受压构件承载力计算总结
矩形截面偏心受压构件正截面的承载力计算
矩形截面偏心受压构件正截面的承载力计算一、矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载力计算公式 （一）大偏心受压构件正截面受压承载力计算（1）计算公式由力的平衡条件及各力对受拉钢筋合力点取矩的力矩平衡条件，可以得到下面两个基本计算公式：s y s y c A f A f bx f N -+=''1α （7-23）()'0''012a h A f x h bx f Ne s y c -+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α （7-24）式中： N —轴向力设计值；α1 —混凝土强度调整系数；e —轴向力作用点至受拉钢筋A S 合力点之间的距离；a he e i -+=2η （7-25） a i e e e +=0 （7-26）η—考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数，按式（7-22）计算；e i —初始偏心距；e 0 —轴向力对截面重心的偏心距，e 0 =M/N ；e a —附加偏心距，其值取偏心方向截面尺寸的1/30和20㎜中的较大者； x —受压区计算高度。
（2）适用条件1) 为了保证构件破坏时受拉区钢筋应力先达到屈服强度，要求b x x ≤ (7-27)式中 x b — 界限破坏时，受压区计算高度，o b b h x ξ= ，ξb 的计算见与受弯构件相同。
2) 为了保证构件破坏时，受压钢筋应力能达到屈服强度，和双筋受弯构件相同，要求满足：'2a x ≥ (7-28) 式中 a ′ — 纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。
（二）小偏心受压构件正截面受压承载力计算（1）计算公式根据力的平衡条件及力矩平衡条件可得s s s y c A A f bx f N σα-+=''1 （7-29）⎪⎭⎫ ⎝⎛'-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=s s y c a h A f x h bx f Ne 0''012α （7-30） ()'0''1'2s s s s c a h A a x bx f Ne -+⎪⎭⎫⎝⎛-=σα （7-31）式中 x — 受压区计算高度，当x ＞h ，在计算时，取x ＝h ；σs — 钢筋As 的应力值，可根据截面应变保持平面的假定计算，亦可近似取：y b s f 11βξβξσ--=(7-32)要求满足：y s y f f ≤≤σ'x b — 界限破坏时受压区计算高度，0h x b b ξ=；b ξξ、 — 分别为相对受压区计算高度 x/h 0和相对界限受压区计算高度x b /h 0 ；'e e 、′— 分别为轴向力作用点至受拉钢筋A s 合力点和受压钢筋A s ′合力点之间的距离 a he e i -+=2η (7-33) ''2a e he i --=η (7-34) （2）对于小偏心受压构件当bh f N c >时，除按上述式（7-30）和式（7-31）或式（7-32）计算外，还应满足下列条件：()()s s y c a a h A f h h bh f e e a h N -+⎪⎭⎫⎝⎛-≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡---'0''00'22 (7-35 )式中 '0h — 钢筋's A 合力点至离纵向较远一侧边缘的距离，即s a h h -='0。
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。
4.3-偏心受压构件承载力计算
4.2 轴心受压构件承载力计算一、偏心受压构件破坏特征偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M的共同作用时，等效于承受一个偏心距为e=M/N的偏心力N的作用，当弯矩M相对较小时，e0就很小，构件接近于轴心受压，0相反当N相对较小时，e0就很大，构件接近于受弯，因此，随着e0的改变，偏心受压构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。
按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。
1.受拉破坏当轴向压力偏心距e0较大，且受拉钢筋配置不太多时，构件发生受拉破坏。
在这种情况下，构件受轴向压力Ｎ后，离Ｎ较远一侧的截面受拉，另一侧截面受压。
当Ｎ增加到一定程度，首先在受拉区出现横向裂缝，随着荷载的增加，裂缝不断发展和加宽，裂缝截面处的拉力全部由钢筋承担。
荷载继续加大，受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的主裂缝，随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸，受压区高度迅速减小。
最后，受压区边缘出现纵向裂缝，受压区混凝土被压碎而导致构件破坏（图4.3.1）。
此时，受压钢筋一般也能屈服。
