建筑結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件

建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件第1頁/共31頁一、受壓構(gòu)件構(gòu)造要求

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件——材料強度《混凝土規(guī)范》規(guī)定受壓鋼筋的最大抗壓強度為400N/mm2?；炷粒阂话阒胁捎肅25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?！孛嫘褪郊俺叽缫筝S心受壓柱以方形為主，偏心受壓柱以矩形為主第2頁/共31頁受壓構(gòu)件構(gòu)造要求

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件——截面型式及尺寸要求一般應(yīng)符合:l0/h≤25以及l(fā)0/b≤30方形與矩形截面的尺寸不宜小于250mm×250mm受壓構(gòu)件的配筋：（1）縱向受力鋼筋（2）箍筋作用：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(yīng)力；三防止構(gòu)件突然的脆性破壞。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3頁/共31頁受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——縱筋的構(gòu)造

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件縱筋直徑與根數(shù)：通常采用12～32mm，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向受力鋼筋不少于４根，圓柱中不宜少于8根且不應(yīng)少于6根。凈距≥50mm，中距≤300mm第4頁/共31頁受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——縱筋的構(gòu)造

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件縱筋的配筋率：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的最小配筋率（％）受力類型最小配筋百分率受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋0.6一側(cè)縱向鋼筋0.2受彎構(gòu)件、偏心受拉、軸心受拉一側(cè)的受拉鋼筋

，且不小于0.2受壓鋼筋的配筋率一般不超過5％，通常在0.5％～2％之間。第5頁/共31頁受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件中的箍筋，應(yīng)做成封閉式末端做成135°彎鉤，平直段長度≥10d受壓構(gòu)件復(fù)合菱形箍筋第6頁/共31頁受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件偏壓柱h≥600mm時，應(yīng)設(shè)置10～16mm的縱向構(gòu)造鋼筋。搭接鋼筋受拉時，箍筋間距S不應(yīng)大于5d，且不應(yīng)大于100mm；搭接鋼筋受壓時，箍筋間距S不應(yīng)大于10d，且不應(yīng)大于200mm。受壓構(gòu)件復(fù)合井字箍筋第7頁/共31頁二、軸心受壓構(gòu)件承載力計算

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件配置縱筋和普通箍筋的柱，稱為普通箍筋柱；配置縱筋和螺旋筋或焊接環(huán)筋的柱，稱為螺旋箍筋柱或間接箍筋柱。螺旋筋或焊接環(huán)筋的套箍作用可約束核心混凝土的橫向變形，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而間接地提高混凝土的縱向抗壓強度。普通箍筋柱中，箍筋是構(gòu)造鋼筋。螺旋箍筋柱中，箍筋既是構(gòu)造鋼筋又是受力鋼筋。第8頁/共31頁混凝土：鋼筋：二、軸壓構(gòu)件承載力

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件長短柱的破壞特征：1、軸心受壓短柱2、軸心受壓長柱臨近破壞時，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。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。第9頁/共31頁4.2軸壓構(gòu)件承載力

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件長短柱的承載力：在同等條件下，（即截面相同，配筋相同，材料相同），長柱受壓承載能力低于短柱受壓承載能力?！痘炷猎O(shè)計規(guī)范》采用穩(wěn)定系數(shù)中來表示長柱承載力的降低程度長細比l0/b越大，值越小長柱承載力短柱承載力柱的長細比愈大，其承截力愈低，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。L0/b≤8為短柱

L0/b>8為長柱第10頁/共31頁4.2軸壓構(gòu)件承載力

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件鋼筋混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)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圓形截面任意截面第11頁/共31頁4.2軸壓構(gòu)件承載力——普通箍筋柱第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件1、基本公式式中系數(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)。A—構(gòu)件截面面積，當(dāng)配筋率大于3%時，A應(yīng)改為Ac=A-As’

第12頁/共31頁4.2軸壓構(gòu)件承載力

第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件柱的計算長度L0取值:注：表中H對底層柱為從基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度；對其余各層柱為上下兩層樓蓋頂面之間的高度。第13頁/共31頁4.2軸壓構(gòu)件承載力——普通箍筋柱第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件截面設(shè)計：已知：構(gòu)件截面尺寸b×h，軸向力設(shè)計值N，構(gòu)件的計算長度L0，材料強度等級fcfy’求：縱筋截面面積As’截面復(fù)核:

