混凝土基本构件[详细]

1、第6章混凝土基本构件,6.1 受弯构件的一般构造要求 6.2 受弯构件的正截面承载力 6.3 受弯构件的斜截面承载力 6.4受压构件 6.5 受拉构件和受扭构件简介 6.6 混凝土结构的耐久性 6.7预应力混凝土原理,第6章混凝土基本构件,问题引入,何谓受弯构件？ 钢筋砼受弯构件承载力如何计算？,受弯构件,梁和板,结论：在设计钢筋砼受弯构件时，要进行正截面和斜截面承载力计算！, 现浇结构中，主梁至少应比次梁高出 50mm ，如主梁下部钢筋为双排配置 时，应高出 100mm。,6.1 受弯构件的一般构造要求,6.1.1 梁的截面与配筋,1）梁的截面,（1）梁的截面形式, 梁的截面高度一般根据刚度

2、条件确定，见表6.1。,表6.1 不需作挠度计算梁的截面最小高度,（3）梁的截面宽度 b：, 现浇结构中，主梁b200mm，次梁b150mm， 常用150、180、200mm，如b200mm时，以 50mm的模数递增。, 梁截面的高宽比h/b ，一般在下列范围内采用：,矩形截面：h/b2.03.5；,形截面：h/b2.54.0。,注：表中为梁的计算跨度。,2）梁的配筋,梁的计算跨度 l0, 梁的净跨；, 梁在砖砌体中的 支承长度。,纵 向 受 力 钢 筋,箍 筋 ,箍筋的肢数一般按下面规定采用 ：, 当梁的宽度 b 150mm时，采用单肢；, 当 b350mm时，或在一层内纵向受拉钢筋多于五根

3、，或纵向受压钢筋多于三根时， 采用四肢。它由两个双肢箍组成，故也称为复合箍筋。, 当梁的宽度 150mmb350mm 时，采用双肢；,纵向构造钢筋 当梁高大于等于450mm时，常在梁的两侧沿梁高每隔200mm处，各设一根直径 不小于10mm的纵向构造钢筋。俗称腰筋。两根腰筋之间用形如的拉筋联系，拉 筋的直径常用6、8，其间距一般为箍筋的2倍。,3）梁的计算跨度l0 梁的计算跨度是计算简图的跨度，设为l0，它与梁的净跨和梁在砌体中的支承长度有关。,6.1.2 板的厚度与配筋,从刚度条件出发，单向受力板（亦称梁式板）的厚度可按表 6.2 确定，同时应满足 规范规定的要求，见表 6.3。,表6.2

4、不需作挠度计算板的最小厚度（mm）,表6.3 现浇钢筋砼板的最小厚度（mm）,1）板的厚度,2）板的配筋,仅配受力钢筋和分布钢筋,（1）受力钢筋, 沿板短跨方向置于拉区，承受拉力。,受 力 钢 筋,（2）分布钢筋,在受力钢筋内侧且相互垂直，其交点用细铁丝绑扎或焊接。,分 布 钢 筋,板的计算跨度,h 板的厚度；,a 板在砌体中的 支承长度。,6.1.3梁、板的砼保护层厚度与截面有效高度,1）梁、板的砼保护层厚度 c,表6.4 纵向受力钢筋的砼保护层最小厚度,一类环境,2）梁、板截面的有效高度 h0,aS为受拉钢筋截面 重心至受拉区砼边 缘之距离,室内正常环境 砼为C25C45,板：,6.2 受

5、弯构件正截面承载力,6.2.1受弯构件的破坏形态,截面 配筋率, 纵向受拉钢筋的截面面积；, 砼的有效截面面积 。,试验研究,知识拓展,裂缝即 将出现,钢筋开 始屈服,压区砼被压碎,少筋梁：，,超筋梁：，,基本假定,1.平截面假定：梁弯曲后，正截面仍为平面；,2.不考虑砼抗拉强度，拉力完全由钢筋承担；,3.砼受压的曲线按下列规定取用：,当 时，,当 时，,当 时，,当 时，,4.钢筋受拉的曲线按下列规定取用：,知识拓展,表6.5 和 之取值,1）基本公式推导,对于梁的正截面承载力，起控制作用的是弯矩。按承载能力极限状态设计时，有,问题：,（梁正截面所固有之抗弯承载力设计值）如何计算？,由等价