由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距e0较大发生，故习惯上也称为大偏心受压破坏。
受拉破坏有明显预兆，属于延性破坏。
2.受压破坏当构件的轴向压力的偏心距e0较小，或偏心距e0虽然较大但配置的受拉钢筋过多时，就发生这种类型的破坏。
加荷后整个截面全部受压或大部份受压，靠近轴向压力一侧的混凝土压应力较高，远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。
随着荷载逐渐增加，靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝，进而混凝土达到极限应变εcu被压碎，受压钢筋的应力也达到f y′，远离一侧的钢筋可能受压，也可能受拉，但因本身截面应力太小，或因配筋过多，都达不到屈服强度（图4.3.2）。
由于受压破坏通常在轴向压力偏心距e0较小时发生，故习惯上也称为小偏心受压破坏。
受压破坏无明显预兆，属脆性破坏。
3.受拉破坏与受压破坏的界限综上可知，受拉破坏和受压破坏都属于“材料破坏”。
混凝土受压构件的承载力计算
0 受剪承载力计算
1
1 砌体沿体水平缝的抗剪能力为沿通缝的抗剪承载能力及作用在截面上的压力所产生的摩擦力总和。
VVAf 1.4N o d u
vd
fk
0 式中： Vd—剪力设计值
2
A—受剪截面面积 ○ fvd—抗剪强度设计值 ○ μf—摩擦系数，对实心砖砌体，μf=0.7
Nk—与受剪截面垂直的压力标准值
§17.2受压构件的承载力计算 砌体受压短构件受力状态（图17-2）
特点： （1）构件承受轴心压力时，截面上产生均匀的压应力；
(17-2a) （2）构件承受偏心压力时，压应力分布随偏心距的变化
而变化，砌体表现出弹塑性性能。 (17-2b)
（3）随着偏心距的增大，在远离偏心压力作用的截面边 缘，由受压过渡到受拉，直至破坏，仍会全截面受力。 (17-2c)
φ—轴向受压弯曲系数
拱的承载力计算
1）拱的截面承载力验算
（1）砌体拱圈截面 （2）混凝土拱圈截面 各符号意义同前。
oNdNuAfcd oNdNuAcfcd
2）拱的整体承载力（强度—稳定）验算
近似模拟直杆方法，全拱取一个轴向力和一个偏心距。
（1）砌体拱圈
oN dN u Afcd
（2）混凝土拱圈 oN dN uA cfcd
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§17 圬 土结构构 件的承载
力计算
2 0 2 3
17.1 计算原则
○ 极限状态设计法设计原则是使荷载效应不利组合的设计值要小于或等于结构抗力
效应的设计值 oSRfd,ad
○ 即： ○ 式中：γo —桥梁结构重要系数
S—作用效应组合值
R(·)—构件承载力设计值函数
○ fd—材料强度设计值 ○ ad—几何参数设计值，可采用几何参数标准值 ak
混凝土受压构件承载力计算
圆形截面的受压构件在垂直压力作用 下，变形较小，承载力较高。
配筋率的影响
配筋率
配筋率是指构件中钢筋的截面积与混 凝土截面积之比。配筋率对受压构件 的承载力有显著影响，配筋率越高， 承载力越大。
钢筋直径和间距
钢筋直径和间距也是影响配筋率的重 要因素，合适的钢筋直径和间距可以 提高受压构件的承载力。
详细描述
混凝土强度等级是指混凝土的抗压强度，通 过采用高标号水泥、优化配合比等方法，可 以提高混凝土的抗压强度，从而提高受压构 件的承载力。
采用高强度钢材
总结词
在混凝土结构中采用高强度钢材，可以显著 提高受压构件的承载能力。
详细描述
高强度钢材具有更高的屈服强度和抗拉强度 ，通过合理的钢材布置和连接方式，可以有
详细描述
构造措施包括增加支撑和拉结、设置抗剪键和抗爆压力 装置等，这些措施可以有效提高受压构件的刚度和稳定 性，防止构件发生失稳和破坏。
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02 混凝土受压构件的受力分 析
轴心受压构件的受力分析
总结词
轴心受压构件在垂直于构件轴线方向上受到均匀压力，其受力分析主要考虑轴 心压力对构件的影响。
详细描述
轴心受压构件在承受压力时，其承载力主要取决于混凝土的抗压强度和构件的 截面面积。在分析过程中，需要考虑混凝土的应力分布和承载能力极限状态， 以确定构件的承载力。
效提高受压构件的承载力和稳定性。
优化截面设计
总结词
合理的截面设计可以有效提高混凝土受压构件的承载能力。
详细描述
通过对截面进行优化设计，如采用空心截面、增加腹板高度等措施，可以改善截面的受 力特性，提高受压构件的承载力和稳定性。
受压构件截面承载力计算
受压构件截面承载力计算
受压构件截面承载力计算是结构工程中的重要计算内容之一、在设计
受压构件时，需要保证构件的承载力不低于设计要求，以确保结构的安全
性和稳定性。
受压构件截面承载力的计算涉及到材料力学、截面形状和尺寸，以及截面临界状态等多个因素。
以下是受压构件截面承载力计算的基
本步骤和方法。
1.分析受压构件的材料力学性能：首先需要确定受压构件的材料类型
和性能参数，包括弹性模量、屈服强度、抗压强度等。
这些参数可以在材
料手册中查找或者进行材料试验获得。
2.确定构件的截面几何特征：受压构件的截面形状决定了其承载能力。
常见的受压构件截面形状包括矩形、圆形、T形、工字形等。
需要根据实
