\phi$为构件的抗压承载力系数（通常为0.65），$A_c$为构件的截面面积（m²），$f_{cd}$为混凝土的抗压强度（MPa）。
4.计算钢筋的抗拉强度。
根据人民共和国行业标准GB1499.2-2024《钢筋机械连接的技术规定》，钢筋的抗拉强度可以通过以下公式计算：$$R_s = A_s \cdot f_{yd}$$其中，$R_s$为钢筋的抗拉承载力（kN），$A_s$为钢筋的截面面积（m²），$f_{yd}$为钢筋的屈服强度（MPa）。
5.比较构件的抗压强度和钢筋的抗拉强度。
如果构件的抗压强度大于钢筋的抗拉强度，则构件的承载力为钢筋的抗拉强度；如果构件的抗压强度小于钢筋的抗拉强度，则构件的承载力为构件的抗压强度。
钢筋混凝土受压构件和受拉构件—偏心受压柱计算
① 当同一主轴方向的杆端弯矩比： M1 0.9
M2
② 轴压比：
N 0.9
fc A
③ 构件的长细比满足要求： l0 34 12( M1 )
i
M2
M1、M2：分别为已考虑侧移影响的偏心受压构件两端截面按结构弹性
分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值，绝对值较大端为M2，绝对值较小 端为 M1；当构件按单曲率弯曲时， M1/M2取正值，否则取负值。
α1fc
α1fcbx x=ξh0
f 'yA's A's
b
h0用平面的受压承载力计算
可能垂直弯矩作用平面先破坏，按非偏心方向的轴心受 压承载力计算
N Nu 0.9 ( fc A f yAs )
2.对称配筋矩形截面小偏压构件的截面设计
对称配筋，即As=As'，fy = fy'，as = as ' 截面设计：已知:截面尺寸、内力设计值M及N、材料强度等级、构件计算长度，
Ne f y As (h0 as ')
e
ei
h 2
as
e ei
N e’
fyAs As
α1fcbx x
α1fc
f 'yA's A's
b
as
h0
a's
h
大偏心受压应力计算图
2.对称配筋矩形截面大偏压构件的截面设计
对称配筋，即As=As'，fy = fy'，as = as ' 截面设计：已知:截面尺寸、内力设计值M及N、材料强度等级、构件计算长度，
5.3. 矩形截面大偏心受压构件的正截面承载力计算
.大偏心受压基本计算公式
N 1 f cbx f y As f y As
钢筋混凝土受压构件承载力计算
钢筋混凝土受压构件承载力计算首先，我们需要了解一些基本的概念和符号。
在计算中，常用的符号有：-$f_c$：混凝土的抗压强度；-$f_s$：钢筋的抗拉强度；-$A_c$：构件的混凝土截面面积；-$A_s$：构件的受拉钢筋截面面积；-$N_d$：构件所受到的设计轴向力；-$M_d$：构件所受到的设计弯矩；-$h$：构件的高度；-$b$：构件的宽度；-$d$：构件的有效高度。
接下来，我们将介绍两种常用的承载力计算方法：受压钢筋混凝土柱的承载力计算和板梁的承载力计算。
受压钢筋混凝土柱的承载力可以通过弯矩轴心法进行计算。
承载力的计算可以分为以下几个步骤：-第一步，计算混凝土在压力作用下的承载力。
可以使用以下公式：$$N_c = \gamma_c f_c A_c$$-第二步，计算钢筋的抗拉强度。
根据构件的横截面形状和受力状态，可以计算钢筋的受拉面积。
-第三步，计算钢筋的受压承载力。
可以使用以下公式：$$N_s = \eta \gamma_s f_s A_s$$其中，$\eta$为钢筋受压构件的局部稳定系数，$\gamma_s$为钢筋的材料抗拉强度。
-第四步，计算构件的总承载力。
可以使用以下公式：$$N=N_c+N_s$$板梁的承载力计算可以分为以下几个步骤：-第一步，计算构件的混凝土承载力。
可以使用以下公式：$$N_c = \gamma_c f_c A_c$$-第二步，计算构件的钢筋承载力，可以使用以下公式：$$N_s = \gamma_s f_s A_s$$-第三步，计算板梁的破坏模式，根据不同的破坏模式选择合适的计算方法。
-第四步，计算构件的总承载力。
可以使用以下公式：$$N=N_c+N_s$$总结：钢筋混凝土受压构件承载力的计算方法主要有弯矩轴心法和板梁承载力计算法。
在计算过程中需要明确构件的几何形状、材料强度以及荷载的大小等因素，并按照一定的计算步骤进行计算。
在实际设计过程中，还需要考虑其他因素如构件的构造形式、构造材料的可靠性等，以确保构件的安全性和经济性。
04标准-公路钢筋混凝土及预应力溷凝土桥涵设计规范
1、制订04钢混规范的原则
6、按照《统一标准》，04规范规 定了在正常使用极限状态设计时， 作用（或荷载）取用短期效应组 合（频遇值效应组合）和长期效 应组合（准永久值效应组合）， 可变作用（或荷载）的频遇值和 准永久值在《公路桥涵设计通用 2004.6.28发布 规范》中均有规定