6、之条件,6.2.2 单筋矩形正截面承载力计算,表 6.7 砼构件中纵向受力钢筋最小配筋率,或, 砼轴心抗压强度设计值；, 钢筋抗拉强度设计值；, 纵向受拉钢筋截面面积；,2）讨论:,为了保证梁为适筋梁，基本公式应该满足,（1）基本公式的适用条件,表6.6 钢筋砼受弯构件最大配筋率(%),板：,（2）经济配筋率,问题1：,为保证梁为适筋梁 ，只需即可，但此范围偏大。,即便 M 、 fc 和 fy 已给定，仍有多种不同截面尺寸可供选择：,问题2：,若截面尺寸选大，虽受拉钢筋可小（即用钢量可省些），但会使砼用量及 模板费用增加，并增加构件的自重以及减小房屋的使用净高；,若截面尺寸偏小，则钢筋用量就偏

7、大，有可能使构件的变形超过允许值。,结论：,合理的设计应该是在满足承载力及使用要求的前提下，使总的造价最经济， 即截面优化设计。故在和 之间存在一个让构件价格较为便宜的 配筋率，称为经济配筋率。,板 0.40.8 矩形截面梁0.61.5 T形截面梁0.91.8,3）相对界限受压区高度,x 与 As 成 正 比,为防止超筋：,且,当砼强度等级 C50 时 ， 取决于钢筋 强度等级。,表6.8 钢筋砼构件相对界限受压区高度,4）基本公式表格化,（1）由,（一般情况下，均已知）,系数 之物理意义,Wz 截面抵抗矩, 截面抵抗矩系数,（2）由,表6.9 矩形和T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算系数表

8、,注：表中 以下的数值不适用于HRB400级钢筋；以下的数值不适用于HRB335级钢筋， 砼强度等级不超过C50。,；,5）截面设计与截面校核,截 面 设 计,（1）钢筋和砼强度等级的选择,钢筋 ：,常用HRB400（）级、HRB335（）级、 HPB235（）级 以及 RRB400 级。,砼：常用C20、 C25、C30 。,（2）矩形截面尺寸的确定,由表 51 确定 h，再由 h/b 确定b 。,（3）计算弯矩设计值 M,（4）求所需的受拉钢筋截面面积, 计算,若满足，则不会超筋。反之，若 ，则说明初选的截面尺寸过小而 超筋，最佳办法是增大截面高度 h ，使 它满足为止。但当增大 h 受限

9、时， 可采用双筋截面或提高砼强度等措施。, 由,按构造要求选择 钢筋根数和直径,（5）验算 或,讨论：, 若 ，则为截面尺寸选得太大， 要么改小截面尺寸，要么增加配筋量。, 矩形截面采用全截面 bh。,说明：, 截面设计还包括架立钢筋和箍筋的设置。, 对于板的设计，其步骤与梁同，差别有： 一是板宽 b=1000mm ，板厚由表52 和 表53确定；二是算得 后，所查的表 为表511，并配每米板宽所需钢筋 的数 量（直径和间距）。,讨论：,表6.10 钢筋的计算截面面积及公称质量,注：表中直径 d=8.2mm 的计算截面面积及理论重量仅适用于有纵肋的热处理钢筋。,表6.11 各种钢筋间距时每米板

10、宽内的钢筋截面面积表,注：表中钢筋直径中的 6 / 8、8 / 10、等系指两种直径的钢筋间隔放置。,截 面 校 核,（1）由已知的 、 、 ，据,（2）比较 与 的大小，并求出, 若 ，则 。, 若 ，则 。,（3）验算是否满足,若，则原截面设计不合理，因为此时钢筋砼梁的截面承载力与素砼梁 的截面承载力大致相当。对已建成的工程，该梁只能降低使用或进行加固处理。,【例6.1】某钢筋砼矩形截面简支梁。已知：净跨，承受均布荷载作用，其中 永久荷载（线性均布恒载）标准值（不包括梁自重） ，可变荷载（线性均布 活载）标准值 。试按正截面抗弯承载力设计此梁的截面及配筋。,混 凝 土：C25（ ）；,热轧

