钢筋混凝土结构轴压构件

钢筋混凝土结构轴压构件第1页/共26页6.1受压构件构造要求

第6章钢筋混凝土纵向受力构件——材料强度《混凝土规范》规定受压钢筋的最大抗压强度为400N/mm2。混凝土：一般柱中采用C25及以上等级，对于高层建筑的底层柱可采用更高强度等级的混凝土，例如采用C40或以上；纵向钢筋：一般采用HRB400和HRB335级热轧钢筋。——截面型式及尺寸要求轴心受压柱以方形为主，偏心受压柱以矩形为主第2页/共26页6.1受压构件构造要求

第6章钢筋混凝土纵向受力构件——截面型式及尺寸要求一般应符合:l0/h≤25以及l0/b≤30方形与矩形截面的尺寸不宜小于250mm×250mm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。第3页/共26页6.1受压构件构造要求——纵筋的构造

第6章钢筋混凝土纵向受力构件纵筋直径与根数：通常采用12～32mm，直径宜粗不宜细，根数宜少不宜多，保证对称配置。方形和矩形截面柱中纵向受力钢筋不少于４根，圆柱中不宜少于8根且不应少于6根。净距≥50mm，中距≤300mm第4页/共26页6.1受压构件构造要求——纵筋的构造

第6章钢筋混凝土纵向受力构件纵筋的配筋率：钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率（％）受力类型最小配筋百分率受压构件全部纵向钢筋0.6一侧纵向钢筋0.2受弯构件、偏心受拉、轴心受拉一侧的受拉钢筋

，且不小于0.2受压钢筋的配筋率一般不超过3％，通常在0.5％～2％之间。第5页/共26页6.1受压构件构造要求——箍筋的构造

第6章钢筋混凝土纵向受力构件受压构件中的箍筋，应做成封闭式末端做成135°弯钩，平直段长度≥10d受压构件复合菱形箍筋第6页/共26页6.1受压构件构造要求——箍筋的构造

第6章钢筋混凝土纵向受力构件偏压柱h≥600mm时，应设置10～16mm的纵向构造钢筋。搭接钢筋受拉时，箍筋间距S不应大于5d，且不应大于100mm；搭接钢筋受压时，箍筋间距S不应大于10d，且不应大于200mm。受压构件复合井字箍筋第7页/共26页6.2轴心受压构件承载力计算

第6章钢筋混凝土纵向受力构件配置纵筋和普通箍筋的柱，称为普通箍筋柱；配置纵筋和螺旋筋或焊接环筋的柱，称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。螺旋筋或焊接环筋的套箍作用可约束核心混凝土的横向变形，使核心混凝土处于三向受压状态，从而间接地提高混凝土的纵向抗压强度。普通箍筋柱中，箍筋是构造钢筋。螺旋箍筋柱中，箍筋既是构造钢筋又是受力钢筋。第8页/共26页混凝土：钢筋：6.2轴压构件承载力

第6章钢筋混凝土纵向受力构件长短柱的破坏特征：1、轴心受压短柱2、轴心受压长柱临近破坏时，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。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。第9页/共26页6.2轴压构件承载力

第6章钢筋混凝土纵向受力构件长短柱的承载力：在同等条件下，（即截面相同，配筋相同，材料相同），长柱受压承载能力低于短柱受压承载能力。《混凝土设计规范》采用稳定系数中来表示长柱承载力的降低程度长细比l0/b越大，值越小长柱承载力短柱承载力柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破坏”的现象。L0/b≤8为短柱

L0/b>8为长柱第10页/共26页6.2轴压构件承载力

第6章钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土构件的稳定系数表≤810121416182022242628≤78.510.5121415.517192122.524≤2835424855626976839097≤1.00.980.950.920.870.810.750.700.650.600.563032343638404244464850262829.5313334.536.5384041.5431041111181251321391461531601671740.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19圆形截面任意截面第11页/共26页6.2轴压构件承载力——普通箍筋柱

第6章钢筋混凝土纵向受力构件1、基本公式式中系数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。A—构件截面面积，当配筋率大于3%时，A应改为Ac=A-As’

第12页/共26页6.2轴压构件承载力

第6章钢筋混凝土纵向受力构件柱的计算长度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。第13页/共26页6.2轴压构件承载力——普通箍筋柱

