建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)第十四章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件承載力計(jì)算受壓構(gòu)件依軸向力作用線與構(gòu)件截面形心線間關(guān)系的同分為：軸心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件第十四章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件承載力計(jì)算1、混凝土

宜采用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土，一般采用C25、C30、C35、C40等，對(duì)于高層建筑的底層柱，必要時(shí)可采用更高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。

2、縱向鋼筋

一般采用HRB400級(jí)、HRB335級(jí)和RRB400級(jí)。不宜采用高強(qiáng)度鋼筋。第一節(jié)受壓構(gòu)件的構(gòu)造一、材料的強(qiáng)度等級(jí)1、截面形式軸心受壓構(gòu)件：多采用正方形或矩形，有時(shí)也采用圓形或正多邊形。偏心受壓構(gòu)件：一般采用矩形、工字形、T形。為了節(jié)約混凝土和減輕柱的自重，特別是在裝配式柱中，較大尺寸的柱常采用工字形截面。正方形、矩形、圓形、多邊形、環(huán)形等。2、截面尺寸構(gòu)件截面尺寸應(yīng)能滿(mǎn)足承載力、剛度、建筑使用和經(jīng)濟(jì)等方面的要求。為了使矩形截面受壓構(gòu)件不致因長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大而使承載力降低過(guò)多，常取，，。此處為柱的計(jì)算長(zhǎng)度，b為矩形截面短邊邊長(zhǎng)，h為矩形截面長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)。構(gòu)件截面尺寸宜符合模數(shù)，800mm及以下的，取50mm的倍數(shù)，800mm以上的，可取100mm的倍數(shù)。

第一節(jié)受壓構(gòu)件的構(gòu)造二、截面的形式和尺寸1、縱向受力鋼筋的作用：幫助混凝土受壓，也可承受溫度變化或混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，對(duì)于偏心受壓柱，縱向受力鋼筋還抵抗由偏心壓力產(chǎn)生的彎矩。2、縱向受力鋼筋的直徑：不宜小于12mm，通常在12～32mm范圍內(nèi)選用。為了減少鋼筋在施工時(shí)可能產(chǎn)生的縱向彎曲，縱向受力鋼筋宜采用較粗的鋼筋。

3、縱筋凈距：不應(yīng)小于50mm，且不宜大于300mm。在水平位置上澆注的預(yù)制柱，其縱向鋼筋的最小凈距可按照梁的有關(guān)規(guī)定采用。偏心受壓構(gòu)件中，垂直于彎矩作用平面的側(cè)面的縱向受力鋼筋以及軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋，其中距不宜大于300mm。三、縱向鋼筋第一節(jié)受壓構(gòu)件的構(gòu)造4、縱向受力鋼筋的布置：軸心受壓柱中縱向受力鋼筋應(yīng)沿截面的四周均勻放置，矩形截面鋼筋根數(shù)不得少于4根。圓柱中縱向受力鋼筋不宜少于8根且不應(yīng)少于6根。偏心受壓柱的縱向受力鋼筋應(yīng)放置在偏心方向截面的兩邊。配筋方式有對(duì)稱(chēng)配筋和非對(duì)稱(chēng)配筋兩種。5、縱向受力鋼筋的最小配筋率：需滿(mǎn)足最小配筋率的要求，見(jiàn)表13-11。同時(shí)，受壓構(gòu)件全部縱向受力鋼筋的配筋率不宜大于5%，以免配筋率過(guò)大造成施工不便和不經(jīng)濟(jì)。第一節(jié)受壓構(gòu)件的構(gòu)造第一節(jié)受壓構(gòu)件的構(gòu)造6、對(duì)于偏心受壓柱，當(dāng)截面高度h≥600mm時(shí)，在柱的側(cè)面應(yīng)設(shè)置直徑不小于10mm的縱向構(gòu)造鋼筋，并相應(yīng)地設(shè)置復(fù)合箍筋或拉筋。偏心受壓柱縱向構(gòu)造鋼筋的設(shè)置1、箍筋的作用：可以固定縱向受力鋼筋，并與其形成鋼筋骨架，防止縱向受力鋼筋壓屈，同時(shí)還可提高柱的抗剪承載力。2、箍筋的形式：為防止縱向受力鋼筋壓曲，柱中箍筋須做成封閉式。對(duì)于截面形狀復(fù)雜的構(gòu)件，不可采用具有內(nèi)折角的箍筋，避免產(chǎn)生向外的拉力，致使折角處的混凝土破損。第一節(jié)受壓構(gòu)件的構(gòu)造四、箍筋3、箍筋直徑：d6mm或d/4

