钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算

1、钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件第四章第四章 钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章4.1 4.1 概述概述轴心受压构件：轴心受压构件：轴向压力的作用线与构件截面形心轴线相重合的构件。轴向压力的作用线与构件截面形心轴线相重合的构件。N如图：如图：建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章偏心受压构件：偏心受压构件：是指纵向力是指纵向力N N作用线偏离构件轴线或作用线偏离构件轴线或同时作用轴力及弯矩的构件。同时作用轴力及弯矩的构件

2、。 单向偏心受压构件单向偏心受压构件（图a） 双向偏心受压构件双向偏心受压构件（图b）建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章轴心受压：轴心受压：桁架受压腹杆，框架内柱桁架受压腹杆，框架内柱注：但现实中理想的轴心受力构件不存在，但是，注：但现实中理想的轴心受力构件不存在，但是，在设计中，可以近似的简化为轴心受力构件计算。在设计中，可以近似的简化为轴心受力构件计算。建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章AfAfNycs9.0AfAfNycs9 . 01.1.配有普通箍筋的轴心受压短柱配有普通箍筋的轴心受

3、压短柱4.2 4.2 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AfAfNycs思考：短柱破坏时，混凝土与钢筋思考：短柱破坏时，混凝土与钢筋都能达到极限应力强度都能达到极限应力强度建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章1 1）受力分析及破坏特征）受力分析及破坏特征柱柱(受压构件受压构件)l0/i 28 l0/b 8l0/i 28短柱短柱 长柱长柱2 2、短柱、长柱的定义：、短柱、长柱的定义：AIi建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章3.3.稳定系数稳定系数P61P61建筑工程与艺术设

4、计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章4 4、建筑工程中、建筑工程中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钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构正截面承载力计算正截面承载力计算一般公式为：一般公式为：AfAfNycs9 . 0A 截面面积：当r 0.03时A=AAs式中：式中：建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件条件条件:配筋需满足构件要求配筋需满足构件要求钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章（1）截面设计）截面设计初步估算截面初步估算截面A，假设，假设求

5、稳定系数；求稳定系数；确定纵筋面积；确定纵筋面积；验算配筋率。验算配筋率。AfAfNycs9 . 0)%25 . 0 (, 1r)(9 . 0ycffNA r%3 ,minmaxrr%2,2500%5 . 1,2000%1,1500rrrKNNKNNKNN建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件5、承载力的计算方法、承载力的计算方法钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章AfAfNycs9 . 0验算配筋率；验算配筋率；求稳定系数；求稳定系数；确定柱截面承载力。确定柱截面承载力。%3 ,minmaxrr建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件（2）截面复核）截面复核钢筋混凝土轴心受力构

6、件正截面承载力计算第三章6 6、构造要求：、构造要求：(1)(1)材料材料A.A.混凝土强度对受压构件的承载力影响较大，混凝土强度对受压构件的承载力影响较大，故宜采用强度等级较高的混凝土；故宜采用强度等级较高的混凝土；B.B.钢筋与混凝土共同受压，如钢筋的强度过高钢筋与混凝土共同受压，如钢筋的强度过高（高于（高于0.002Es0.002Es），则不能充分发挥其作用，故），则不能充分发挥其作用，故不宜选用高强度钢筋作受压钢筋。不宜选用高强度钢筋作受压钢筋。建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章（2 2）截面形式）截面形式A.A.轴心受压构件以方形为

7、主，根据需要也会采用矩轴心受压构件以方形为主，根据需要也会采用矩形，圆形截面或正多边形截面；形，圆形截面或正多边形截面；B.B.截面的最小边长不宜小于截面的最小边长不宜小于250mm250mm，构件的长细比，构件的长细比l/bl/b一般为一般为1515左右，不宜大于左右，不宜大于3030。建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章纵向钢筋作用纵向钢筋作用:帮助混凝土承担压力防止混凝土帮助混凝土承担压力防止混凝土出现突然的脆性破坏，并承受由出现突然的脆性破坏，并承受由于荷载的偏心而引起的弯矩于荷载的偏心而引起的弯矩（3 3）纵向受力钢筋）纵向受力钢筋建

8、筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章A.A.纵向受力钢筋直径纵向受力钢筋直径d d不宜小于不宜小于12mm12mm，为方便施工，为方便施工宜选用较大直径的钢筋，以减小纵向弯曲，并防宜选用较大直径的钢筋，以减小纵向弯曲，并防止在临近破坏时钢筋过早压屈。圆柱中纵向钢筋止在临近破坏时钢筋过早压屈。圆柱中纵向钢筋的根数不宜少于的根数不宜少于8 8根，且不应少于根，且不应少于6 6根；根；B.B.全部纵向钢筋的全部纵向钢筋的配筋率不宜超过配筋率不宜超过5%5%；C.C.受力钢筋应沿截面周边均匀布置，受力钢筋应沿截面周边均匀布置，钢筋净间距钢筋净间距不应小于

9、不应小于50mm50mm，钢筋中距亦不应大于，钢筋中距亦不应大于300mm300mm，混凝，混凝土保护层最小厚度一般为土保护层最小厚度一般为25mm25mm；D.D.柱中全部纵筋的柱中全部纵筋的配筋率不小于配筋率不小于0.6%0.6%，三级不小，三级不小于于0.55%,0.55%,四级不小于四级不小于0.5%0.5%。C60C60以上混凝土，配筋以上混凝土，配筋率不小于率不小于0.7% 0.7% 。建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章箍箍 筋筋 作作 用用:与纵筋组成空间骨架，减少纵筋与纵筋组成空间骨架，减少纵筋的计算长度因而避免纵筋过早的的计

