建筑结构基础第4章 混凝土受压构件

600
5
四、箍筋
箍筋应采用封闭式，末端应做成135°弯钩，弯钩平直段长度 不小于箍筋直径的5倍。 箍筋直径不应小于6mm，且不应小于dmax/4（dmax为纵筋的最大 直径）。 箍筋间距不应大于构件截面短边尺寸及400mm，且不应 大于15dmin（dmin为纵筋的最小直径）。当柱中全部纵筋的配筋率 超过3%，箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于纵向受力钢筋最小 直径的10倍，且不应大于200mm。 当柱截面短边大于400mm，且各边纵筋配置根数多于3根时，或 当柱截面短边不大于400mm，但各边纵筋配置根数多于4根时，应 设置复合箍筋。
N －f c A) 可直接利用公式求解： As 0.9 f y (
若截面尺寸未知，可先假设 1.0, 1.5% ~ 2% 估算出截面尺寸，再用公式计算出
As
。
例题4.1。
14
2.承载力校核
已知：bh，fc， f y， l0， As，求Nu
直接利用公式求解： Nu 0.9 ( f c A f yAs ) 当Nu N， 安全；否则，不安全。 例题4.2。

1.0
0.98 0.95 0.92 0.87 0.81
l0/b
30
32 34 36 38 40
l0/d
26
28 29.5 31 33 34.5
l0/i
104
111 118 125 132 139

0.52
0.48 0.44 0.4 0.36 0.32
20
22 24 26 28
17
19 21 22.5 24
6
柱中箍筋形式
7
当柱的截面有缺角或 截面形状时，不得采用具有内折角 的箍筋，而应采用分离式箍筋形式，以避免箍筋受拉时使折 角处混凝土破损。
´ Ô ¸ Ó ½ Ø Ã æ µ Ä ¹ ¿ ½ î Ð Î Ê ½
8
4.2
轴心受压构件正截面承载力计算
箍筋配置方式：配置普通箍筋柱
配置螺旋箍筋柱
纵筋
b
s
(a)Ö á Ð Ä Ê Ü Ñ ¹
(b)µ ¥ Ï ò Æ « Ð Ä Ê Ü Ñ ¹
(c)Ë « Ï ò Æ « Ð Ä Ê Ü Ñ ¹
2
4.1
受压构件的构造要求
一、材料要求
宜采用强度等级较高的混凝土，一般为C30-C40。 纵向受力钢筋不宜采用过高强度钢筋，宜采用HRB(F)400、HRB (F) 500级，也可采用HRB(F)335级。箍筋一般采用HPB300和HRB335级。
1、直径、根数：纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，矩形截面
纵筋根数不应少于4根，圆形截面纵筋根数不应少于6根，不宜少于8根。
2、纵筋布置：轴心受压构件的纵向钢筋应沿柱截面周边均匀布置；
偏心受压构件纵向受力钢筋应布置偏心方向的两侧，通常沿柱的短边方 向设置。圆形截面纵向钢筋应沿截面周边均匀布置。
3、纵筋间距：当柱为竖向浇筑混凝土时，纵筋净距不应小于
15
4.3

偏心受压构件正截面的受力性能
As
As
偏心距e0=0时，为轴心受压构 件；当e0→∞时，即N=0时， 为受弯构件；
s Es s 2 105 (0.002 ~ 0.00215 ) (400 ~ 430)N/mm2
10
2、长柱的破坏特征及稳定系数
长柱存在初始偏心距，产生附加弯矩，产 生相应的侧向挠度，使长柱在轴力和弯矩的共 同作用下发生破坏。
N
横向裂缝
结论：
相同条件下,长柱破坏荷载低于短柱；
69
76 83 90 97
0.75
0.7 0.65 0.6 0.56
42
44 46 48 50
36.5
38 40 41.5 43
146
153 160 167 174
0.29
0.26 0.23 0.21 0.19
12
N
二、 正截面受压承载力计算公式
) N Nu 0.9 ( fc A f y As
二、截面形式及尺寸
轴心受压构件多采用正方形截面，偏心受压多采用矩形截面。
也可根据要求采用其他形式的截面形状。 柱截面尺寸不宜小于250mm。为了避免长细比太大而过多降低
构件承载力，构件长细比≤30。当截面尺寸小于等于800mm时，以
50mm为模数；当截面尺寸大于800mm时，以100mm为模数。
3
三、纵向钢筋
hBiblioteka Baidu
普通箍筋柱
D
螺旋箍筋柱
9
箍筋
s
s
s
一、轴心受压柱的破坏特征
1、短柱的破坏特征
构件中出现纵向裂缝，纵筋屈服， 混凝土达到极限压应变。 轴压构件，极限压应变取值：
普通混凝土：0.002
高强混凝土：0.002~0.00215 构件破坏时相应的钢筋应力：
s Es s 2 105 0.002 400N/mm2
50mm，对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小净距应按梁的规定取 值。纵筋中距不应大于300mm，混凝土保护层最小厚度为20mm。
4
4、配筋率：一侧纵向钢筋的配筋率不应小于0.2%，全部 纵筋的配筋率不小于0.5% (或0.55% ， 0.60% ），详见附表18。 5、构造纵筋：当柱的截面高度h≥600mm时，在侧面应设 置直径为10--16mm的纵向构造钢筋，并相应地设置复合箍筋 或拉筋。
第4章 混凝土受压构件
受压构件：承受轴向压力为主的构件。
典型构件：柱、墙、桁架的受压弦件等。
1
受压构件按纵向压力作用位置不同分为：
轴心受压构件：纵向压力作用线与构件截面形心轴线重合。 偏心受压构件：纵向压力作用线与构件截面形心轴线不重合；
或既有轴心压力，又有弯矩等作用。 偏心受压分为单向偏心受压和双向偏心受压。
纵筋压屈
长细比越大，承载能力降低越多；
《混凝土设计规范》用稳定系数 来 表示长柱承载力的降低程度，见表4.1。
N us Nu
l
N
11
表4.1
l0/b
≤8
10 12 14 16 18
轴心受压构件的稳定系数
l0/i
≤ 28
35 42 48 55 62
l0/d
≤7
8.5 10.5 12 14 15.5
A ––– 截面面积；当纵向钢筋配筋率
大于3％时，式中的A应用 A As ；
fc f y As As

––– 稳定系数，按表4.1采用;
f y –––纵向钢筋抗压强度设计值；
As –––纵向钢筋抗压强度的截面面积；
b
h
。
13
三、 计算方法及实例
1.截面设计
已知：bh，fc，f y， l0，N, 求As