11、钢筋：HRB335级（ ）。,【解】1选用材料,取,2.确定截面尺寸,独立简支梁的截面最小高度 h 应满足：,（假设拉筋布置成一排）,由,取,3.弯矩设计值 M 的计算,（1）梁的计算跨度：,取较小值：,（2）荷载的设计值：,恒载设计值,活载设计值,梁上的均布线荷载设计值：,（3）梁跨中最大弯矩设计值：,4.计算,查表6.10可得：,或由,显然， ，故不会出现超筋。,查表6.10可得：,或由,受拉钢筋的间距也满足构造要求，请验算。,5验算最小配筋率,故满足要求，,可查表6.7获得。,【例6.2】某单向单跨简支钢筋砼板如图（a）所示，计算跨度 ，砼保护层 厚度为 20mm，板上承受均布活荷载标准

12、为 2.0kN/m2，板上又有 20mm 厚的水泥砂浆 面层。试确定板所需 配的受力钢筋 。,【解】 1.选用材料,混 凝 土：C15（ ）,热轧钢筋：HPB235级（ ）,2.确定截面尺寸,表6.2：,表6.3：,取,板的 c =20mm ，故,板宽,民用建筑楼板,3.弯矩设计值 M 的计算,（1）荷载标准值,板上20mm 厚水泥砂浆面层：,钢筋砼板自重：,沿板跨线性均布恒载标准值：,沿板跨线性均布活载标准值：,（2）荷载设计值,沿板跨线性均布荷载设计值：,（3）板的跨中最大弯矩设计值,4.计算,HPB235级钢筋：,故不会超筋。,表6.9：,查表6.11，板的纵向受拉钢筋可选 配 8 14

13、0,根据构造要求，分布钢筋采用6 250。,5.验算最小配筋率,故满足要求。,【解】1确定计算参数,混凝土：C25（）,钢 筋：HRB335级（）,截面有效高度：,2.计算,3.计算 并校核,4.验算配筋率,故该梁安全。,6.2.3 双筋矩形正截面承载力计算,1）何时采用双筋截面,（1）当 且h 增加受限时，可用双筋截面。,（2）因荷载（如风力）作用的可变性， 使得受弯构件在某一截面上，有时为正弯矩有时为负弯矩， 为保证构件在拉区均有钢筋承担拉力，故需采用双筋截面。,（3）根据构造需要，在截面的受压区已配有压筋，应按双筋截面计算。,纵向受压钢筋截面面积；,纵向受压钢筋合力点至 截面上边缘的距离

14、，取 值方法同,2）基本公式及适用条件,破坏特征,受压钢筋的抗压强度设计值： 与,（1）对普通热轧钢筋，当 时， 。,如HPB235（）级钢筋: ；再如HRB335（）级钢筋:,（2）对预应力钢筋，当 时， 。,如钢绞线 ；钢丝；热处理钢筋。而它们的 都高达以上。,结论：受压钢筋用普通热轧钢筋 ，才能达到其设计强度。,3）基本公式分解,若，则需配压 筋；否则不必配压筋，只需按单筋截面设计。,4）截面设计与截面校核,双筋 截面 设计,第一，已知：材料强度（ 、 ），截面尺寸（bh）和M ； 求：、。,第二，已知：材料强度（ 、 ），截面尺寸（bh）和M ； 并事先配有压筋（ 也已知）。求 。,（

15、2）为充分发挥砼抗压作用应尽量减少压筋， 故取 ，并按单筋计算 和 。,（3）求 和,由 M M1 + M2,再由,又由,故,（1）先求 M2 、M1 和 As2,由 提供之承载力：,由 M M1 + M2,由,（2）求,由,讨论：, 若 ，则。, 若 ，则 太少，应按第一种情况， 即未知，重新求 和 。, 若 ，可近似取 ，则,（3）求,双筋截面校核,（2）若 ，取 ，则,（3）若 ，取 ，则,比较：若 ，安全；否则不安全。,【例6.4】已知梁的截面尺寸bh250mm450mm，弯矩设计值 M 250kNm，砼C25， 钢筋 HRB400 级，求此截面所需配置的纵向受力钢筋。,【解】据题意，