；當(dāng)柱中全部縱向鋼筋的配筋率超過(guò)3%時(shí)，箍筋直徑不宜小于8mm。4、箍筋間距:不應(yīng)大于400mm及構(gòu)件截面的短邊尺寸，且不應(yīng)大于15d(d為縱向受力鋼筋的最小直徑)。當(dāng)柱中全部縱向受力鋼筋配筋率大于3％時(shí)，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm，其間距不應(yīng)大于10d，且不應(yīng)大于200mm，箍筋末端應(yīng)做成135°彎鉤，彎鉤末端平直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于10d(d為縱向受力鋼筋的最小直徑)。5、當(dāng)柱截面的短邊尺寸大于400mm且各邊縱向受力鋼筋多于3根，或當(dāng)柱截面的短邊尺寸不大于400mm但各邊縱向受力鋼筋多于4根，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋，如圖14-4。第一節(jié)受壓構(gòu)件的構(gòu)造1、工程中常見(jiàn)的軸心受壓構(gòu)件第二節(jié)軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2、軸心受壓柱依據(jù)箍筋的配置方式分為普通箍筋柱和螺旋箍筋柱（或焊接環(huán)形箍筋柱）。（a）框架結(jié)構(gòu)房屋柱（b）屋架的受壓腹桿普通箍筋柱焊接環(huán)形箍筋柱螺旋箍筋柱一、軸心受壓構(gòu)件受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)第二節(jié)軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算1.軸心受壓短柱（lo/b

8）的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)軸心受壓短柱在軸心力作用下，整個(gè)截面的壓應(yīng)變沿構(gòu)件長(zhǎng)度基本是均勻分布的。由于鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力的存在，從開(kāi)始加載直至破壞，使兩者的應(yīng)變基本相同，即混凝土與縱向受力鋼筋始終保持共同變形。軸心受壓短柱的破壞

初始偏心產(chǎn)生附加彎矩

在截面尺寸、配筋、強(qiáng)度相同的條件下，長(zhǎng)柱的承載力低于短柱，(采用降低系數(shù)

來(lái)考慮，稱(chēng)之為穩(wěn)定系數(shù)。

)

加大初始偏心，最終構(gòu)件在M，N共同作用下破壞。

附加彎矩引起撓度2、軸心受壓長(zhǎng)柱（lo/b

＞8）的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)第二節(jié)軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

—軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。反映受壓構(gòu)件的承載力隨長(zhǎng)細(xì)比增大而降低的現(xiàn)象。第二節(jié)軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算二、基本計(jì)算公式A—構(gòu)件截面面積；當(dāng)縱向鋼筋的配筋率大于3%時(shí)，A應(yīng)改用（）代替；——全部縱向鋼筋的截面面積。軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)問(wèn)題可分為截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核兩類(lèi)。1.截面設(shè)計(jì)已知軸心壓力設(shè)計(jì)值N，材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度。求構(gòu)件截面尺寸b×h及縱向受壓鋼筋的面積。第二節(jié)軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算三、軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)2.截面復(fù)核已知構(gòu)件截面尺寸b×h及縱向受壓鋼筋的面積，材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度。求柱所能承擔(dān)的軸心壓力設(shè)計(jì)值。第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算單層廠房柱

在工程中，偏心受壓構(gòu)件的應(yīng)用頗為廣泛，如常見(jiàn)的多高層框架柱、單層剛架柱、單層廠房排架柱；水塔、煙囪的筒壁和屋架、托架的上弦桿等等均為偏心受壓構(gòu)件。第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算一、偏心受壓構(gòu)件的受力性能按照軸向力的偏心距和縱向鋼筋配筋情況的不同，偏心受壓構(gòu)件的破壞可分為受拉破壞和受壓破壞兩種情況。1.受拉破壞（大偏心受壓破壞）當(dāng)軸向壓力偏心距較大，且受拉鋼筋配置不太多時(shí)，構(gòu)件發(fā)生受拉破壞。受拉破壞有明顯預(yù)兆，屬于延性破壞。