际情况确定构件的截面几何参数，如截面面积、惯性矩、受压边缘等。
3.计算截面承载能力：使用截面承载能力公式或者截面性能表格，根
据受压构件的材料性能和截面几何特征计算截面的承载能力。
常用的计算
方法有强度设计法、极限状态设计法和变形极限设计法等。
4.考虑临界状态和稳定性：受压构件在承载过程中可能会出现临界状
态和稳定性问题，如屈曲、侧扭、局部稳定等。
需根据受压构件的长度、
约束条件、支承条件等因素，对构件进行临界状态和稳定性分析，以确保
构件在正常使用条件下不会失稳。
总结起来，受压构件截面承载力计算是一项复杂的工作，需要综合考
虑材料力学、截面形状和尺寸、临界状态和稳定性等多个因素。
设计工程
师需要有扎实的结构力学和材料力学基础，以及丰富的实际工程经验，才
能进行准确可靠的受压构件截面承载力计算。
钢筋混凝土受压构件承载力计算—轴心受压承载力计算
箍筋的作用
1
固定纵筋，形成钢筋骨架；
2
承担剪力；
3
约束混凝土，改善混凝土的性能；
4
给纵筋提供侧向支承，防止纵筋压屈。
钢筋砼柱
轴心受压承载力计算
1、轴心受压短柱的受力性能
（1）短柱的概念： l 0 / b ≤ 8 、 l 0 / i ≤ 2 8
（2）短柱的受力性能
（a）受力时，全截面应变相等，即 es =ec =e 。
N
（1）计算简图
A s
fc
（2）计算公式
f y A s
N 0.9( f A f A)
u
c
ys
—— 当 A s > 0.03A 时，公式中的 A 改用 A- A s 。
—— 0.9是考虑与偏心受压构件具有相同的可靠度。
截面设计
已知轴向设计力N，构件的计算长度，材料强度等级。 设计构件的截面尺寸和配筋。
1.5H
1.0H
1.2H
1.25H
1.0H
1.2H
2.0Hu 1.0HL 2.0HL
1.25Hu 0.8HL 1.0HL
1.5Hu 1.0HL -----
Hu HL H
柱的计算长度 —— l0
（b）一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构柱
楼盖类别 现浇楼盖 装配式楼盖
柱的类别 底层柱 其余各层柱 底层柱 其余各层柱
l0 1.0H 1.25H 1.25H 1. 5H
楼盖顶面 H
楼盖顶面
H 基础顶面
轴心受压构件承载力 计算
钢筋砼柱
(a) 轴心受压
(b) 单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
钢筋砼柱，按箍筋作用及配置方式分为：普通箍筋柱和螺旋箍筋柱。
6受压构件承载力计算
6受压构件承载力计算受压构件是指在受外部加载作用下，构件内部会发生挤压应力的构件。
在建筑设计中，受压构件的承载力计算是十分重要的，因为它直接关系到构件的安全性和可靠性。
本文将介绍受压构件的承载力计算方法，并通过一个具体的例子进行详细说明。
受压构件的承载力计算一般包括两种情况：稳定受压构件和不稳定受压构件。
稳定受压构件是指构件在受到外部加载后，构件内部只产生一种挤压应力，不会引起构件的屈曲和不稳定破坏。
而不稳定受压构件是指在外部加载作用下，构件可能会发生屈曲和不稳定破坏。
因此，在受压构件的设计中，需要考虑构件的稳定性和承载力。
首先，我们来看稳定受压构件的承载力计算方法。
稳定受压构件的承载力可以通过公式计算：\[P_{cr} = \dfrac{\pi^2 E I}{(KL)^2}\]其中，\(P_{cr}\)为稳定受压构件的临界荷载，\(E\)为构件的杨氏模量，\(I\)为构件的惯性矩，\(K\)为构件的端部系数，\(L\)为构件的长度。
具体来说，如果我们要计算一个钢筋混凝土柱的承载力，可以根据柱的截面形状和材料性质计算出惯性矩\(I\)和杨氏模量\(E\)，然后确定柱的端部系数\(K\)和长度\(L\)，最后可以根据上述公式计算出柱的稳定受压承载力。
接下来，我们来看不稳定受压构件的承载力计算方法。
不稳定受压构件的承载力一般通过欧拉公式计算：\[P_{cr} = \dfrac{\pi^2 E I}{(kL)^2}\]其中，\(P_{cr}\)为不稳定受压构件的临界荷载，\(E\)为构件的杨氏模量，\(I\)为构件的惯性矩，\(k\)为构件的有效长度系数，\(L\)为构件的长度。
不稳定受压构件的承载力计算需要考虑构件的有效长度系数\(k\)，有效长度系数与构件的支座约束条件有关。
一般来说，当构件两端都固定支座时，有效长度系数为1；当构件一端固定支座一端可转动支座时，有效长度系数为2；当构件两端都可转动支座时，有效长度系数为4通过以上介绍，我们可以看到受压构件的承载力计算是十分复杂的，需要考虑构件的材料性质、截面形状、长度、支座约束条件等因素。
3受压构件截面承载力计算
3受压构件截面承载力计算受压构件截面承载力计算指的是根据构件材料和几何形状对受压构件的最大承载能力进行估算和计算的过程。
在工程设计和结构分析中，准确计算截面承载力对于保证结构的安全性和经济性至关重要。
受压构件一般是指在受纵向压力作用下，梁、柱、墙等构件的截面。
构件材料可以是钢材、钢筋混凝土、木材等。
常见的受压构件截面形状有矩形、圆形、T形、L形等。
截面承载力计算的基本步骤如下：1.截面区域的几何形状计算：根据构件的型号和梁、柱的跨度、高度等参数，计算出截面区域的几何形状，如截面面积、惯性矩、截面模数等。