16、已知 ， ，。,因较大，预计受拉钢筋为两排，故,1.判别是否需配压筋,由,故需配压筋，同时压筋也取HRB400 级，即 。,取 时，使 ，则,3.求 和,由,再由,故,由,由,由,取,5）双筋截面的构造要求, 箍筋间距 s15d 且 400 mm,d 为压筋最大直径,当b400mm，且一层内压筋3根时,当b 400mm，但一层内压筋4根时, 箍筋直径 d/4,6.2.4 T 型截面受弯承载力计算,1）T形截面的形成与应用,矩形 截面,翼缘的计算宽度；,翼缘的高度；,肋部（腹板）的宽度；,截面高度。,2）两类T 型截面及判别,（1）分类,（2）判别,第一类T型截面（）判别式为,（截面设计）,（截

17、面复核）,第二类T型截面（）判别式为,（截面设计）,（截面复核）,（1）第一类T型截面, 自然满足，不必验算, 需验算,（2）第二类T型截面, 需验算, 自然满足，不必验算,4） 的确定,表6.12 T 型、I 型及倒 L 型截面受弯构件翼缘计算宽度, 表中b为腹板宽度；, 如肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距的横肋时， 则可不遵守表列情况3的规定；,注释 图, 对加腋的T型、I型和倒L型截面，当受压区加腋高度 且加腋宽度 时，其 可按表列情况3的规定分别 增加 (T型、I型截面)和 (倒L型截面)；, 独立梁受压区翼缘板在荷载作用下经验算沿纵肋方向可能产生 裂缝时，其计算宽度应取腹板宽度b。

18、,注释图,注释 图,注释图,注：,5）截面设计和截面复核,截面 设计, 若 ， 则属于第一类T型截面；, 若 ， 则属于 第二类T型截面。,（2）求,第一类T型截面：计算方法与的 单筋矩形截面同之。,第二类T型截面：, 先求、, 再求 、,由,由,由, 求,截面 复核,（1）判别T型截面类型, 若 ， 则属于第一类T型截面；, 若 ，则属于 第二类T型截面。,（2）求,第一类T型截面：,第二类T型截面：,验算：,验算：,【例6.5】现浇肋形楼盖中的次梁，计算跨度 l06m，次梁间距为 2.4m，跨中截面的M 80.8 kNm。砼C20（ ），钢筋HRB335级（ ）。求次梁的As。, 按 考虑

19、：, 按 考虑：, 按 考虑：,故取,2.判别T型截面类型,故属于第一类T型截面。,3.求,4.验算,故满足适用条件。,【例6.6】已知截面尺寸如图示，砼C20，钢筋HRB335级， 截面承受M454kNm，求As。,【解】1.判别T型截面类型,因 M 大，预设受拉钢筋为两排，则,故属于第二类T型截面。,（1）先求、,（2）求 、,（3）求,【解】1.判别T型截面类型,故属于第一类T型截面。,2.求,（1）,（2）,故安全。,6.3 受弯构件斜截面承载力计算,正截面破坏,受 弯 构 件,（弯矩M、剪力V ）,斜截面破坏,（由M 引起）,（由M、V 引起）,斜截面承载力计算,影响斜截面承载力的因

20、素,1）主要因素,（1）砼强度；,（2）腹筋（箍筋弯筋）多少；,（3）截面尺寸和形状（如矩形、T形、 I 字形等）；,（4）荷载种类（均布荷载或集中荷载）；,（5）剪跨比（弯矩与剪力之相关作用）。,2）剪跨比,（1）广义剪跨比：,（2）计算剪跨比：,在集中力 P 作用处之截面：,3）配箍率,b 梁的宽度；,s 箍筋的间距；, 单肢箍筋的截面面积；,n 在同一截面内箍筋的肢数；,知识拓展,2）斜截面破坏形态,（1）斜压破坏, 配箍率过大， 太小（ 1）。,（2）斜拉破坏,较大（3），且箍筋又 太少。,（3）剪压破坏,适中（1 3），箍筋适量。,由于 和将影响斜截面的破坏形态 故可用图示之,6.3