2004.10.1实施
1．设计基准期: 明确04规范以概率理论为基础的极限状态设计 原则，采用设计基准期为100年 2．耐久性设计: 规定公路桥涵应根据其所处环境条件进行耐久 性设计。给出结构混凝土耐久性基本要求的有 关具体指标。提出位处Ⅲ类（海水环境）或Ⅳ 类（受人为或自然侵蚀性物质影响的环境）环 境的桥梁，当耐久性确实需要时，其主要受拉 钢筋可配置环氧树脂涂层钢筋；预应力钢筋、 锚具及连接器也应采取专门防护措施
2004.6.28发布
2004.10.1实施
制订原则
1、制订04钢混规范的原则
《公路工程结构可 靠度设计统一标准》 GB/T50283-1999
作为制订04规范的指导性文件，表明已将85规范的 “经验极限状态设计法”改为04规范的
“概率极限状态设计法”
《统一标准》按可靠性理论进行编制，它与国标标准 化组织第98技术委员会主持制定的国际标准 ISO/DIS 2394较为贴近，该标准是目前通用于国际 的唯一具有普遍意义的标准
3、04规范与85规范的比较 --承载能力极限状态计算
3、受弯构件斜截面抗剪强度计算（04规范5.2.6-
5.2.8） 04规范将85规范预应力混凝土简支梁的两项和（混凝土 和箍筋分别抗剪）公式改为两项积（混凝土和箍筋共 同抗剪）公式，以便与钢筋混凝土的计算公式统一。 此外，在计算表达式中作了如下改动： （1）85规范考虑了纵向钢筋的抗剪作用，但与国内外有关 资料比较，其抗剪贡献率过大。04规范适当予以降低， 具体做法就是将公式中的(2+p)改为（2+0.6p） （2）04规范考虑了梁的受压翼缘对抗剪承载力的有利因素 3 1.1 采用提高系数 ，与试验数据比较，提高系数 是偏于安全的
3、钢筋混凝土受压构件的强度计算
第3章 钢筋混凝土受压构件的强度计算桥梁结构中的桥墩、桩、主拱圈、斜拉桥的索塔，以及单层厂房柱、拱、屋架上弦杆，多层和高层建筑中的框架柱、剪力墙、筒体，烟囱的筒壁等均属于受压构件。
受压构件按受力情况分为轴心受压构件和偏心受压构件两类。
第一节 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件当构件受到位于截面形心的轴向压力时，为轴心受压构件。
钢筋混凝土轴心受压构件按箍筋的作用及配置方式可分为普通箍筋柱和螺旋箍筋柱两种，本节介绍配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件。
3.1.1 一般构造要求1、混凝土标号轴心受压构件的正截面承载力，主要由混凝土提供，一般多采用C20～C30混凝土，或者采用更高标号的混凝土。
2、截面尺寸轴心受压构件截面尺寸不宜过小，因长细比越大，承载力越小，不能充分利用材料强度。
矩形截面的最小尺寸不宜小于250mm。
3、纵向钢筋纵向受力钢筋一般选R235、HRB335级钢筋，有特殊要求时，可用HRB400级钢筋。
钢筋的直径不应小于12mm，净距不应小于5Omm且不应大于35Omm。
在构件截面上，纵向受力钢筋至少应有4根并且在截面每一角隅处必须布置一根。
柱内设置纵向钢筋的目的是：a、提高柱的承载力，以减小构件的截面尺寸；b、防止因偶然偏心产生的破坏；c、改善构件破坏时的延性；d、减小混凝土的徐变。
为此，《公桥规》规定：构件全部纵向钢筋的配筋百分率不应小于0.5%（当混凝土强度等级在C50及以上时，不应小于0.6%）；同时，一侧钢筋的配筋百分率不应小于0.2%。
轴心受压构件在加载后荷载维持不变的条件下，由于混凝土徐变，随着荷载作用时间的增加，混凝土的压应力逐渐变小，钢筋的压力逐渐变大，初期变化比较快，经过一定时间后趋于稳定。
在荷载突然卸载时，构件回弹，由于混凝土徐变变形的大部分不可恢复，故当荷载为零时，会使柱中钢筋受压而混凝土受拉,若柱的配筋率过大，还可能将混凝土拉裂；若柱中纵筋和混凝土之间有很强的粘应力时，则可能同时产生纵向裂缝。
钢筋混凝土受压构件—受压构件的构造要求
2024/2/7
6.1.2 截面形式及尺寸
轴心受压柱截面一般采用正方形，也可以是矩形或圆形等。 偏心受压柱当截面高度h≤600mm时，宜采用矩形截面； 600mm＜h≤800mm时，宜采用矩形或I形截面；800mm＜ h≤1400mm时，宜采用I形。I形截面的翼缘厚度不宜小于 120mm，腹板厚度不宜小于100mm。
2024/2/7
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图6.3 柱的箍筋形式