（a）截面應(yīng)力(b)受拉破壞形態(tài)

2.受壓破壞（小偏心受壓破壞）當(dāng)構(gòu)件的軸向壓力的偏心距較小，或偏心距較大且配置的受拉鋼筋過(guò)多時(shí)，就發(fā)生受壓破壞。受壓破壞形態(tài)的特點(diǎn)是由于受壓區(qū)混凝土到達(dá)其抗壓強(qiáng)度，距軸力較遠(yuǎn)一側(cè)的鋼筋，無(wú)論受拉或受壓，一般均未到達(dá)屈服，其承載力主要取決于受壓區(qū)混凝土及受壓鋼筋，故稱(chēng)為受壓破壞。這種破壞缺乏明顯的預(yù)兆，具有脆性破壞的性質(zhì)。

第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算(a)(b)截面應(yīng)力(c)受壓破壞形態(tài)第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算3.兩類(lèi)偏心受壓破壞的界限當(dāng)，屬于大偏心受壓構(gòu)件；

當(dāng)，屬于小偏心受壓構(gòu)件。第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算二、N-M相關(guān)曲線第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算三、長(zhǎng)細(xì)比對(duì)偏心受壓構(gòu)件承載力的影響長(zhǎng)細(xì)比對(duì)承載力的影響

第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算四、偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算中的兩個(gè)問(wèn)題1.附加偏心距

由于混凝土的非均勻性及施工偏差等原因，實(shí)際偏心受壓構(gòu)件軸向力的偏心距e0有可能增大或減小，即使軸心受壓構(gòu)件也不存在e0=0。顯然，偏心距的增加會(huì)使截面的偏心彎矩增大，考慮這種不利影響，現(xiàn)?。?.彎矩增大系數(shù)第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算對(duì)于短柱，可以忽略側(cè)向撓度的影響。故《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)于彎矩作用平面內(nèi)截面對(duì)稱(chēng)的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)同一主軸方向的桿端彎矩比不大于0.9且設(shè)計(jì)軸壓比不大于0.9時(shí)，若構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比滿(mǎn)足要求，可不考慮該方向構(gòu)件自身?yè)锨a(chǎn)生的附加彎矩影響；當(dāng)不滿(mǎn)足時(shí)，需按截面的兩個(gè)主軸方向分別考慮構(gòu)件自身?yè)锨a(chǎn)生的附加彎矩影響。2.彎矩增大系數(shù)第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算五、矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算公式1.矩形截面大偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算公式大偏心受壓破壞的截面計(jì)算圖形公式的適用條件：1）為了保證構(gòu)件破壞時(shí)受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力先達(dá)到屈服強(qiáng)度，要求滿(mǎn)足：2）為了保證構(gòu)件破壞時(shí)，受壓鋼筋應(yīng)力能達(dá)到屈服強(qiáng)度，要求滿(mǎn)足：2.矩形截面小偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算公式第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算（a）部分截面受壓時(shí)截面計(jì)算圖形（b）全截面受壓時(shí)計(jì)算圖形第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式的適用條件當(dāng)，在計(jì)算時(shí)，?。粚?duì)于小偏心受壓構(gòu)件除應(yīng)計(jì)算彎矩作用平面內(nèi)的受壓承載力外，尚應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力。第三節(jié)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算六、對(duì)稱(chēng)配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算本節(jié)主要介紹常見(jiàn)的矩形截面對(duì)稱(chēng)配筋（，，）的截面設(shè)計(jì)。已知截面尺寸b×h，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，鋼筋種類(lèi)（在一般情況下及取同一種鋼筋），軸向力設(shè)計(jì)值

N及彎矩設(shè)計(jì)值M，長(zhǎng)細(xì)比

求鋼筋截面面積及。第四節(jié)偏心受壓構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算

對(duì)于偏心受壓構(gòu)件，往往在