21、.1 梁的斜截面抗剪承载力,1）容易发生斜截面破坏的位置,（1）支座边缘处的斜截面，如（11）；,（2）受拉区弯起钢筋弯起点处的斜截面， 如（22）和（33）；,（3）箍筋的直径或间距改变之处的斜截面， 如（44）；,（4）肋宽改变之处，如（22）。由于肋 宽在此变小，斜截面承载力降低。,2）基本计算公式,受弯构件斜截面承载力设计时，应满足：, 防止斜截面受弯破坏,问题：,（1）矩形、T形和工字形截面之一般梁,（A）, 砼轴心抗拉强度设计值；, 箍筋抗拉强度设计值，如箍筋 用HPB235（）级热轧钢筋， 则。,（2）承受集中荷载为主的独立梁,（B）,讨论：,（）, 何为集中荷载为主？,若 ，则

22、为集中 力为主，用（B）式计算。反之则以均布荷 载为主，由（A）计算。,3）适用条件,（1）上限条件,最大配箍条件,最小截面尺寸条件,防止斜压破坏条件,最小 截面 尺寸 条件, 当 时，,：砼强度影响系数,：截面的腹板高度,（2）下限条件, 最小配箍条件, 防止斜拉破坏条件,箍筋除满足最小配箍条件之外，还需对箍筋的最大间距和最小直径加以限制。,表6.14 梁中箍筋的最小直径 d min,说明：, 若 ，则仅靠砼就可抵抗剪力，而不需再计算箍筋数量。此情况 属于梁的 V 小且截面尺寸较大。, 但箍筋仍需配置，只需按 配置箍筋即可，且 和应 分别满足上面两表。此时箍筋是不考虑抗剪的，故属于构造箍筋。

23、,6.3.2 斜截面承载力的计算步骤,截面 设计,2.验算梁的截面尺寸,否则应加大截面尺或提高砼强度等级。,3.验算是否按计算配置箍筋,（1）对于矩形、T形和工字形截面梁：,（2）对于集中荷载作用下的矩形截面独立梁：,则需按（A）式或（B）式计算配置箍筋，否则只需按构造要求配置箍筋。,4.计算箍筋的数量,（1）对于矩形、T形和工字形截面梁：,（2）对于集中荷载作用下的矩形截面独立梁：,算出 值后，选箍筋肢数 n 和直径， 并查表 5-10 可得， 再求出箍筋的间距 s 。,注意：箍筋直径和间距应满足表 5-13 和表 5-14 。,5.验算最小配箍率,满足要求，否则应加大箍筋直径或加密箍筋间距

24、。,【解】1.求剪力V 的设计值,2.验算最小截面尺寸,又砼 C50，故,故截面尺寸满足要求，即截面尺寸不会太小。,3.验算是否需要按计算配置箍筋,说明仅靠砼还不足以抗剪，需要通过计算 配置箍筋，从而保证梁有足够的抗剪能力。,4.计算箍筋数量,根据构造要求，选用双肢（ ）箍筋 8（ ），则,即箍筋的间距不能超过 141 mm，故取,为查表5-13所得。,5.验算最小配箍率,故满足要求。,为防止梁发生斜截面破坏，所需配置箍 筋为 8 140。,（1）当 时,6.3.3 保证斜截面承载力的构造措施,（1） （d 为下部纵向受力钢筋的直径）,（2）当采用焊接网配筋时，其末端至少应 有一根横向钢筋配置

25、在支座边缘内， 否则应在受力钢筋末端制成弯钩 。,（3）当板中剪力时，配置在 支座边缘内的横向钢筋不应少于二根， 其直径不应小于纵向受力钢筋直径的 一半。,1.简支板,2.简支梁,（3）若 不符合上述规定时，应采用有效 的锚固措施：,2）钢筋的接头,（1）受力钢筋的接头宜设置在受力较小处， 在同一根钢筋上宜少设接头。,（2）当受拉钢筋直径 d 28mm及受压钢筋 直径 d 32mm时，不宜采用绑扎搭接 接头。,（3）钢筋的连接宜优先采用机械连接和闪 光对焊或电弧焊，其焊接接头要求：,2.钢筋接头区内的构造要求,（1）当无条件焊接时，可采用绑扎搭接， 钢筋的搭接长度和箍筋的构造要求， 详见第三章

