建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院4縱向受力構(gòu)件4縱向受力構(gòu)件本章主要學(xué)習(xí)鋼筋砼受壓構(gòu)件構(gòu)造要求軸心受壓構(gòu)件承載力計算偏心受壓構(gòu)件承載力計算內(nèi)力計算截面法計算內(nèi)力繪制內(nèi)力圖繪制軸力圖配筋計算4

縱向受力構(gòu)件4.1縱向受力構(gòu)件的內(nèi)力縱向受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件偏心受力構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件4.1.1軸心受力構(gòu)件的內(nèi)力4.1縱向受力構(gòu)件的內(nèi)力受力特點：外力或外力合力作用線與桿軸線重合。變形特點：桿件沿軸線方向伸長或縮短。PPPP軸向拉伸軸向壓縮拉桿壓桿FF4

縱向受力構(gòu)件4.1.1軸心受力構(gòu)件的內(nèi)力mmNmmF第一步：截（截開）第二步：代（代替）內(nèi)力與外力平衡第三步：平（平衡）內(nèi)力的計算方法：截面法軸力N軸力的正負(fù)號規(guī)定拉為正壓為負(fù)軸力圖：表示軸力隨截面位置不同而變化的圖形。例題

已知：F1=10kN，F(xiàn)2=20kN，F(xiàn)3=35kN，F(xiàn)4=25kN。試畫出圖示桿件的軸力圖。例4.14.1.1軸心受力構(gòu)件的內(nèi)力F1F3F2F4ABCD例題1.計算各段的軸力解4.1.1軸心受力構(gòu)件的內(nèi)力AB段112233F1A11N1N2N3F1F3F2F4ABCD22F1ABCF2F3F1A22BF2BC段CD段2.繪制軸力圖N圖(kN)1010254

縱向受力構(gòu)件作業(yè)P129：4.14

縱向受力構(gòu)件4.1.2偏心受力構(gòu)件的內(nèi)力受力特點：軸向力偏離截面形心作用；橫向力和軸向力的作用。變形特點：軸向變形（拉伸或壓縮）和彎曲變形，為組合變形。e0FPF4

縱向受力構(gòu)件4.1.2偏心受力構(gòu)件的內(nèi)力受力特點：軸向力偏離截面形心作用；橫向力和軸向力的作用。變形特點：軸向變形（拉伸或壓縮）和彎曲變形，為組合變形。e0FFM=Fe0FM=Fe04

縱向受力構(gòu)件水壩qFhg4

縱向受力構(gòu)件單層工業(yè)廠房4

縱向受力構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件4.2鋼筋砼受壓構(gòu)件

鋼筋砼受壓構(gòu)件是工業(yè)及民用建筑中應(yīng)用十分廣泛。包括軸心受壓構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件。由于尺寸偏差等的影響，完全的軸壓構(gòu)件不存在。單向偏心受壓柱Ne0N軸心受壓柱雙向偏心受壓柱exNey4

縱向受力構(gòu)件鋼筋砼桁架：上弦桿、下弦桿和腹桿皆為軸心受力構(gòu)件。4

縱向受力構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件柱是房屋結(jié)構(gòu)主要的承重構(gòu)件，一旦發(fā)生破壞，會導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的損壞，甚至倒塌。4

縱向受力構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件4.2鋼筋砼受壓構(gòu)件材料要求4.2.1構(gòu)造要求砼：受壓構(gòu)件的承載力主要取決于混凝土強度。宜采用

C20，C25，C30或更高強度等級。鋼筋：通常采用Ⅱ級和Ⅲ級鋼筋。

HRB335，HRB400，RRB400。截面形式及尺寸

軸心受壓：一般采用方形、矩形、圓形等。偏心受壓：一般采用矩形、工字形等。

柱的截面尺寸不宜過小。b≥250mm，l0/b≤30及l(fā)0/h≤25，b、h分別為截面的長邊和短邊，l0為柱的計算長度。當(dāng)柱截面的邊長在800mm以下時，一般以50mm為模數(shù)；長在800mm以上時，以100mm為模數(shù)。柱中通常配置縱向受力鋼筋和箍筋等，構(gòu)成鋼筋骨架。柱的配筋4

縱向受力構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件縱向受力鋼筋4.2.1構(gòu)造要求軸壓柱：與砼共同承擔(dān)壓力；提高構(gòu)件的延性。偏壓柱：與砼共同承擔(dān)壓力；提高構(gòu)件的延性；當(dāng)偏心矩較大而出現(xiàn)拉力時，承擔(dān)拉力。全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.6%、不宜超過5%。直徑不宜小于12mm，宜用粗鋼筋。對矩形截面根數(shù)不得少于4根?？v筋的連接接頭宜設(shè)置在受力較小處，可采用機械連接接頭、焊接接頭和搭接接頭?？v筋砼保護層最小厚度為30mm（一類環(huán)境）。4