2.材料的力学性质计算：根据构件所采用的材料，查找相应的力学性质数据，如弹性模量、屈服强度、抗压强度等。
3.塑性计算和极限状态设计：根据构件所处的工况和受力情况，进行塑性计算和极限状态设计。
塑性计算是指构件材料在超过屈服强度后，发生塑性变形的计算。
极限状态设计是指在允许的极限荷载状态下，不发生塑性变形的构件设计。
4.受压构件的稳定计算：对于长细比较大的构件，需要进行稳定计算，考虑构件在受压状态下的侧扭承载能力和稳定性。
5.弯曲和剪切计算：受压构件在受力时，还会发生弯曲和剪切作用，需要进行相应的计算。
6.验算和比较：完成上述计算后，进行验算和比较，检查计算结果是否满足设计要求和规范规定。
需要注意的是，截面承载力的计算一般采用强度理论和极限平衡理论进行，计算结果应该参考相应的设计规范和标准。
总结起来，受压构件截面承载力的计算包括几何形状的计算、材料性质的计算、塑性计算和极限状态设计、稳定性计算、弯曲和剪切计算等步骤。
对于不同的构件材料和几何形状，计算方法有所不同，需要根据具体情况进行估算和计算。
受压构件的承载力计算
受压构件的承载力计算6.1 重点与难点6.1.1 轴心受压构件正截面承载力计算 1. 配置一般箍筋的柱受压破坏时混凝土被压碎，纵向受压钢筋达到其受压屈服强度，正截面承载力公式如下:)''(9.0s y c u A f A f N N +=≤ϕ （6—1）式中：φ—稳定性系数，按规范查表6.2.15确定，对于短柱，φ＝１（如矩形截面，当80≤b l 时即为短柱,b 为截面较小边长；圆形7/0≤d l ，d 为直径；其他截面，28/0≤i l ，i 为截面最小回转半径）；A —构件截面面积，但当纵向钢筋配筋率大于3%时，取混凝土净截面面积'S A A -；'y f ——纵向钢筋抗压强度设计值；N ——轴向压力设计值；其他符号与前同； 0.9——可靠度调整系数2. 配置螺旋式（或焊接环式）箍筋的柱柱截面形状一般为圆形或多边形。
受压破坏时核芯混凝土达到其三向抗压强度，保护层剥落，纵向受压钢筋达到其受压屈服强度，环向箍筋达到其抗拉屈服强度，正截面承载力公式如下:)2(9.00''ss y s y cor c u A f A f A f N N α++=≤ （6—2）sA d A ss cor ss 10 π=（6—3）式中： cor A ——构件的核心截面面积；取间接钢筋内表面范围内混凝土面积y f ——间接钢筋的抗压强度设计值；0ss A ——间接钢筋的换算截面面积； cor d ——构件的核心截面直径； s ——间接钢筋间距；1ss A ——单根间接钢筋的截面面积；α——间接钢筋对砼的约束的折减系数：C50级以下砼，α=1.0 ，C80级砼，α=0.85其间现性插入。
按式（6—2）计算时尚须注意：⑴式（6—2）计算的承载力设计值不应大于按式（6—1）计算所得的1.5倍；⑵下列任一情况下，不考虑间接钢筋的作用。
①当120>d l 时；②当按式（6—2）算得的承载力设计值小于按式（6—1）计算所得值时；③当'0%25s ss A A <时。
受压构件截面承载力计算
《规范》规定，轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率不应小于0.6%；当混凝土强度等级大于C50时不应小于0.6%；一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%，受拉钢筋最小配筋率的要求同受弯构件。
全部纵向钢筋的配筋率按r =(A's+As)/A计算，一侧受压钢筋的配筋率按r '=A's/A计算，其中A为构件全截面面积。
纵筋的作用： ◆ 协助混凝土受压以减少截面尺寸 受压钢筋最小配筋率：0.6% (单侧0.2%) ◆ 承担可能存在的弯矩作用 ◆可防止构件的突然脆性破坏 ◆减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。 实验表明，收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向钢筋转移，从而使钢筋压应力不断增长。压应力的增长幅度随配筋率的减小而增大。如果不给配筋率规定一个下限，钢筋中的压应力就可能在持续使用荷载下增长到屈服应力水准。
纵向钢筋的保护层厚度要求见表4-3，且不小于钢筋直径d。
对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小应按梁的规定取值。
1
2
3
4
5
第六章 受压构件的截面承载力
6.5 受压构件一般构造要求
本 章 目 录
第六章 受压构件的截面承载力
6.1 轴心受压构件的承载力计算
配有纵筋及螺旋箍筋柱
6.1 轴心受压构件的承载力计算
截面形状和尺寸： ◆ 采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。 ◆ 圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。 ◆ 柱的截面尺寸不宜过小，一般应控制在l0/b≤30及l0/h≤25。 ◆ 当柱截面的边长在800mm以下时，一般以50mm为模数，边长在800mm以上时，以100mm为模数。
受压构件中箍筋应采用封闭式，其直径不应小于d/4，且不小于6mm，此处d为纵筋的最大直径。