26、的（五）；,（2）受力钢筋接头的位置应相互错开。, 对机械连接接头为 35d 。 （d 为被连接钢筋中的较大直径）,（3）钢筋的连接区段长度：, 对绑扎搭接接头为 1.3 倍搭接长度；, 对焊接接头为 35d；且不小于 500mm； （d 为纵向受力钢筋中的较大直径）,位于同一连接区段内有接头的受力钢筋截面 面积占全部受力钢筋总截面面积的百分率， 应符合表 6.15 的规定。,（4）钢筋接头区内的面积,表6.15 接头区段内受力钢筋接头面积 的允许百分率（）,3）弯起钢筋的构造,1.鸭筋与浮筋,（1）鸭筋,（2）浮筋,当不能将纵筋弯起而需单独为抗剪要求设置 弯筋时，应将弯筋两端锚固在受压区内，

27、这 种弯筋形同“鸭子”，俗称鸭筋，,浮筋只在受拉区只有一小段水平长度，因锚 固不足，不能发挥作用，故不得采用浮筋 。, 在受拉区锚固长度不应小于 20d ；,（3）弯起钢筋的终点外应留有锚固长度, 对光面钢筋在末端尚应设置弯钩 。, 在受压区锚固长度不应小于 10d ；,（d 为不弯起钢筋的直径）,4）梁内箍筋和弯起钢筋的最大间距,当梁内箍筋和弯起钢筋间距太大时，则 在箍筋或弯起钢筋之间将发生斜裂缝， 从而降低梁的受剪承载力。故梁内箍筋 和弯起钢筋的间距 s 不得超过表 5-13中 的smax。,5）腰筋与拉筋,当梁的腹板高度 时，应 在梁的两个侧面沿梁高度配置纵向构造 钢筋 ，此筋称为腰筋

28、。,1.每侧腰筋 （不包括梁上、下部受力钢筋 及架立钢筋）的截面面积, 腹板截面面积 的 0.1,2.腰筋之间用 形拉筋 联系，拉筋间距 一般取箍筋间距的 2 倍。,且间距不宜大于200mm。,3.设置腰筋和拉筋的作用：防止当梁太高时， 由于砼收缩和温度变形而产生的纵向裂缝， 同时也是为了加强钢筋骨架的刚度。,6.4 受压构件,工程中的受压构件及分类,阅读理解,受压 构件,6.4.1 受压构件构造要求,1）材料,（1）砼：宜采用C20、C25、C30；对于高层建筑的底层柱，可采用更高的砼强度等级。,（2）钢筋：受压钢筋宜采用HPB235级和HRB335级钢筋，也可采用HRB400级钢筋；而 不

29、宜用高强度钢筋作受压钢筋；不得用冷拉钢筋作受压钢筋。,2）截面形式及尺寸,截面 尺寸,（h 截面长边尺寸）,（b 截面短边尺寸）,模数,（ l0 柱的计算长度 ）,方形柱的截面尺寸不宜小于 250mm250mm,3）纵向钢筋,（1）直径 ：1632mm 且 12mm；,（2）配筋率：0.6% 5%，常用 为 0.7 2% ；,（4）净距: 50mm 。,4）箍筋,（1）箍筋：HPB235级；间距 s 和直径应符合表 6.16 的要求。,注： b柱截面短边尺寸； d纵向受力钢筋的 直径（当考虑箍 筋直径时 d 为最 大 直径；当考虑 箍筋间距时 d 为 最小直径）。,（2）复合箍筋,当 b 40

30、0mm，且各边纵向钢筋多于三根时,当 b 400mm，但各边纵向钢筋多于四根时,设置复合箍筋,（3）对截面形状复杂的柱，其箍筋的配置 如图所示，但不能用有内折角的箍筋。,5）柱中纵向钢筋的搭接接头,（1）多层现浇钢筋砼结构，通常将下层柱 的纵筋伸出楼面一个搭接长度。,表6.17 受压柱中纵向钢筋和箍筋的构造要求,（2）纵向钢筋在柱中接头的设置, 当柱每边纵筋不多于 4 根时，可在同一水 平面上设置接头；, 当柱每边纵筋为 58 根时，应在两个水 平面上设置接头；, 当柱每边纵筋为 912 根时，应在三个 水平面上设置接头。, 当下柱截面尺寸大于上柱截面尺寸，若上下柱相互错开尺寸与梁高之比 时，

