项目3.2 钢筋混凝土受压构件.

1、建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图项目项目3 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件:本章主要内容：本章主要内容：3.1 3.1 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件3.2 3.2 钢筋混凝土受压构件钢筋混凝土受压构件3.3 3.3 钢筋混凝土受扭构件钢筋混凝土受扭构件3.4 3.4 预应力混凝土构件基本知识预应力混凝土构件基本知识3.5 3.5 钢筋混凝土结构施工图钢筋混凝土结构施工图钢筋混凝土受压构件钢筋混凝土受压构件2建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3.2.1受压构件的一般构造要求受压构件的一般构造要求本节主要内容：1、受压构件分类；2、截面形式及尺寸要求；3、构造要求。 建

2、筑结构基础与识图建筑结构基础与识图0、受压构件概念、受压构件概念受压构件：以承受纵向压力为主的构件。受压构件：以承受纵向压力为主的构件。最常见的受压最常见的受压构件为钢筋混凝土柱，此外屋架的受压弦杆、腹杆、桥构件为钢筋混凝土柱，此外屋架的受压弦杆、腹杆、桥梁中的桥墩，高层建筑中的剪力墙均属受压构件。梁中的桥墩，高层建筑中的剪力墙均属受压构件。建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图1、受压构件分类、受压构件分类分类依据：分类依据：纵向压力作用线纵向压力作用线与与截面形心截面形心的相对位置关系。的相对位置关系。根据纵根据纵向压力向压力的作用的作用位置位置轴向压力与构件轴线重合轴向压力与构件轴线不重合

3、建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图桁架的受压弦杆和腹杆轴心受轴心受压构件压构件以永久荷载为主的等跨多层框架房屋的内柱建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图工业和民用建筑中的单层厂房柱（牛腿柱）偏心受偏心受压构件压构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2、截面形式及尺寸、截面形式及尺寸1）截面形式：）截面形式：u最常采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工字最常采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。形截面。u轴心受压柱以方形为主，偏心受压以矩形为主。轴心受压柱以方形为主，偏心受压以矩形为主。u其他轴心受压柱可采用圆形或多边形等，圆形截面主要其

4、他轴心受压柱可采用圆形或多边形等，圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。u其他偏心受压柱可采用其他偏心受压柱可采用I形和形和T形。形。 建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2）尺寸要求：）尺寸要求：u常用矩形或方形常用矩形或方形截（截（且且bh250250mm），面长细比面长细比宜控宜控制在制在l0/b30或或l0/d25。 u h800mm，以，以50mm为为模数；模数； h800mm ，以，以100mm为为模数。模数。u柱剪跨比宜大于柱剪跨比宜大于2。u柱截面高宽比不宜大于柱截面高宽比

5、不宜大于3。建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3、构造要求、构造要求1）材料强度等级：）材料强度等级： 我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C25C40；各构件中混凝土强度等级均各构件中混凝土强度等级均不宜低于不宜低于C20;在高层建筑中，在高层建筑中，C50C60级混凝土也经常使用。级混凝土也经常使用。 受压构件中，通常采用受压构件中，通常采用HRB335级级和和HRB400级级钢筋，钢筋，不宜过高。因为高强度钢筋在与混凝土共同受压时，并不不宜过高。因为高强度钢筋在与混凝土共同受压时，并不能充分发挥其高强作用。能充分发挥其高强作用。建筑结构基础与识图建筑

6、结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2）纵向受力钢筋：）纵向受力钢筋：纵向纵向钢筋钢筋作用作用协助混凝土承受压协助混凝土承受压力以减小构件尺寸力以减小构件尺寸承受可能的弯矩，以及承受可能的弯矩，以及混凝土收缩、徐变和温混凝土收缩、徐变和温度变形引起的拉应力度变形引起的拉应力防止构件突然的脆性破坏防止构件突然的脆性破坏箍筋箍筋作用作用与纵筋形成骨架；防止与纵筋形成骨架；防止混凝土受力后外凸，约混凝土受力后外凸，约束核心混凝土，增加构束核心混凝土，增加构件的承载能力和延性。件的承载能力和延性。建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图轴心受压柱的纵向受力轴心受压柱的纵向受力钢筋应沿截面四周

7、均匀对钢筋应沿截面四周均匀对称布置；称布置；偏心受压柱的纵向受力偏心受压柱的纵向受力钢筋放置在弯矩作用方向钢筋放置在弯矩作用方向的两对边；的两对边；圆柱中纵向受力钢筋宜圆柱中纵向受力钢筋宜沿周边均匀布置。沿周边均匀布置。纵向受力钢筋纵向受力钢筋布置方式布置方式建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 级别：级别： 采用采用HRB335级级、HRB400级级 ，更高强度采用比较少。，更高强度采用比较少。 直径：直径： 纵筋直径纵筋直径d12mm，常在，常在1232mm之间选用，宜之间选用，宜 用较粗钢筋；根数，矩形时不小于用较粗钢筋；根数，矩形时不小于4根，圆柱不宜根，圆柱不宜 少于少于8根，且不小