2024/2/7
柱内箍筋间距不应大于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)。当柱中全部纵向 受力钢筋的配筋率大于3％时，箍筋间距不应大于10 d，且不应 大于200mm。
当偏心受压柱的截面高度h≥600mm时，在柱的侧面上应 设置直径为10mm～16mm的纵向构造钢筋，并设置复合箍筋或 拉筋，以保证钢筋骨架的稳定性。当柱截面短边尺寸大于400 mm，且各边纵向钢筋多于3根时；或当柱截面短边尺寸不大于 400mm，但各边纵向钢筋多于4根时，应设置复合箍筋(如图 6.3(b)所示)。复合箍筋的直径和间距与原箍筋相同。对截面形 状复杂的柱，不可采用具有内折角的箍筋，以避免向外的拉力 将折角处的混凝土剥落，而应采用分离式箍筋(如图6.3(c)所示)。
2024/2/7
钢筋混凝土受压构件按照纵向压力作用位置的不同，分为 轴心受压构件和偏心受压构件。纵向压力作用线与构件截面形 心轴重合称为轴心受压构件(图6.2(a))。纵向压力作用线偏离构 件截面形心轴或轴向力和弯矩共同作用在构件上称为偏心受压 构件。纵向压力只在一个方向有偏心称为单向偏心受压构件(图 6.2(b) )；两个方向都偏心则称为双向偏心受压构件(图6.2(c))。
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纵筋的连接接头：（宜设置在受力较小处） 可采用机械连接接头、焊接接头和搭接接头
对于直径大于28mm的受拉钢筋和直径大于32mm的 受压钢筋，不宜采用绑扎的搭接接头。
《工程结构》
同济大学出版社
箍筋
第四章 钢筋混凝土受压构件
《工程结构》
同济大学出版社
第四章 钢筋混凝土受压构件
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纵筋
第四章 钢筋混凝土受压构件
全部纵筋配筋率不应小于0.6%；不宜大于5%
一侧钢筋配筋率不应小于0.2% 直径不宜小于12mm，常用16~32mm，宜用粗钢筋
《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
纵筋净距： 不应小于50mm； 预制柱，不应小于30mm和1.5d(d为钢筋的最大
偏心受压构件
偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压构件和受弯 构件。
《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
一、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
N
N
M
fyAs
f'yA's
fyAs
f'yA's
M较大，N较小 As配筋合适
偏心距e0较大
《工程结构》
压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。
◆ 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。
《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
2. 受压破坏
产生受压破坏的条件有两种情况：
⑴当相对偏心距e0/h0较小
⑵或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时
《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋
《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
二 轴心受压构件的承载力计算
◆ 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。
《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
2．细长轴心受压构件的承载力降低现象
初始偏心距
附加弯矩和侧向挠度
加大了原来的初始偏心距
构件承载力降低 《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
3.轴心受压构件的承载力计算
轴心受压短柱 NusfcAfyAs
轴心受压长柱 Nul Nus
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N
第四章 钢筋混凝土受压构件
fyAs
f'yA's
