1、第十章 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件本章主要內(nèi)容 1. 受壓構(gòu)件的分類； 2. 受壓構(gòu)件的構(gòu)造 3. 軸心受壓構(gòu)件承載力計算； 4. 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算；第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.1 受壓構(gòu)件的分類常見的鋼筋混凝土受壓構(gòu)件： 柱子桁架中的壓桿第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件（柱）往往在結(jié)構(gòu)中具有重要作用，一旦產(chǎn)生破壞，往往導致整個結(jié)構(gòu)的損壞，甚至倒塌。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.1 受壓構(gòu)件的分類受壓構(gòu)件的分類： 受壓構(gòu)件按其軸向力作用線與構(gòu)件截面形心軸線之間相互位置的不同，可分為軸心受壓構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件。 軸心受壓構(gòu)件施工中的安裝偏差、混凝土的非均質(zhì)性、配筋的不對稱性、荷載實際作

2、用位置的偏差第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造材料混凝土規(guī)范規(guī)定受壓鋼筋的最大抗壓強度為400N/mm2。 混凝土：一般柱中采用C25及以上等級，對于高層建筑的底層柱可采用更高強度等級的混凝土，例如采用C40或以上； 縱向鋼筋：一般采用HRB400和HRB335級熱軋鋼筋。 箍筋：一般采用HRB400、HRB335、HPB235級熱軋鋼筋。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造截面形式和尺寸軸心受壓柱以方形為主，偏心受壓柱以矩形為主 一般應符合: l0/h25 以及 l0/b30方形與矩形截面的尺寸不宜小于250mm250mm 如柱子過于細長，其承載力受穩(wěn)定性控制

3、，材料強度將得不到充分發(fā)揮。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（1）縱向受力鋼筋 作用：一 協(xié)助混凝土承受壓力，以減小構(gòu)件尺寸；二 承受可能的彎矩，以及混凝土收縮和溫度變形引起的拉應力；三 防止構(gòu)件突然的脆性破壞。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（1）縱向受力鋼筋 布置：軸心受壓構(gòu)件的縱向鋼筋沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置；偏心受壓構(gòu)件的受力鋼筋按計算要求設置在彎矩作用方向的兩對邊第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（1）縱向受力鋼筋 縱筋直徑與根數(shù)： 通常采用 1232mm，直徑宜粗不宜細，根數(shù)宜少不宜多，保證對稱配置。方形和矩形截面柱中縱

4、向受力鋼筋不少于根，圓柱中不宜少于8根且不應少于6根。 凈距50mm，中距300mm第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件配筋率： 受壓構(gòu)件的全部受壓鋼筋的最小配筋率為0.6，受壓構(gòu)件受力方向每側(cè)的最小配筋率為0.2； 全部縱向鋼筋的配筋率不宜大于5，一般不宜大于3。（否則會造成施工困難且不經(jīng)濟） 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（1）縱向受力鋼筋 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（2）箍筋 作用：保證縱向鋼筋的位置正確，防止縱向鋼筋壓屈，從而提高柱的承載能力。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（2）箍筋 受壓構(gòu)件中的箍筋，應做成封閉式 末端做成135彎鉤，平直段長度

5、5d第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（2）箍筋 偏壓柱h 600mm時，應設置1016mm的縱向構(gòu)造鋼筋。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（2）箍筋 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（2）箍筋 箍筋加密第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.2 受壓構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋（2）箍筋 有抗震設防要求時箍筋的構(gòu)造要求：課本P152-153。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.3 軸心受壓構(gòu)件承載力計算 在實際結(jié)構(gòu)中，理想的軸心受壓構(gòu)件幾乎是不存在的。 通常由于荷載作用位置的偏差、砼的不均勻性、配筋的不對稱性，以及施工制造的誤差等原因，往往存在或多或少

6、的初始偏心距。我國規(guī)范對偏心很小可略去不計的構(gòu)件，按軸心受壓構(gòu)件計算。如以承受恒載為主的多層框架房屋的內(nèi)柱、桁架中的受壓腹桿等，主要承受軸向壓力，彎矩很小，可忽略不計，近似按軸心受壓構(gòu)件計算。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.3 軸心受壓構(gòu)件承載力計算破壞特征 根據(jù)構(gòu)件的長細比的不同，軸心受壓構(gòu)件可分為短柱（對矩形截面l0/b8,b為截面寬度）和長柱。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.3 軸心受壓構(gòu)件承載力計算破壞特征 軸心受壓短柱的破壞形態(tài) 臨近破壞時，柱子表面出現(xiàn)縱向裂縫，箍筋之間的縱筋壓屈外凸，混凝土被壓碎崩裂而破壞。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.3 軸心受壓構(gòu)件承載力計算破壞特征 軸心