31、 下柱钢筋可弯折伸入上柱；若上下柱错开尺寸与梁高之比 时，应加短筋， 短筋直径和根数与上柱相同。,6.4.2 轴心受压构件,轴心受 压构件,1）配有纵筋和普通箍筋的柱,基本公式,（61）, 全部纵向钢筋的截面面积。, 纵向钢筋抗压强度设计值；, 构件截面面积；, 砼轴心抗压强度设计值；, 轴心受压构件稳定系数；, 轴向压力设计值；,A 的 计算, 当 时， 就应该减去 ，改写为,（6 . 1）,（1）为保持与偏心受压构件正截面承载力 计算具有相近的可靠度，式（6.1） 右端乘以系数 0.9。,（2） 的计算,讨论：,结论：柱越长或越细，其受压承载力将大为 降低，即也就越小。, 柱的长细比,矩形

32、截面 柱长细比,当 时，柱为短柱，,当 时，柱为长柱，, 的计算,表6.18 框架结构各层柱的计算长度,注： H 为构件的实际长度。对于底层柱，H为 基础顶面到一层楼盖顶面之间的距离； 对于其余各层柱，H为上下两层楼盖顶面 之间的距离。, 确定稳定系数,计算法,查表法,表6.19钢筋砼轴心受压构件稳定系数,i 截面最小 回转半径。,b 矩形截面的 短边尺寸；,d 圆形截面 的直径；,【例6.10】已知某多层现浇钢筋砼框架结构，底层中柱的轴向力设计值 ， 柱截面面 积 ，柱的标高见图（a）。试确定纵向钢筋 面积 。,混 凝 土：C20（ ）；,纵向压筋：HRB335级（ ）；,箍 筋：HPB23

33、5级（ ）。,（2）求稳定系数,因柱为现浇钢筋砼框架底层柱，查表6.18得,长细比,查表 6 .19 得：,（3）计算,（4）验算配筋率,因 ，故满足要求。,2）配有纵筋和螺旋筋或焊接环筋的柱,（作用: 提高受压构件的承载能力）,基本公式,（62）, 构件的核心截面面积：间接钢筋 内表面范围内的砼面积，即, 间接钢筋换算截面面积；, 构件的核心截面直径：间接钢筋 内表面之间的距离；, 单根间接钢筋的截面面积；, 间接钢筋沿构件轴线方向的间距；, 间接钢筋对砼约束的折减系数：,其间按线性内插法确定。,当砼C80时，,当砼C50时，,（61）,（6.2）,（1）为了防止砼保护层过早剥落， 规范定：

34、,1.5,按式（6.1）算；按式（62）算。, 当 时，长细比较大，间接钢 筋对砼的约束作用难以发挥；,（2）当出现下列情况之一时， 不考虑间 接钢筋的影响，而按式（6.1）计算构件 承载力。, 当 时，即外围砼较厚，砼 核心面积较小；, 当 时，因间接钢筋配置太少， 对砼的约束（套箍）作用微不足道。,40mm s 及80mm,（3）间接钢筋的间距 s,（4）纵筋根数 8根，沿四周等间距布置。,若 ，则可配螺旋箍筋，否则配普通箍筋。,（1）确定截面尺寸：,按普通箍筋柱的方法确定。,（2）验算是否需配螺旋箍筋,假定 ，常取 ，则,（3）确定纵筋面积,（4）确定螺旋筋的换算面积,由式（6.2），并

35、按 原则可得,（5）确定螺旋筋直径和间距,先选螺旋筋直径，常用8mm、10mm、12mm；,（6）验算适用条件：,【例6.11】某旅馆底层门厅内有一根现浇钢筋砼土柱，承受轴向压力设计值为 ， 柱的计算长度 ，采用C20砼（ ），纵筋用HRB335级（ ）， 箍筋采用HPB235级（ ）。根据建筑要求，柱的截面为圆形，直径 。 试确定该柱的配筋。,故可配螺旋式箍筋,取 （ ），则,（2）确定纵筋面积,（3）求,查表 5-4知，在一类环境中，当砼强度等 级不超过C20时，柱中纵筋砼保护层厚度 为30mm，则,由式（6.2）可得：,（4）确定螺旋筋直径和间距,选螺旋筋直径为12，查表 5-10 得：