縱向受力構(gòu)件焊接接頭（電渣壓力焊）4

縱向受力構(gòu)件機械連接4

縱向受力構(gòu)件外掛砂漿塊，形成砼保護層C=30mm4

縱向受力構(gòu)件普通鋼箍柱螺旋鋼箍柱NN偏壓柱Ne0軸心受壓柱縱向受力鋼筋應(yīng)沿截面四周均勻?qū)ΨQ布置偏心受壓柱縱向受力鋼筋放置在彎矩作用方向的兩對邊箍筋的作用①與縱筋形成鋼筋骨架，保證縱筋的位置，防止縱筋壓屈。②對于承受較大橫向剪力的構(gòu)件，箍筋可以協(xié)同砼抗剪，提高構(gòu)件的抗剪強度。③箍筋對核芯部分的砼有一定的約束作用，提高其強度和延性，當(dāng)箍筋的間距較小時，約束作用比較顯著。4

縱向受力構(gòu)件箍筋應(yīng)做成封閉式。箍筋的構(gòu)造要求箍筋直徑：不應(yīng)小于d/4和6mm（d為縱筋最大直徑）。當(dāng)柱中全部縱筋配筋率超過3%時，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm。箍筋間距：①不應(yīng)大于400mm和截面短邊尺寸，且不應(yīng)大于15d，d為縱筋最小直徑。②當(dāng)柱中全部縱筋配筋率超過3%時，應(yīng)不大于10d和200mm。③在縱筋搭接長度范圍內(nèi)，當(dāng)縱筋受拉時，不應(yīng)大于5d

和100mm；當(dāng)縱筋受壓時，不應(yīng)大于10d

和200mm。箍筋末端應(yīng)做成1350，彎鉤末端平直段長度不應(yīng)小于箍筋直徑的5倍。4

縱向受力構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件復(fù)合箍筋

4

縱向受力構(gòu)件4.2鋼筋砼受壓構(gòu)件4.2.2鋼筋砼軸心受壓構(gòu)件承載力計算柱的長度不同，柱的破壞形態(tài)也不同。根據(jù)長細(xì)比（柱的計算長度l0與柱短邊b或截面回轉(zhuǎn)半徑i之比），將柱分為長柱和短柱兩類。短柱：矩形截面l0/b≤8；圓形截面l0/d≤7；任意截面l0/i≤28。

長柱：矩形截面l0/b＞8；圓形截面l0/d＞7；任意截面l0/i＞28。短柱的破壞特征N由鋼筋和砼共同承擔(dān)，兩者共同受力，共同變形。隨著N的增大，柱表面出現(xiàn)縱向裂縫，砼保護層開始剝落，最后，箍筋之間的縱筋壓屈而向外凸出，砼被壓碎而破壞。短柱破壞時，砼達(dá)到極限壓應(yīng)變0.002，相應(yīng)的縱筋應(yīng)力值：不宜采用高強度鋼筋，否則鋼筋的強度不能充分利用。4

縱向受力構(gòu)件長柱的破壞特征各種偶然因素形成初始偏心距，產(chǎn)生附加彎矩，引起側(cè)向彎曲變形。隨著荷載的增加，附加彎矩和側(cè)向彎曲變形將不斷增大。使柱的承截能力降低。試驗表明，長細(xì)比l０／ｂ越大，承載能力降低越多。當(dāng)長細(xì)比很大時，會發(fā)生失穩(wěn)破壞。規(guī)范采用穩(wěn)定系數(shù)來表示長柱承截力降低的程度。4

縱向受力構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)查下表4

縱向受力構(gòu)件——鋼筋抗壓強度設(shè)計值；——全部縱向受壓鋼筋截面面積；A——截面面積，當(dāng)>3%時，A用A－代替；——縱向鋼筋配筋率——穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比查表；4

縱向受力構(gòu)件4.2.2鋼筋砼軸心受壓構(gòu)件承載力計算截面設(shè)計[解][已知]

截面尺寸b×h，軸力設(shè)計值N，材料（、fc）[求]截面配筋[分析]未知數(shù)驗算配筋率求求，配筋

若，說明截面尺寸過大，需調(diào)整截面尺寸重新計算，或按計算。

4

縱向受力構(gòu)件4.2.2鋼筋砼軸心受壓構(gòu)件承載力計算例題

某軸心受壓柱截面尺寸b×h=350×350mm，計算長度l0=7000mm，砼為C20，鋼筋為HRB335，若該柱承受軸向壓力設(shè)計值N=1500kN，求所需縱向受壓鋼筋的截面面積。例4.24.2.2鋼筋砼軸心受壓構(gòu)件承載力計算（教材P112例4.4）解查表：（P42