7、受壓長柱的破壞形態(tài) 破壞時首先在凹邊出現(xiàn)縱向裂縫，接著混凝土壓碎，縱筋壓彎外凸，側(cè)向撓度急速發(fā)展，最終柱子失去平衡，凸邊混凝土拉裂而破壞。對于長細比很大的長柱，還有可能發(fā)生“失穩(wěn)破壞”的現(xiàn)象。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.3 軸心受壓構(gòu)件承載力計算基本計算公式 截面承載力由混凝土和縱向受壓鋼筋承擔，并考慮縱向彎曲的降低作用，由平衡條件得軸心受壓柱承載力計算公式為：第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.3 軸心受壓構(gòu)件承載力計算基本計算公式N 軸向壓力設計值N 構(gòu)件正截面受壓承載力 穩(wěn)定系數(shù)A 構(gòu)件截面面積 fc 混凝土的軸心抗壓強度設計值AS、 全部縱向鋼筋的截面面積fy、 鋼筋抗壓強度設計值式

8、中系數(shù)0.9，是考慮到初始偏心的影響，以及主要承受恒載作用的軸心受壓柱的可靠性，引入的承載力折減系數(shù)。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.3 軸心受壓構(gòu)件承載力計算基本計算公式 穩(wěn)定系數(shù)是用來考慮長柱縱向彎曲使承載力降低的影響，主要與柱子的長細比有關。長細比越大，值越小,構(gòu)件的承載力降低越多。實驗表明：在截面尺寸、配筋、強度等級相同的條件下，長柱承載力小于短柱，柱子越細長，承載力小得越多。 用穩(wěn)定系數(shù) 表示長柱承載力較短柱的承載力降低程度。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.3 軸心受壓構(gòu)件承載力計算第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 小 結(jié) 1. 縱向受力鋼筋、箍筋的作用； 2.

9、縱向受力鋼筋、箍筋的構(gòu)造要求。 作業(yè)布置思考題：10.1第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 10.3 軸心受壓構(gòu)件承載力計算計算方法和步驟（1）截面設計 已知：構(gòu)件截面尺寸bh，軸向力設計值N，構(gòu)件的計算長度L0，材料強度等級fc fy 。 求：縱向鋼筋截面面積As 計算步驟如圖4.2.5。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件計算方法和步驟第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件【例1】已知某多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，首層中柱按軸心受壓構(gòu)件計算。該柱安全等級為二級，軸向壓力設計值 N=1400kN，計算長度l0=5m，縱向鋼筋采用HRB335級，混凝土強度等級為C30。求該柱截面尺寸及縱筋截面面積。 【解

10、】fc=14.3N/mm2，fy=300N/mm2， =1.0（1）初步確定柱截面尺寸設= = 1%， =1，則 =89916.5mm2 選用方形截面，則b=h= =299.8mm，取用 h=300mm。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件（2）計算穩(wěn)定系數(shù)l0/b=5000/300=16.7=0.869 （3）計算鋼筋截面面積As =1677mm2（4）驗算配筋率=1.86% =0.6%，且3% ，滿足最小配筋率要求，且勿 需重算。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件縱筋選用4 25（As=1964mm2），箍筋配置8300，如圖。4 258300300300第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 （2）截面承載力復核 已知：

11、柱截面尺寸bh，計算長度 ，縱筋數(shù)量及級別，混凝土強度等級。 求：柱的受壓承載力Nu，或已知軸向力設計值，判斷截面是否安全。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 【解】查表得 =300N/ mm2，fc=11.9N/mm2， =1256 mm2（1）確定穩(wěn)定系數(shù) l0/b=4500/300=15 =0.911【例2】某現(xiàn)澆底層鋼筋混凝土軸心受壓柱，截面尺寸 bh=300300mm，采用4 20的HRB335級（fy=300N/ mm2）鋼筋，混凝土C25（fc=11.9N/mm2），l0=4.5m，承受軸向力設計值800kN，試校核此柱是否安全。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件（2）驗算