8、于根，且不小于6根；根； 配筋率：配筋率：配筋率配筋率min0.6%（与钢筋强度有关与钢筋强度有关），max5%纵向受力钢筋：纵向受力钢筋：建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图距离：距离：钢筋净距钢筋净距50mm，中距，中距300mm（受力钢筋）；（受力钢筋）； 当偏心受压柱当偏心受压柱h600mm时，侧面应设时，侧面应设d为为1016mm的纵向构造钢筋；偏心受压柱垂直于的纵向构造钢筋；偏心受压柱垂直于弯矩作用平面的侧面上（即弯距作用下的受力钢筋）以及轴心受压柱各边弯矩作用平面的侧面上（即弯距作用下的受力钢筋）以及轴心受压柱各边的纵向受力钢筋，其中距不宜大于的纵向受力钢筋，其中距不宜大于300

9、mm 。 建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3）箍筋：）箍筋： 柱中箍筋应做成封闭式；箍筋直径不应小于纵向钢筋柱中箍筋应做成封闭式；箍筋直径不应小于纵向钢筋直径直径的四分之一，且不应小于的四分之一，且不应小于6mm； 箍筋箍筋间距间距不应大于纵向钢筋最小直径的不应大于纵向钢筋最小直径的15倍，且不应大倍，且不应大于于400mm及柱截面的短边尺寸及柱截面的短边尺寸b； 当当柱中纵向受力钢筋的配筋率大于柱中纵向受力钢筋的配筋率大于3%时时，箍筋直径不，箍筋直径不应小于应小于8mm，间距不应大于纵向受力钢筋直径的，间距不应大于纵向受力钢筋直径的10倍，且倍，且不大于不大于200mm，其末端应做，其

10、末端应做1350的弯钩，弯钩末端平直段长的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的度不应小于箍筋直径的10倍；倍；当柱截面短边尺寸大于当柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于且各边纵向钢筋多于3根时，根时，或当柱截面短边尺寸不大于或当柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢筋多余但各边纵向钢筋多余4根根时，应时，应设置复合箍筋设置复合箍筋；建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图柱的箍筋形式柱的箍筋形式注意：禁止采用内折角的箍筋注意：禁止采用内折角的箍筋受拉后有拉直趋势，受拉后有拉直趋势， 使混凝土崩裂。使混凝土崩裂。建筑结构基础与识图建筑结构基础与

11、识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图复合菱形箍筋复合菱形箍筋建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图受压构件复合井字箍筋受压构件复合井字箍筋建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图受压构件复合受压构件复合6*6箍筋箍筋建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图箍筋：箍筋： 配有螺旋式或焊接环式箍筋的柱中，若正截面计算考虑间配有螺旋式或焊接环式箍筋的柱中，若正截面计算考虑间接钢筋的作用，箍筋间距不应大于接钢筋的作用，箍筋间距不应大于80mm及及dcor/5，且不宜小于，且不宜小于40mm；钢筋搭接长度：钢筋搭接长度：受拉时，不小于纵向受拉钢筋的搭接长度受拉时，不小于纵向受拉钢筋的搭接长度ll，且不小于，且

12、不小于300mm；受压时，不小于受压时，不小于0.7ll，且不小于，且不小于200mm。抗震框架柱箍筋抗震框架柱箍筋构造要求：构造要求：建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图螺旋箍筋螺旋箍筋建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3.2.2 轴心受压构件的承载力计算轴心受压构件的承载力计算本节主要内容：1、破坏特征；2、配置普通钢筋的轴心受压构件承载力计算；3、配置螺旋式或焊接式间接钢筋的轴心受压构件承载力计算。 建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图1 1）轴心受压短柱）轴心受压短柱（矩形截面矩形截面lo/b8；圆形圆形lo/d12;计算值小于（计算值小于（3-56）计算值；）计算值；间接钢筋换算面

13、积小于纵向钢筋全部截面的间接钢筋换算面积小于纵向钢筋全部截面的25%。 建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3.2.3 偏心受压构件的承载力计算偏心受压构件的承载力计算本节主要内容：1、破坏特征；2、偏心受压构件的正截面承载力计算。 建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 偏心受压构件受力特征介于偏心受压构件受力特征介于轴压轴压和和受弯受弯构件之间的过渡状态，在弯构件之间的过渡状态，在弯矩和剪力的共同作用下，有可能首先混凝土被压坏，也有可能混凝土矩和剪力的共同作用下，有可能首先混凝土被压坏，也有可能混凝土首先被拉坏，因此，偏心受压构件分为两种破坏特征，首先被拉坏，因此，偏心受压构件分为两种破坏特