36、,取,（5）验算适用条件, 计算,由,由式（61）得,由 ，查表 6-4 得, 计算, 验算,故满足要求。,6.4.3 偏心受压构件简介,1）工程中的偏心受压构件,单层厂房中的柱,（d）AB柱的M图,（a）地下室墙壁,（b）框架结构,（c）AB柱的N图,2）偏心受压构件的特点,（1）截面形式,矩形、工字形、T形、环形等，常用的是前两者。,（2）钢筋的配置,纵向钢筋；箍筋,两侧纵筋大多对称配置，即选两侧纵筋种类 一样，其根数和直径均相同。 箍筋刚好承担偏心受压柱中的剪力。,钢筋砼偏心受压柱也有短柱和长柱之分，同时 又有大、小偏心受压两种情况，故而有四种可能组 合，其计算较为复杂，这里略之。,（3

37、）计算特点,6.5 受拉构件和受扭构件简介,1）分类与应用,轴心受拉,偏心受拉,分类,应用,2）构造要求,纵向受力钢筋直径宜选的较小，并沿截面周边均匀对称布置，且不得采用绑扎 搭接接头；,配筋率 ：当砼 C60时， ；当砼C60时， 。,箍筋,6.5.1 受拉构件,3）轴心受拉构件,基本公式,（6.3）, 轴向拉力设计值；, 受拉钢筋截面面积；, 钢筋抗拉强度设计值， 为了 控制受拉构件在 使用荷载作用下的变 形和裂缝， 当 时， 取 。,【例6.12】钢筋砼屋架下弦杆，截面尺寸 200mm200mm，砼为 C30 ， 纵筋为 HRB335级（ ），承受 轴向拉力设计值 。试确定 纵向钢筋 。

38、,【解】由式（6.3）得,按构造要求配箍筋6200 。,6.5.2 受扭构件简介,1）工程中的受扭构件,2）受扭构件的配筋,破坏形式,当扭矩逐渐增加后，四个面将出现斜裂缝，其方向与构件纵轴约成45交角。,（1）抗扭纵筋, 沿构件截面周边对称布置，其数量由 计算确定；, 矩形截面的四角以及 T 形和工字形截 面各分块矩形的四角， 均须设置抗扭 纵筋；, 间距 200mm，且 梁截面短边的 尺寸。, 梁的架立钢筋和梁侧面的纵向构造钢 筋可作为抗扭纵筋。,（2）抗扭箍筋, 必须做成封闭式，其数量需由计算确定；, 间距应符合表 5 - 13 的规定；, 当采用绑扎骨架时，箍筋的末端应做成 135 的弯

39、钩，弯钩端头平直段长度 10 d （d 为箍筋直径）。,6.6 混凝土结构的耐久性,6.6.1 影响混凝土结构耐久性的主要因素,内部因素：,混凝土的强度、渗透性、保护层厚度，水泥的品种、等级、用量以及外加剂用量等。,外部因素：,环境温度、湿度、二氧化碳含量等。,1）混凝土冻融破坏 2）混凝土的碳化 3）钢筋锈蚀 4）温湿度变化的影响,影响混凝土耐久性的因素还有：混凝土减集料反应，高温的作用，酸、海水、生物等腐蚀，混凝土徐变等，其中徐变因加大构件的长期变形而影响其正常使用。,6.6.2 加强耐久性的措施,1）钢筋要有足够的保护层厚度 混凝土规范对钢筋的保护层厚度有专门的规定，现列举几条如下： 纵向受力钢筋及预应力钢筋、钢丝、钢绞线的混凝土保护层厚度（钢筋外边缘至混凝土表面的距离），不应小于钢筋的公称直径，且应符合有关混凝土保护层最小厚度的规定。 基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm；当无垫层时不应小于70mm； 处于同一类环境中的板、墙、壳，其中分布钢筋的保护层厚度不应小于10 mm；梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm； 当梁、柱中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度大于40mm时，应对混凝土保护层采取有效的防裂构造措施；处于二、三类环境中的悬臂板，其上表面应另做水泥