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首先，要计算轴心受压构件的正截面承载力，我们需要了解构件的几何参数，例如截面的尺寸和形状，以及构件的材料特性，如弹性模量和抗压强度等。
下面介绍一种常用的计算方法，即欧拉公式。
欧拉公式适用于细长的杆件，可以计算其承载力。
根据欧拉公式，轴心受压构件的正截面承载力可以表示为：Pcr = (π^2 * E * I) / (Lr)^2其中，Pcr 是构件的临界承载力，E 是构件的弹性模量，I 是构件截面的惯性矩，Lr 是约化长度。
对于不同的构件形状，惯性矩I的计算公式也不同。
以下是一些常见形状的惯性矩计算公式：1.矩形截面：I=(b*h^3)/12，其中b是截面的宽度，h是截面的高度；2.圆形截面：I=π*(d^4)/64，其中d是截面的直径；3.方管截面：I=(b*h^3-(b'*h')^3)/12，其中b是外边框的宽度，h是外边框的高度，b'是内边框的宽度，h'是内边框的高度。
约化长度Lr的计算取决于构件的边界条件。
以下是一些常见边界条件的约化长度计算公式：1.双端固定支承：Lr=L；2.一端固定支承、一端支座支承：Lr=0.7*L；3.双端支座支承：Lr=2*L。
通过使用上述公式，我们可以计算出轴心受压构件的正截面承载力。
需要注意的是，上述公式是基于一些理想化假设和条件下推导得出的，实际工程中还需要考虑一些因素，例如构件的稳定性和局部细部构造等。
因此，在实际设计中，应该根据具体情况综合考虑各种因素，并结合相关的规范和标准进行设计和验证，以确保构件的安全性和可靠性。
总之，轴心受压构件正截面承载力计算是工程设计中的重要环节。
通过合理的参数选择和计算，可以确定构件能够安全承受的最大压力，从而保证结构的安全和可靠性。
4.3 偏心受压构件承载力计算
4.2轴心受压构件承载力计算一、偏心受压构件破坏特征偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M的共同作用时，等效于承受一个偏心距为的偏心力N的作用，当弯矩M相对较小时，气就很小，构件接近于轴心受压，相反当N相对较小时，气就很大，构件接近于受弯，因此，随着气的改变，偏心受压构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。
按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。
1.受拉破坏当轴向压力偏心距分较大，且受拉钢筋配置不太多时，构件发生受拉破坏。
在这种情况下，构件受轴向压力N后，离N较远一侧的截面受拉，另一侧截面受压。
当N增加到一定程度，首先在受拉区出现横向裂缝，随着荷载的增加，裂缝不断发展和加宽，裂缝截面处的拉力全部由钢筋承担。
荷载继续加大，受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的主裂缝，随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸，受压区高度迅速减小。
最后，受压区边缘出现纵向裂缝，受压区混凝土被压碎而导致构件破坏（图4.3.1）。
此时，受压钢筋一般也能屈服。
由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距分较大发生，故习惯上也称为大偏心受压破坏。
受拉破坏有明显预兆，属于延性破坏。
2.受压破坏当构件的轴向压力的偏心距分较小，或偏心距分虽然较大但配置的受拉钢筋过多时，就发生这种类型的破坏。
加荷后整个截面全部受压或大部份受压，靠近轴向压力M 一侧的混凝土压应力较高，远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。
随着荷载逐渐增加，靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝，进而混凝土达到极限应变先被压碎,受压钢筋的应力也达到远离一侧的钢筋可能受压，也可能受拉，但因本身截面应力太小，或因配筋过多，都达不到屈服强度（图4.3.2）。
由于受压破坏通常在轴向压力偏心距％较小时发生，故习惯上也称为小偏心受压破坏。
受压破坏无明显预兆，属脆性破坏。
3.受拉破坏与受压破坏的界限综上可知，受拉破坏和受压破坏都属于“材料破坏”。
其相同之处是，截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到极限压应变而被压碎。
一般构造轴心受压构件截面承载力计算
4.1.2截面形式及尺寸 柱截面一般采用方形或矩形，特殊情况下
也可采用圆形或多边形等。 柱截面的尺寸主要根据内力的大小、构件
的长度及构造要求等条件确定。 柱截面尺寸不宜过小，一般现浇钢筋混凝
土柱截面尺寸不宜小于 250mm × 250mm。为 了施工支模方便，柱截面尺寸宜使用整数，800 mm及以下的截面宜以50mm 为模数，800mm 以上的截面宜以100mm 为模数。
； Acor
dc2or
4
d cor——构件的核心直径，按间接钢筋内表面确定；
Asso ——间接钢筋的换算截面面积；Asso
dcor Ass1
s
Ass1 ——单肢箍筋的截面面积。
4.1一般构造要求
4.1.1材料强度等级 为了减小构件的截面尺寸，节省钢材，宜采用