表2.5、P43表2.8）由l0/b=7000/350=20查P111表4.3實際選配825求驗算沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，宜粗不宜細(xì)。4

縱向受力構(gòu)件4.2鋼筋砼受壓構(gòu)件偏壓柱Ne0NM=Ne0偏心受壓柱縱向受力鋼筋放置在彎矩作用方向的兩對邊靠近N一側(cè)的鋼筋受壓，記為遠(yuǎn)離N一側(cè)的鋼筋受拉或受壓，一律記為4.2.3鋼筋砼偏心受壓構(gòu)件承載力計算4

縱向受力構(gòu)件4.2.3鋼筋砼偏心受壓構(gòu)件承載力計算小偏心受壓破壞（受壓破壞）大偏心受壓破壞（受拉破壞）Ne0破壞形態(tài)與偏心距e0和縱筋配筋率有關(guān)。大偏心受壓破壞偏心距e0較大，As配置合適時發(fā)生。破壞特征：受拉鋼筋先屈服，受壓區(qū)砼不久被壓碎，受壓鋼筋也能達(dá)到屈服強度，為塑性破壞。4

縱向受力構(gòu)件小偏心受壓破壞4

縱向受力構(gòu)件偏心距e0較??；偏心距e0較大，且As配置較多時發(fā)生。破壞特征：受壓區(qū)砼首先被壓碎而破壞，受壓鋼筋一般能屈服，受拉鋼筋受拉或受壓，都不能屈服，為脆性破壞。設(shè)計時應(yīng)避免。大小偏心受壓的判別大小偏心受壓的根本區(qū)別：受拉縱筋A(yù)s是否屈服。受拉鋼筋A(yù)s屈服，為大偏壓；受拉鋼筋A(yù)s未屈服，為小偏壓。大小偏心受壓的判別：當(dāng)，為大偏心受壓當(dāng)，為小偏心受壓4

縱向受力構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件大小偏心受壓破壞比較類型大偏心受壓破壞小偏心受壓破壞發(fā)生條件偏心距e0較大，As配置合適偏心距e0較?。黄木鄀0較大，且As配置較多破壞特征受拉鋼筋先屈服，受壓區(qū)砼被壓碎，受壓鋼筋也能屈服。受壓區(qū)砼被壓碎而破壞，受壓鋼筋一般能屈服，受拉鋼筋受拉或受壓，都不能屈服。破壞性質(zhì)塑性破壞脆性破壞根本區(qū)別受拉鋼筋A(yù)s屈服受拉鋼筋A(yù)s未屈服判別ξ≤ξbξ＞ξb4

縱向受力構(gòu)件配筋方式Ne0非對稱配筋：兩側(cè)配筋不同對稱配筋：兩側(cè)配筋相同常采用對稱配筋。因為配筋構(gòu)造簡單，施工方便，更適合彎矩變號的情況。4

縱向受力構(gòu)件4

縱向受力構(gòu)件大偏心受壓計算公式及適用條件(附加偏心距)適用條件偏心距增大系數(shù)保證受壓鋼筋能達(dá)到保證受拉鋼筋能達(dá)到4

縱向受力構(gòu)件小偏心受壓計算公式及適用條件

當(dāng)砼≤C50時，取β1=0.8；當(dāng)砼為C80時，取β1=0.74，其間按線性內(nèi)插法確定。對稱配筋矩形截面設(shè)計大偏心受壓對稱配筋4

縱向受力構(gòu)件對稱配筋矩形截面設(shè)計小偏心受壓對稱配筋4

縱向受力構(gòu)件[解][求]截面配筋A(yù)s和[已知]

截面尺寸b×h，彎矩設(shè)計值M，軸力設(shè)計值N，材料(fy、、fc)，對稱配筋①大小偏心受壓的判別

按大偏壓公式，求x，判別：4

縱向受力構(gòu)件對稱配筋大偏心受壓矩形截面設(shè)計②大偏壓截面設(shè)計

例題例4.34.2.3鋼筋砼偏心受壓構(gòu)件承載力計算（教材P117例4.6）解

某偏心受壓柱，截面尺寸b×h=300×400mm，C20混凝土，HRB335鋼筋，柱子計算長度lo=3000mm，承受彎矩設(shè)計值M=150kN.m，軸向壓力設(shè)計值N=260kN，，采用對稱配筋。求縱向受力鋼筋的截面面積。1.判斷大小偏心為大偏心受壓，且滿足適用條件。2.求例題4.2.3鋼筋砼偏心受壓構(gòu)件承載力計算解1.判斷大小偏心2.求①求②求③求例題4.2