已知：柱截面尺寸b×h，計算長度L0，縱筋數(shù)量As’以及級別fy’，混凝土強度等級fc

求：柱的受壓承載力Nu，或已知軸向力設(shè)計值Ｎ，判斷是否安全計算步驟，詳見圖4.2.5軸心受壓構(gòu)件截面設(shè)計步驟計算步驟，詳見圖4.2.6軸心受壓構(gòu)件截面復(fù)核步驟第14頁/共31頁4.2軸壓構(gòu)件承載力第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件4.1在受壓構(gòu)件中配置箍筋的作用是什么？什么情況下需設(shè)置復(fù)合箍筋?4.2軸心受壓短柱、長柱的破壞特征各是什么？為什么軸心受壓長柱的受壓承載力低于短柱？承載力計算時如何考慮縱向彎曲的影響？思考題：4.1某鋼筋混凝土正方形截面軸心受壓構(gòu)件，截面邊長350mm，計算長度6m，承受軸向力設(shè)計值N＝1500kN，采用C25級混凝土，HRB335級鋼筋。試計算所需縱向受壓鋼筋截面面積。4.2某鋼筋混凝土正方形截面軸心受壓構(gòu)件，計算長度9m，承受軸向力設(shè)計值N＝1700kN，采用C25級混凝土，HRB400級鋼筋。試確定構(gòu)件截面尺寸和縱向鋼筋截面面積，并繪出配筋圖。4.3矩形截面軸心受壓構(gòu)件，截面尺寸為450×600mm，計算長度8m，混凝土強度等級C25，已配縱向受力鋼筋822（HRB335級），試計算截面承載力。練習(xí):第15頁/共31頁四、偏壓構(gòu)件第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件1、偏心受壓構(gòu)件破壞特征當(dāng)e0很小時，接近軸壓構(gòu)件當(dāng)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(dāng)偏心距e0較大，且受拉鋼筋不太多時，發(fā)生受拉破壞。當(dāng)偏心距e0較小，或偏心距e0雖不小大，但受拉鋼筋配置過多時，均發(fā)生受壓破壞。第16頁/共31頁第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件受拉破壞（大偏心受壓破壞）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(dān)，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(dǎo)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17頁/共31頁第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件受壓破壞（小偏心受壓破壞）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(yīng)力較高，離力遠側(cè)壓應(yīng)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18頁/共31頁第四節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件受拉破壞與受壓破壞的界限

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ξb作為界限：第19頁/共31頁一、受拉構(gòu)件受力特點

第五節(jié)鋼筋混凝土受拉構(gòu)件一、受力特點

1、軸心受拉構(gòu)件軸拉構(gòu)件所受的拉力，全部由鋼筋承擔(dān)，最終由于受拉鋼筋屈服而導(dǎo)致構(gòu)件破壞。小偏拉：

拉力N作用在縱向鋼筋Ａs和Ａs’之間（e0≤h/2－as）時，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，部份受壓。

2、偏心受拉構(gòu)件按照軸向拉力N作用在截面上位置的不同，偏拉構(gòu)件有兩種破壞形態(tài)：

小偏心受拉破壞和大偏心受拉破壞。當(dāng)拉力N的作用點與截面形心重合時，稱為軸心受拉構(gòu)件；

當(dāng)拉力N的作用點與截面形心偏離時，稱為偏心受拉構(gòu)件。第20頁/共31頁第五節(jié)鋼筋混凝土受拉構(gòu)件＊軸心受拉構(gòu)件：

鋼混屋架下弦桿、

高壓圓形水管、

圓形水池壁等＊偏心受拉構(gòu)件：

矩形水池壁、

淺倉的墻壁等鋼筋混凝土折線屋架第21頁/共31頁第五節(jié)鋼筋混凝土受拉構(gòu)件＊軸拉構(gòu)件

承載力計算公式：N——截面受到的軸向拉力設(shè)計值；

Nu——軸拉承載力設(shè)計值；

fy——縱向鋼筋的抗拉強度設(shè)計值；

As——全部縱向鋼筋的截面面積。第22頁/共31頁第五節(jié)鋼筋混凝土受拉構(gòu)件＊小偏拉構(gòu)件

承載力計算公式：第23頁/共31頁第五節(jié)鋼筋混凝土受拉構(gòu)件＊大偏拉構(gòu)件

承載力計算公式：第24頁/共31頁4.4受拉構(gòu)件第五節(jié)鋼筋混凝土受拉構(gòu)件二、構(gòu)造要求軸拉及小偏拉構(gòu)件中的縱筋，不得采用綁扎接頭，直徑大于28mm的受拉鋼筋不宜采用綁扎接頭。搭接而不加焊的受拉鋼筋接頭僅允許用在圓形池壁或管中，其接頭位置應(yīng)錯開，搭接長度不小于１.3la和300mm。布置原則：均勻?qū)ΨQ，宜細不宜粗，宜多不宜少。一般箍筋直徑一般為4～6mm，間距不宜大于200mm常用對稱配筋形式。小組協(xié)作思考題：怎樣判別大、小偏心受拉構(gòu)件？第25頁/共31頁一、鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的受力特點及配筋

第六節(jié)鋼筋混凝土受扭構(gòu)件凡是構(gòu)件截面中有扭矩作用的，都稱為受扭構(gòu)件。例如：鋼筋混凝土雨篷、平面曲梁或折梁、現(xiàn)澆框架邊梁、

吊車梁、螺旋樓梯等。根據(jù)截面所受內(nèi)力的不同，分為：

純扭、剪扭、彎扭、彎剪扭等多種受力情況。

TV+TM+TM+V+T1、素混凝土純扭構(gòu)件(T)2、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件(T)3、鋼筋混凝土彎、剪、扭構(gòu)件