较高强度等级的混凝土。一般柱中采用 C25及以上 等级的混凝土，对于高层建筑的底层柱，必要时可 采用高强度等级的混凝土。
受压钢筋一般采用 HRB335 级、 HRB400 级和 RRB400 级；箍筋一般采用 HPB235 级、 HRB335 级钢筋。
在此加荷实验中，因为钢筋与混凝土之间存在着粘结力， 所以它们的压应变是相等的，当加荷较小时，构件处于弹性 工作阶段，荷载与钢筋和混凝土的应力基本上是线性关系， 随着荷载的增加，混凝土的塑性变形有所发展，混凝土应力 增加得愈来愈慢，而钢筋应力增加要快得多。当短柱破坏时， 一般是纵筋先达到屈服强度，此时混凝土的极限应变为0.002， 也即此时混凝土达到轴心抗压强度，而相应的纵向钢筋应力值 为400N/mm2 ，对于热轧钢筋已达到屈服强度，但对于屈服强 度超过的钢筋，其受压强度设计值只能取400N/mm2 ，因此， 在普通受压构件中采用高强钢筋作为受压钢筋不能充分发挥其 高强度的作用，是不经济的。
6受压构件承载力计算
6受压构件承载力计算受压构件承载力计算是结构设计中一个重要的环节，通过对材料的性能和结构的几何形状进行分析，确定结构承受压力的能力。
本文将以混凝土柱为例，介绍受压构件承载力计算的步骤和相关公式。
首先，需要明确受压构件的几何形状和材料的性能参数。
混凝土柱常见的几何形状有方形、圆形和矩形等，不同的形状对应着不同的计算公式。
同时，混凝土的性能参数包括抗压强度、弹性模量和受压构件的尺寸等。
其次，需要确定受压构件的屈服状态。
混凝土受压构件的屈服状态可以分为两种情况：混凝土全面屈服和钢筋屈服。
混凝土全面屈服时，受压构件的承载力由混凝土的抗压强度决定；钢筋屈服时，受压构件的承载力由钢筋的抗拉强度决定。
在混凝土全面屈服情况下，受压构件的承载力计算可以通过极限平衡原理得到。
混凝土柱的承载力可以表示为：P = 0.85 * fcb * Ac + As * fs其中，P为受压构件的承载力，0.85为抗压强度折减系数，fcb为混凝土的抗压强度，Ac为受压构件的截面积，As为受压构件内的钢筋面积，fs为钢筋的抗拉强度。
需要注意的是，在计算混凝土柱的承载力时，应考虑混凝土开裂后的受压区失效。
为了满足混凝土柱的延性要求，通常采用受压钢筋和箍筋束进行加固，并计算加固后的承载力。
在加勒式轴心受压构件中，受压钢筋抵抗混凝土开裂是非常重要的。
在钢筋屈服情况下，受压构件的承载力主要由钢筋的抗拉强度决定。
P = As * fs其中，As为受压构件内的钢筋面积，fs为钢筋的抗拉强度。
最后，我们需要对计算结果进行验证和修正。
通过计算得到的承载力与结构的实际要求进行比较，以确定设计方案的可行性。
如果计算结果超过了结构的要求，需要进行结构的优化和调整。
综上所述，受压构件的承载力计算是结构设计中的重要环节。
通过确定受压构件的几何形状和材料性能参数，然后根据受压构件的屈服状态选择对应的计算公式，最后验证和修正计算结果，可以得到一个符合实际要求的结构设计方案。
第5章_钢筋混凝土受压构件承载力计算
第5章_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是建筑设计中非常重要的一部分。
这一章节将介绍如何计算钢筋混凝土受压构件的承载力。
首先，我们需要了解一些基本概念和符号。
钢筋混凝土受压构件是指在受压状态下的梁、柱等结构构件。
计算承载力时，通常采用极限状态设计法，即根据结构在最不利工况下的破坏状态进行计算。
钢筋混凝土受压构件的承载力主要包括弯曲承载力和轴心受压承载力两个方面。
弯曲承载力指的是构件在受弯矩作用下的破坏，而轴心受压承载力指的是构件在受轴向压力作用下的破坏。
本章将主要介绍弯曲承载力的计算方法。
首先，我们需要计算构件的截面性能参数，如截面面积、惯性矩、抵抗矩等。
这些参数可通过截面尺寸和施工材料的材料力学性质进行计算。
对于常见的矩形截面，截面面积为b×h，其中b为截面的宽度，h为截面的高度。
惯性矩和抵抗矩可通过以下公式计算：I=b×h^3/12W=b×h^2/6其中，I为惯性矩，W为抵抗矩。
接下来，我们需要确定混凝土的受压峰值应力和钢筋的受拉峰值应力。
根据混凝土的强度和钢筋的屈服强度，可确定其中的应力值。
混凝土的受压峰值应力可根据混凝土的强度和安全系数计算得到。
而钢筋的受拉峰值应力通常取屈服强度的0.87倍。
然后，我们需要计算弯曲承载力的设计值。
弯曲承载力的设计值是根据构件的几何形状和材料力学参数计算得到的。
常见的弯曲承载力计算公式如下：MＲd = W×fcd×(d-0.5a)＋A5fyd(a+(d-a)/2)其中，MＲd为弯曲承载力的设计值，W为截面的抵抗矩，fcd为混凝土的设计受压强度，d为混凝土受压区高度，a为混凝土受压区到受拉钢筋的距离，A5为受拉钢筋的截面面积，fyd为受拉钢筋的设计抗拉强度。
最后，我们需要检查计算得到的弯曲承载力是否满足设计要求。
通常，需要将设计值与允许值进行比较。
如果设计值小于允许值，则说明构件能够满足设计要求；如果设计值大于允许值，则需要进行调整，以满足设计要求。
受压构件承载力计算
e0b M b 0.5[fcbb (h bh0 ) ( f yAs f y As )(h0 a) / h0 ]
h0 Nbh0
fcb bh0 f yAs f y As
第六章 受压构件
e0b M b 0.5[fcbb (h bh0 ) ( f yAs f y As )(h0 a) / h0 ]