第6章钢筋混凝土纵向受力构件截面设计：已知：构件截面尺寸b×h，轴向力设计值N，构件的计算长度L0，材料强度等级fcfy’求：纵筋截面面积As’截面复核:

已知：柱截面尺寸b×h，计算长度L0，纵筋数量As’以及级别fy’，混凝土强度等级fc

求：柱的受压承载力Nu，或已知轴向力设计值Ｎ，判断是否安全第14页/共26页6.2轴压构件承载力

第6章钢筋混凝土纵向受力构件6.1在受压构件中配置箍筋的作用是什么？什么情况下需设置复合箍筋?6.2轴心受压短柱、长柱的破坏特征各是什么？为什么轴心受压长柱的受压承载力低于短柱？承载力计算时如何考虑纵向弯曲的影响？思考题：6.1某钢筋混凝土正方形截面轴心受压构件，截面边长350mm，计算长度6m，承受轴向力设计值N＝1500kN，采用C25级混凝土，HRB335级钢筋。试计算所需纵向受压钢筋截面面积。6.2某钢筋混凝土正方形截面轴心受压构件，计算长度9m，承受轴向力设计值N＝1700kN，采用C25级混凝土，HRB400级钢筋。试确定构件截面尺寸和纵向钢筋截面面积，并绘出配筋图。6.3矩形截面轴心受压构件，截面尺寸为450×600mm，计算长度8m，混凝土强度等级C25，已配纵向受力钢筋822（HRB335级），试计算截面承载力。练习:第15页/共26页6.3偏压构件

第6章钢筋混凝土纵向受力构件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。第16页/共26页6.3偏压构件

第6章钢筋混凝土纵向受力构件受拉破坏（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。类似于：正截面破坏中的适筋梁属于：延性破坏

第17页/共26页6.3偏压构件承载力

第6章钢筋混凝土纵向受力构件受压破坏（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。属于：脆性破坏

类似于：正截面破坏中的超筋梁第18页/共26页6.3偏压构件承载力

第6章钢筋混凝土纵向受力构件受拉破坏与受压破坏的界限

破坏的起因不同受拉破坏（大偏心受压）：是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压碎；受压破坏（小偏心受压）：是受压部份先发生破坏。与正截面破坏类似处受拉破坏（大偏心受压）：与受弯构件正截面适筋破坏类似；受压破坏（小偏心受压）：类似于受弯构件正截面的超筋破坏。为大偏心受压破坏（受拉破坏）为小偏心受压破坏（受压破坏）

用界限相对受压区高度ξb作为界限：第19页/共26页6.4受拉构件

第6章钢筋混凝土纵向受力构件一、受力特点

1、轴心受拉构件轴拉构件所受的拉力，全部由钢筋承担，最终由于受拉钢筋屈服而导致构件破坏。小偏拉：

拉力N作用在纵向钢筋Ａs和Ａs’之间（e0≤h/2－as）时，全截面受拉。大偏拉：拉力N在Ａs和Ａs’之外（e0＞h/2－as），部份受拉，部份受压。

2、偏心受拉构件按照轴向拉力N作用在截面上位置的不同，偏拉构件有两种破坏形态：

小偏心受拉破坏和大偏心受拉破坏。当拉力N的作用点与截面形心重合时，称为轴心受拉构件；

当拉力N的作用点与截面形心偏离时，称为偏心受拉构件。第20页/共26页6.4受拉构件

第6章钢筋混凝土纵向受力构件＊轴心受拉构件：

钢混屋架下弦杆、

高压圆形水管、

圆形水池壁等＊偏心受拉构件：

矩形水池壁、

浅仓的墙壁等钢筋混凝土折线屋架第21页/共26页6.4受拉构件

第6章钢筋混凝土纵向受力构件＊轴拉构件

承载力计算公式：N——截面受到的轴向拉力设计值；

Nu——轴拉承载力设计值；

fy——纵向钢筋的抗拉强度设计值；

As——全部纵向钢筋的截面面积。第22页/共26页6.4受拉构件

第6章钢筋混凝土纵向受力构件＊小偏拉构件

承载力计算公式：第23页/共26页6.4受拉构件

第6章钢筋混凝土纵向受力构件＊大偏拉构件

承载力计算公式：第24页/共26页6.4受拉构件

第6