12、配筋率（3）確定柱截面承載力=0.90.911(11.9300300+3001256)=1187.05103N=1187.05kNN=800kN此柱截面安全。 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件1、偏心受壓構(gòu)件破壞特征 當e0 很小時，接近軸壓構(gòu)件當e0 較大時，接近受彎構(gòu)件按偏心距和配筋的不同，偏壓構(gòu)件可分為受拉破壞和受壓破壞當偏心距e0較大，且受拉鋼筋不太多時，發(fā)生受拉破壞。 當偏心距e0較小，或偏心距e0雖不小，但受拉鋼筋配置過多時，均發(fā)生受壓破壞。 10.4 偏心受壓構(gòu)件承載力計算第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 大偏心鋼筋混凝土受壓構(gòu)件破壞過程（受拉破壞）第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件大偏心受壓破壞（受拉破

13、壞）破壞特征： 加載后首先在受拉區(qū)出現(xiàn)橫向裂縫，裂縫不斷發(fā)展，裂縫處的拉力轉(zhuǎn)由鋼筋承擔，受拉鋼筋首先達到屈服，并形成一條明顯的主裂縫，主裂縫延伸，受壓區(qū)高度減小，最后受壓區(qū)出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土被壓碎導致構(gòu)件破壞。 類似于：正截面破壞中的適筋梁屬于：延性破壞 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件小偏心受壓破壞（受壓破壞）破壞特征： 加荷后全截面受壓或大部分受壓，離力近側(cè)混凝土壓應力較高，離力遠側(cè)壓應力較小甚至受拉。隨著荷載增加，近側(cè)混凝土出現(xiàn)縱向裂縫被壓碎，受壓鋼筋屈服 ，遠側(cè)鋼筋可能受壓，也可能受拉，但都未屈服。屬于：脆性破壞 類似于：正截面破壞中的超筋梁第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件受拉破壞與受壓破壞的界限

14、破壞的起因不同受拉破壞（大偏心受壓）：是受拉鋼筋先屈服而后受壓混凝土被壓碎；受壓破壞（小偏心受壓）：是受壓部份先發(fā)生破壞。 與正截面破壞類似處受拉破壞（大偏心受壓） ：與受彎構(gòu)件正截面適筋破壞類似；受壓破壞（小偏心受壓） ：類似于受彎構(gòu)件正截面的超筋破壞。 為大偏心受壓破壞（受拉破壞）為小偏心受壓破壞（受壓破壞） 用界限相對受壓區(qū)高度b作為界限：第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件2、附加偏心距和偏心距增大系數(shù) 在計算時，按照力學方法求得作用于截面上的彎矩M和軸向力N后，就可以求出N的偏心距e0=M/N，但考慮荷載作用位置的不定性、混凝土質(zhì)量的不均勻性、配筋的不對稱性和施工偏差等的綜合影響，實際的偏心距可

15、能發(fā)生變化，即產(chǎn)生了附加偏心距。因此計算時初始偏心距可按下式計算： ei=e0+ea 規(guī)范規(guī)定附加偏心距ea：取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30兩者中的較大者。 （1）附加偏心距 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件2、附加偏心距和偏心距增大系數(shù) （2）偏心距增大系數(shù) 鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件，在承受偏心壓力后，會產(chǎn)生縱向彎曲變形，從而產(chǎn)生附加彎矩，又將加劇縱向彎曲變形，使得受壓承載力降低，這種現(xiàn)象隨柱的長細比和初始偏心距的增大而增大。規(guī)范規(guī)定，采用把初始偏心距乘以一個偏心距增大系數(shù)的方法解決縱向彎曲的影響，即：根據(jù)偏心受壓構(gòu)件試驗撓曲線的實驗結(jié)果和理論分析，規(guī)范給出了偏心距增大系數(shù)的如下計算公式： 第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件2、附加偏心距和偏心距增大系數(shù) （2）偏心距增大系數(shù) ，第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件3、對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算 對稱配筋是工程中偏心受壓柱的最常用配筋形式。 所謂對稱配筋，是指As = As，asas，并且采用同一種規(guī)格的鋼筋。對于熱軋鋼筋，由于fyfy，因此在大偏心受壓時，一般有fyAsfyAs；對小偏心受壓，由于A s不屈服，fyAs s As。采用對稱配筋的原因?qū)嶋H工程中，在不同的荷載組合下，受壓構(gòu)件常承受變號彎矩作用，當彎矩數(shù)值相差不大，可采用對稱配筋。對稱配筋構(gòu)造簡單，施工方便，不會在施工中產(chǎn)生差錯。第十章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件3、對稱配筋