第四章钢筋混凝土受压构件

③验算最小配筋率
' AS' 251 31.5% 7
A 400400
配筋符合要求
第三节 偏心受压构件
轴心受压
N M=N e0
偏心受压
e0 N
a
a'
As
As? = As
As?
As
As? b
h0
压弯构件
偏心受压构件
1 偏心受压构件破坏特征
当e0 很小时，接近轴压构件 当e0 较大时，接近受弯构件
e0
若Baidu Nhomakorabea于3根，则应设置附加箍筋。
受压构件复合菱形箍筋 受压构件复合井字箍筋
受压构件的配筋：
（1）纵向受力钢筋 （2）箍筋
作用： 一 协助混凝土承受压力，以减小构 件尺寸； 二 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； 三 防止构件突然的脆性破坏。
作用： 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。
类似于：正截面破坏中的适筋梁
属 于：延性破坏
受压破坏（小偏心受压破坏）
破坏特征： 加荷后全截面受压或大部分受压，离力近
侧混凝土压应力较高，离力远侧压应力较小甚 至受拉。随着荷载增加，近侧混凝土出现纵向 裂缝被压碎，受压钢筋屈服 ，远侧钢筋可能受 压，也可能受拉，但都未屈服。
类似于：正截面破坏中的超筋梁
• 钢筋混凝土受压构件在承受偏心轴力后，将产生纵向弯曲变形，即侧 向挠度f。随着荷载的增大而不断增大，因而弯矩的增长也越来越明 显 弯。矩。，偏将N心f称受为压附构加件弯计矩算或中二把阶截弯面矩弯。矩中的Ne0称为初始弯矩或一阶
式中系数0.9，是考虑到初始偏心的影响， 以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性，引入的承载力折减系数。
柱的计算长度L0取值:
注：表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度； 对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
3、截面设计步骤 ①按照荷载组合计算轴心压力设计值 ②拟定截面尺寸，可根据工程经验及经济配筋率来确定
属 于：脆性破坏
• 2.附加偏心距ea与初始偏心距ei • 由于实际工程中存在着荷载作用位置的不定性、混凝土质量的不均匀
性 心 大及距值e施。a，工其的值偏应差取等2因0素m，m和轴偏向心力方的向实截际面偏最心大距尺比寸e0偏的大1/3，0两产者生中附的加较偏
• 计入附加偏心距后，轴向力的偏心距称为初始偏心距ei，则： • ei= e0+ea • 3.附加弯矩
M N
按偏心距和配筋的不同，偏压构件可分为受拉破坏和受压破坏
当偏心距e0较大，且受拉钢筋不太多时，发生受拉破坏。
当偏心距e0较小，或偏心距e0虽不小大，但受拉钢筋配置过
多时，均发生受压破坏。
受拉破坏（大偏心受压破坏）
破坏特征： 加载后首先在受拉区出现横向裂缝，裂
缝不断发展，裂缝处的拉力转由钢筋承担， 受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的 主裂缝，主裂缝延伸，受压区高度减小，最 后受压区出现纵向裂缝，混凝土被压碎导致 构件破坏。
①计算
l0 ＝ 1.0H=1.0×6.4=6.4（m） l0／b ＝ 6.4 ／0.4=16,查表得： ② 计算AS′
＝0.87
AS'
N 0.9fcA 0.9fy'
24500000.90.8714.3400400 0.90.87360
2336mm2
8 20
选配8 20钢筋（2513mm2）
当偏心受压柱的截面高度≥ 600mm时， 在柱的侧面上应设置直径为10～ 16mm的纵向构造钢筋，并相应设置 复合箍筋或拉筋。
4. 箍筋的直径与间距
➢ 对于普通钢箍柱，箍筋间距应满足：
不大于构件截面的短边尺寸；不大于15d（d为纵筋的最小直径）； 不大于400mm；
➢ 箍筋直径不宜小于6mm ； ➢ 对于截面形状复杂的柱，箍筋形式不可采用具有内折角的箍筋； ➢ 被同一箍筋所箍的纵向钢筋根数，在构件的角边上应不多于3根。
2、基本公式 N N u0 .9(fcA fy 'A s ')
式中：N——轴向压力设计值 Nu——轴向抗压承载力设计值 A——构件的截面面积，当纵向钢筋的配筋率大于3%时，
A改用 Ac , Ac = A－AS′。 ——稳定系数，按《规范》，教材表4-1。
设计中全部受压钢筋的配筋率不应超过5%，一般为0.5～ 2%，但也不应小于0.6%，同一侧配筋不应小于0.2%
第四章 钢筋混凝土受压构件
第一节 受压构件的构造要求
一、受压构件分类
根据受力的方向是指向截面，还是离开截面， 可分为纵向受压构件和纵向受拉构件； 根据力的作用线与截面轴线的位置关系， 可分为轴心受力构件和偏心受力构件。 其中,偏心受力构件，又可以分为单向偏心和双向偏心。
框架柱压坏
二四、、钢构筋造混要凝求土受压构件的构造要求
轴心受压柱以方形为主， 偏心受压柱以矩形为主
3. 纵筋的直径及配筋率
纵筋直径不宜小于12mm。通常 选用12mm～32mm。纵筋要沿截 面周边均匀布置，并不少于4 根（矩形）或6根（圆形）；
全部受压钢筋的最小配筋率为 0.5%；最大一般不宜大于5%；
纵筋的净距一般不小于50mm,且 不宜大于300mm。
1、混凝土强度等级 混凝土抗压强度较高，为了减小柱截面尺寸，节约钢筋，应 采用强度等级较高的混凝土，一般不宜低于C25； 钢筋一般选用HRB335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500
2. 截面形式及尺寸模数 一般采用正方形或矩形截面； 为施工方便，截面尺寸一般不小于250mm×250mm,而且要符 合相应模数（800mm以下，50mm；800mm以上，100mm）。
第二节 轴心受压构件
1、长短柱的破坏特征：
1、轴心受压短柱
临近破坏时，柱子表面出现 纵向裂缝，箍筋之间的纵筋 压屈外凸，混凝土被压碎崩 裂而破坏。
混凝土：f c
钢筋 ： f y
2、轴心受压长柱
破坏时首先在凹边出现纵向 裂缝，接着混凝土压碎，纵 筋压弯外凸，侧向挠度急速 发展，最终柱子失去平衡， 凸边混凝土拉裂而破坏。
③确定l0及
④计算As
AS' N0.09.9fy'fcA
⑤验算最小配筋率
' bAs'hmin0.6%
4、截面复核步骤
①确定
②求承载力Nu
N u 0 .9 fy 'A s ' fc A
③比较N及Nu
NNu
安全
习题： 某多层现浇框架结构的底层中柱，承受轴心压力N=2450KN，楼层 高H=6.4m，混凝土等级为C30（fc=14.3N/mm2）,用HRB400级钢筋配筋 （ fy′=360N/mm2 ）, 柱截面积400X400，求纵筋。