6 受压构件承载力计算
6.1 概述 主要以承受轴向压力为主,一般还有弯矩
和剪力作用
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c)坏，往往造成整个构造旳损坏，甚至倒塌。
轴心受压构件
纵筋旳主要作用: 帮助混凝土受压
箍筋旳主要作用: 预防纵向受力钢筋压屈
Ass 0
dcor Ass1
s
c
Nu fc Acor f yAs 2 f y Ass0
N Nu 0.9( fc Acor f yAs 2f y Ass0 )
螺旋箍筋对混凝土约束旳折减系数，当fcu,k≤50N/mm2时，取 = 1.0；当fcu,k=80N/mm2时，取 =0.85，其间直线插值。
第六章 受压构件
受拉破坏和受压破坏旳界线
◆ 即受拉钢筋屈服与受压区混凝土边沿极限压应变ecu
同步到达 ◆ 与适筋梁和超筋梁旳界线情况类似。 ◆ 所以，相对界线受压区高度仍为，
b
1
b
fy
e cu Es
第六章 受压构件
当 ≤b时 —受拉破坏(大偏心受压)
Nu fcbx f yAs f y As
fcc fc 4 c
c sdcor 2 f y Ass1
c
c
2 f y Ass1 s dcor
f cc
fc
8 f y Ass1 s dcor
混凝土受压构件承载力计算
x= xn s=Eses
s
Ese
c
u
(
x
/ h0
1)
Ese
c
u
(
1)
为避免采用上式出现 x 的三次方程
es
es
考虑：当 =b，s=fy；当 =，s=0 ey
s
fy
b
xn
xn
ecu
h0
ecu
h0
xnb
ecu
h0
5.2 偏心受压构件正截面受力性能
26
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
s
400 300 200 100
f'yA's
Mu
Nu 1 fcbx f yAs s As
Mu
1
c
bx(
h 2
x 2
)
s
As
(
h 2
a)
f
y
As
(
h 2
a)
sAs
5.2 偏心受压构件正截面受力性能
f'yA's
25
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
“受拉侧” 钢筋应力 s
由平截面假定可得：
es ecu
h0 xn xn
砼徐变将使构件中钢筋和砼的应力发生变化。随时间的增长， 徐变增大，钢筋的压应力 s,t不断增大，砼中的压应力c,t则不断 减小。这种应力的变化是在外荷载没有变化的情况下产生的，称 为徐变引起的应力重分布。
因此，徐变产生的应力重分布，对混凝土的压应力起着卸荷 作用，配筋率r 越大，s,t的增长越少，c,t的卸载越多。
800
600 400 200
0
b×h=200×200
钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力计算
2、受压破坏(小偏心受压) As受压不屈服
As受拉不屈服
As受压屈服
As受压屈服时 As受压屈服判断条件
大小偏心近似判据 真实判据
不对称配筋
大偏心受压不对称配筋 小偏心受压不对称配筋
实际工程中，受压构件常承受变号弯矩作用，所以采用对 称配筋 对称配筋不会在施工中产生差错，为方便施工通常采用对 称配筋
随l 0/h的增加而减小，通过乘一个修正系数ζ2（称为偏
心受压构件长细比对截面曲率的影响系数）
实际考虑是在初始偏心距ei 的基础上×η
上节课总结
一、初始偏心距
e0=M/N
附加偏心距ea取20mm与h/30 两者中的较大值， h是指偏心方向的截面尺寸。
二、两类偏心受压破坏的界限
ξ ≤ξb, 受拉钢筋先屈服，然后混凝土压碎-
1、大偏心受压 x=N/a1 fcb
若x=N /a1 fcb<2a"，可近似取x=2a"，对受压钢筋合力点取矩可
e" = hei - 0.5h + a"
2、小偏心受压 x=N /a1 fcb>
对称配筋截面设计
对称配筋截面校核 例5-9、5-10及5-11 构造要求（配筋率问题讲解） 作业：5.4、5.5、5.6、5.7、5.8
对称配筋
大偏心受压对称配筋 小偏心受压对称配筋
非对称配筋矩形截面
截面设计
按e i ≤ 0.3h0按小偏心受压计算
若ei ＞ 0.3h0先按大偏心受压计算， (ξ≤ξb确定 为大偏心受压构件。若求得的ξ>ξb时，按小
偏心受压计算。) 强度复核
一s 不对称配筋截面设计 1 s 大偏心受压（受拉破坏）
受压构件正截面承载力计算
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受压构件全部受力纵筋的配筋率不宜大于5%。 常用的配筋率为：轴心受压及小偏心受压0.8%～2%；大偏 心受压1%～2.5%。
3. 纵筋的布置和间距 轴心受压柱的受力钢筋原则上沿截面周边均匀、对称布置，
对悬臂梁、连续梁等在支座附近负弯矩区段 配置的纵筋，通常根据弯矩图的变化，将按计 算不需要的纵筋截断，以节省钢材。
⑴ V0.7ftbh0时：
≥1.2la
a
c b
lc2
Байду номын сангаас
≥20d
a点 为钢筋的充分利用点， b点 为钢筋的不需要点（理 论断点），
c点 为钢筋实际截断点。 截断点c到钢筋充分利用点a 的锚固长度（即延伸长度ld） 取大值。