◆ 截面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。
◆ 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，破坏特征与配有受
第四章 钢筋混凝土受压构件
《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
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第四章 钢筋混凝土受压构件
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第四章 钢筋混凝土受压构件
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第四章 钢筋混凝土受压构件
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第四章 钢筋混凝土受压构件
第一节 轴心受压构件正截面受压承载力计算
一 受压构件构造要求
轴心受压：一般采用方形、矩形、圆形和 正多边形 偏心受压构件：一般采用矩形、工字形、T形和环形 材料强度要求 混凝土：C25 C30 C35 C40 等 钢筋：
纵筋：HRB400级、HRB335级和 RRB400级
箍筋：HPB235级、HRB335级 也可采用HRB400级
《工程结构》
箍筋形式：封闭式 箍筋间距：在绑扎骨架中不应大于15d；在焊接骨
架中则不应大于20d （d为纵筋最小直 径），且不应大于400mm，也不大于 构件横截面的短边尺寸 箍筋直径：不应小于 d／4 (d为纵筋最大直径)，且 不应小于 6mm。 当纵筋配筋率超过 3％时，箍筋直径不应小于8mm，其间 距不应大于10d，且不应大于200mm。 当截面短边不大于400mm，且纵筋不多于四根时，可不 设置复合箍筋；当截面短边大于400mm且纵筋多于3根时， 应设置复合箍筋。
普通钢箍柱
螺旋钢箍柱
《工程结构》
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第四章 钢力特点和破坏形态 钢筋混凝土短柱破坏时 压应变在0.0025~0.0035 之间，规范取为0.002 相应地，纵筋的应力为
弹塑性阶段
s ' 0 .00 2 2 150 40 N m 02m
用
f
' y
表示钢筋的抗压强度设计值
N
N
sAs
《工程结构》
As 太
多
f'yA's
sAs
f'yA's
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第四章 钢筋混凝土受压构件
N
N
2. 受压破坏
产生受压破坏的条件有两A太种s 情况： ⑴当相对偏心距e0/h0较小多
⑵或虽然相对偏心距e0/h0较s大As ，但受拉f'y侧A's 纵向钢筋配置较多时 ◆ 截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大， 而受sA拉s 侧钢筋应f力'yA's
构件计算长度l0 ，截面面积bxh 求：纵向受压钢筋面积As’ （2）截面复核
N N u 0 .9(fcA fy A s )
《工程结构》
同济大学出版社
第四章 钢筋混凝土受压构件
第二节 偏心受压构件正截面受压承载力计算
N M=N e0
e0 N
a
a'
As
As? = As
As?
As
As?
b
压弯构件
h0
稳定系数
N ul
N us
稳定系数j 主要与柱的长细比 l0/i 有关
N N u 0 .9(fcA fy A s )
系数0.9 是可靠度调整系数
《工程结构》
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稳定系数
第四章 钢筋混凝土受压构件
《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
4. 设计方法 （1）截面设计 已知：轴心压力设计值N，材料强度等级fc、fy’
《工程结构》
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第四章 钢筋混凝土受压构件
在纵筋搭接长度范围内： 箍筋的直径：不宜小于搭接钢筋直径的0.25倍； 箍筋间距：当搭接钢筋为受拉时，不应大于5d， 且不应大于100mm； 当搭接钢筋为受压时，不应大于10d， 且不应大于 200mm； （d为受力钢筋中的最小直径） 当搭接的受压钢筋直径大于25mm 时，应在搭接接头两个端面外50mm 范围内各设置两根箍筋 。