14、征，大偏心受压和大偏心受压和小偏心受压小偏心受压。当当e0 很小时，接近轴压构件很小时，接近轴压构件当当e0 较大时，接近受弯构件较大时，接近受弯构件0、基本概念、基本概念建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图1、破坏形态、破坏形态（1 1）大偏心受压破坏）大偏心受压破坏受拉破坏受拉破坏 此类破坏在压力的偏心距较大，且受拉此类破坏在压力的偏心距较大，且受拉钢筋配置适量时发生。截面的破坏特征是钢筋配置适量时发生。截面的破坏特征是:受拉钢筋首先屈服，最终受压区边缘的混凝受拉钢筋首先屈服，最终受压区边缘的混凝土也因压应变达到极限值而被压坏，土也因压应变达到极限值而被压坏，对于受对于受压钢筋，只要受压区

15、高度不是太小，一般也压钢筋，只要受压区高度不是太小，一般也能屈服，其破坏特征与适筋的双筋受弯构件能屈服，其破坏特征与适筋的双筋受弯构件相似，这种破坏有明显预兆。相似，这种破坏有明显预兆。建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（2 2）小偏心受压破坏）小偏心受压破坏受压破坏受压破坏 如偏心距较小，或虽然偏心距不小但受如偏心距较小，或虽然偏心距不小但受拉纵筋配置过多时，会发生此种破坏。截面拉纵筋配置过多时，会发生此种破坏。截面破坏特征一般是：破坏特征一般是：靠近压力一侧的受压区边靠近压力一侧的受压区边缘的混凝土压应变首先达到极限值被压坏，缘的混凝土压应变首先达到极限值被压坏，该侧的受压钢筋屈服；而压

16、力远侧的钢筋虽该侧的受压钢筋屈服；而压力远侧的钢筋虽受拉但并未屈服（应力）受拉但并未屈服（应力）,甚至还可能受压。甚至还可能受压。由于这种破坏始于混凝土受压破坏，故又称由于这种破坏始于混凝土受压破坏，故又称为受压破坏为受压破坏 ，这种破坏无明显预兆，故具有，这种破坏无明显预兆，故具有脆性破坏的特征。脆性破坏的特征。建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（2）大偏心）大偏心受压受压 特点：特点：截面部分受压、截面部分受压、部分受拉。受拉钢筋先部分受拉。受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后屈服，受压区混凝土后压碎，受压钢筋也屈服。压碎，受压钢筋也屈服。材料被充分利用材料被充分利用延延性破坏性破坏特点：特点

17、：截面可能全部受压。也可截面可能全部受压。也可能部分受压、部分受拉。破坏时，能部分受压、部分受拉。破坏时，离纵向力较近的一边混凝土压碎，离纵向力较近的一边混凝土压碎，钢筋屈服；离纵向力较远一侧的钢筋屈服；离纵向力较远一侧的钢筋不论受拉还是受压都不屈钢筋不论受拉还是受压都不屈服服脆性破坏脆性破坏 （1）小偏心）小偏心受压受压 建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图大、小偏心受压破坏的界限大、小偏心受压破坏的界限两类破坏的根本区别：距两类破坏的根本区别：距N较远一侧钢筋是否屈服。较远一侧钢筋是否屈服。受拉钢筋屈服受拉钢筋屈服与与受压区混凝土边缘达极限压应变受压区混凝土边缘达极限压应变e ecu同时达

18、到同时达到“界限状态界限状态”。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。因此，因此，相对界限受压区高度相对界限受压区高度仍为仍为b 判断判断 b：大偏心受压：大偏心受压 b：小偏心受压：小偏心受压 建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2、正截面承载力计算、正截面承载力计算 N受压承载力设计值；受压承载力设计值； e 轴向力作用点至受拉钢筋轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离。合力点之间的距离。）（pA）f-（-)()2(e Ap-pA）f-（- p0pypo001ppypo1ahahAfxhbxfNAAfbxfNssycsssyc(0)(0) 矩形矩形截面基本截面

19、基本公式公式建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图aheei21aieee0 s受拉钢筋应力；受拉钢筋应力； As 受拉钢筋面积；受拉钢筋面积； As受压钢筋面积；受压钢筋面积； b 截面宽度；截面宽度； x 受压区高度；受压区高度； fy受压钢筋的屈服强度受压钢筋的屈服强度 ；)()2( 0011ssycsssycahAfxhbxfNeAAfbxfN（不考虑预应力影响）：（不考虑预应力影响）：建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图附加偏心距附加偏心距ea：由于施工误差、荷载作用位置的不确定性及材料的不均匀等由于施工误差、荷载作用位置的不确定性及材料的不均匀等原因，实际工程中不存在理想的轴心受压构件。为考虑这些因素的不利影原因，实际工程中不存在理想的轴心受压构件。为考虑这些因素的不利影响，引入附加偏心距响，引入附加偏心距ea； ea取取20mm与与h/30 两者中的较大值两者中的较大值计算偏心距计算偏心距：即在正截面受压承载力计算中，偏心距取计算偏心距：即在正截面受压承载力计算中，偏心距取计算偏心距e0=M/N；初始偏心距初始偏心距：计算偏心距：计算偏心距e0与附加偏心距与附加偏心距ea之和，称为初始偏心距之和，称为初始偏心距ei。aieee0偏心距偏心距e：