6.1.3纵向钢筋
1. 受力纵筋的作用 对于轴心受压构件和偏心距较小，纵向受力钢筋主
要用来帮助混凝土承压，以减小截面尺寸；另外，也可 增加构件的延性以及抵抗偶然因素所产生的拉力。
对偏心较大，截面受拉区的纵向受力钢筋则是用来承 受拉力。
2. 受力纵筋的配筋率 全部纵向钢筋最小配筋百分率，对强度级别为300N/mm2、
Elevated highway, San Pablo Bay, California. The 2-story concrete frames supporting the roadway are loaded on the top beam by highway loading, and transversely by inertia forces due to earthquake. (San Francisco Bay Area)
偏心 受压 构件
工业和民用建 筑中的单层厂 房和多层框架 柱
受压构件分类
轴心受压构件 当构件所受的纵向压力作
用线与构件截面形心轴线重合 时为轴心受压构件,如(a)图。
偏心受压构件 当纵向压力作用线与构件截面形心轴线不重合或
在构件截面上同时作用有轴心力和弯距时，称为偏 心受压构件,如(b)和(c)图 。
弯曲（外凸），受压构件纵筋的直径宜粗些，但过粗也会 造成钢筋加工、运输和绑扎的困难。因此，纵向受力钢筋 直径不宜小于12mm，其直径d一般在12 mm～32mm范围内选 用。
5. 纵向构造钢筋 当偏心受压柱的截面高度h≥600mm时，应在柱截面的
两个侧面设置直径d为10mm～16mm的纵向构造钢筋，其净 间距不宜大于300mm，以防止构件因温度变化和混凝土收 缩应力而产生裂缝，并相应地设置拉筋或复合箍筋。
且每角需布置一根。故矩形截面时，钢筋根数不得少于4根且为 偶数。偏心受压柱的受力纵筋则沿着与弯矩方向垂直的两条边 布置。
当为圆形截面时，纵筋宜沿周边均匀布置，根数不宜少于8 根，也不应少于6根。为了保证混凝土的浇灌质量，钢筋的净距 应不小于50mm；其中距不宜大于300mm。
4. 受力纵筋的直径 为了能形成比较刚劲的骨架，并防止受压纵筋的侧向
6.1.2截面形式及尺寸
柱截面一般采用方形或矩形，特殊情况下 也可采用圆形或多边形等。
构件截面尺寸应能满足承载力、刚度、配筋率、建 筑使用和经济等方面的要求，不能过小，也不宜过大。
为了施工支模方便，柱截面尺寸宜使用整数，800 mm及以下的截面宜以50mm 为模数，800mm以上的截面 宜以100mm 为模数。
lc2 + h0
（3）确定的钢筋 截断点仍位于负 弯矩区段内时， 则钢筋充分利用 点到实际截断点 的延伸长度为 1.7h0+1.2la， 且实际截断点距 理论断点的距离 不应小于1.3h0或 20d。
第六章 受压构件的承载力计算
受压构件概念 承受以轴向压力为主的构件属于受压构件。
Elevated highway. Taken during construction. Designed as concrete box girders, these bridges were cast in place and post-tensioned. (Vienna, Austria)
6.1.4 箍筋
1. 箍筋的作用 在受压构件中配置箍筋的作用是为了架立和约束受压纵 向钢筋，防止其受压后外凸；承担剪力、扭矩；并与纵筋 一起形成对芯部混凝土的围箍约束，提高混凝土强度。
2. 箍筋的形式 一般采用封闭式箍筋，特殊情况下采用焊接圆环式或螺旋式。 当柱截面有内折角时，如图6-4（a）所示；但不可采用带内折角 的箍筋，如图6-4（b）所示。因为内折角处受拉箍筋的合力向外， 会使该处的混凝土保护层崩裂。正确的箍筋形式如图6-3（c）或图 6-4（d）所示。
材料抵抗弯矩图
材料抵抗弯矩图是指按实际纵向受力钢筋布 置情况按比例画出的各正截面所能承受的弯矩图 形，即抗力沿构件轴线方向的分布图形 。
抵抗弯矩图
纵向钢筋弯起时保证斜截面受弯承载力
弯起位置的确定 钢筋弯起时满足斜截面受弯承载力的构造条
件为：在该钢筋按计算充分利用截面外至少 0.5h0处才能弯起。
1—在受拉区中的弯 起截面；
2—按计算不需要钢 筋“b”的截面； 3—正截面受弯承载 力图；
4—按计算充分利用 钢筋“a”或“b”强度 的截面；
5—按计算不需要钢 筋“a”的截面； 6—梁中心线
弯起钢筋弯起点与弯矩图的关系
（2）纵向受力钢筋的截断位置
除部分承受跨中正弯矩的纵筋由于承受支 座边界较大剪力的需要而弯起外，一般情况下 不宜在正弯矩区段内截断钢筋。
ld max1lc.22la20d
2）V0.7ftb时h0 ：
≥ h0+1.2la a
c
b
lc2
≥20d
≥ h0 a'
由于剪力较大可能产 生斜裂缝，钢筋强度充 分利用点由a点移至斜裂 缝与纵筋相交处a’点，钢 筋强度充分利用点可能 还会向右偏移。
截断情况
ld maxlhc0212.20lda
6.1 构造要求
6.1.1材料强度等级 为了减小构件的截面尺寸，节省钢材，宜采用
较高强度等级的混凝土。一般柱中采用 C30及以上 等级的混凝土，对于高层建筑的底层柱，必要时可 采用高强度等级的混凝土。
受压钢筋一般采用 HRB400 级、 HRBF400 级和 HRB500 级；箍筋一般采用 HPB300 级、 HRB400 级钢筋等。