10、算长度因而避免纵筋过早的压屈而降低柱的承载力压屈而降低柱的承载力（4 4）箍筋）箍筋建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章A.A.应当采用应当采用封闭式箍筋封闭式箍筋，以保证钢筋骨架的整体，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刚度，并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋侧向约束作用；向钢筋侧向约束作用；B.B.箍筋的间距箍筋的间距s s不应大于横截面短边尺寸，且不不应大于横截面短边尺寸，且不大于大于400mm400mm，同时不应大于，同时不应大于15d15d（d d为纵向钢筋的为纵向钢筋的最小直径）；最小直径）；C.

11、C.箍筋采用热轧钢筋时，其箍筋采用热轧钢筋时，其直径不应小于直径不应小于6mm6mm，且不小于间且不小于间d/4d/4；采用冷拔低碳钢丝时应小于；采用冷拔低碳钢丝时应小于5mm5mm和和d/5d/5（d d为纵向钢筋的最大直径）；为纵向钢筋的最大直径）；建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章F.F.配有螺旋式或焊接环式间接钢筋柱配有螺旋式或焊接环式间接钢筋柱, ,如计算中考如计算中考虑间接钢筋的作用虑间接钢筋的作用, ,间接钢筋的间距不应大于间接钢筋的间距不应大于80mm80mm及及d dcorcor/5,/5,且不宜小于且不宜小于40mm40m

12、m。D.D.当柱每边的纵向受力钢筋不多于当柱每边的纵向受力钢筋不多于3 3根（或当柱短根（或当柱短边尺寸边尺寸b b小于小于400mm400mm而纵筋不多于而纵筋不多于4 4根）根）时，可以采时，可以采用单个箍筋；否则应采用复合箍筋；用单个箍筋；否则应采用复合箍筋；E.E.当柱中全部纵向受力钢筋当柱中全部纵向受力钢筋配筋率超过配筋率超过3%3%时时，箍，箍筋直径不宜小于筋直径不宜小于8mm8mm，且应焊接成封闭环式，其间，且应焊接成封闭环式，其间距不应大于距不应大于10d10d（ d d为纵向钢筋的最小直径），且为纵向钢筋的最小直径），且不应大于不应大于200mm200mm；建筑工程与艺术设计

13、学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章轴心受压构件配筋：轴心受压构件配筋：纵向钢筋纵向钢筋+箍筋箍筋螺旋箍筋普通箍筋螺旋配箍螺旋配箍普通配箍普通配箍箍筋种类箍筋种类: 4.3. .配螺旋箍筋的轴心受压构件配螺旋箍筋的轴心受压构件建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章破坏特征：破坏特征：建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章fc1 = fc + 4s sc配置了间距较密的螺旋箍筋或焊接圆环箍的配置了间距较密的螺旋箍筋或焊接圆环箍的轴心受压柱，其核心混凝土的抗压强度可按轴心

14、受压柱，其核心混凝土的抗压强度可按三向受压时的强度考虑，可取：三向受压时的强度考虑，可取：式中：式中： sc-螺旋箍筋或焊接圆环箍对混凝土产螺旋箍筋或焊接圆环箍对混凝土产生的被动侧向压压力。生的被动侧向压压力。建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章cor1ssy2dSAfcscor0ssy2AAfcs假设箍筋拉应力达到屈服强度，则从图假设箍筋拉应力达到屈服强度，则从图2-112-11的的平衡条件：平衡条件：SAdA1sscorss0sdsddAfcorccorcssyss2cos22201可得：可得：建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋

15、混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章螺旋箍筋间距。核心混凝土直径；螺旋箍筋的截面面积；）（箍筋换算面积；核心混凝土面积箍筋抗拉强度设计值；sdAAsdAAdAAfcorsssscorssossodorcorcory112/4/式中：式中：建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章)2(9 . 0ssoySycorcAfAfAfNSAdA1sscorss0（4-74-7）建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章的折减系数。间接钢筋对混凝土约束向的间距；间接钢筋沿构件轴线方间的距离；间接钢筋内表面之构件的

16、核心截面直径：间接钢筋的截面面积；螺旋式或焊接环式单根钢筋的换算截面积；螺旋式或焊接环式间接的混凝土面积；间接钢筋内表面范围构件核心混凝土面积：采用；计值，按附表间接钢筋的抗拉强度设sdAAAfcorssssocory132建筑工程与艺术设计学院钢筋混凝土CAI课件钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第三章按式（按式（4-74-7）算得的构件承载力设计值不应大于按）算得的构件承载力设计值不应大于按（4-34-3）式算得的构件承载力设计值的）式算得的构件承载力设计值的1.51.5倍，此倍，此外，当遇到下列任何一种情况时，不应计入间接外，当遇到下列任何一种情况时，不应计入间接钢筋的影响，应按（钢筋的影响，应按（4-34-3）式计算：）式计算：（1 1）当）当l l0 0/d12/d12时；时；（2 2）当按（）当按（4 47 7）计算的受压承载力小于按）计算的受压承载力小于按（4 43 3）算得的受压承载力时；）算得的受压承载力时；（3 3）当间接钢筋的换算面积）当间接钢筋的换算面积AssoAsso小于