钢筋混凝土第5章 钢筋混凝土受压构件承载力计算

1、第 5 章 钢筋(gngjn)混凝土受压构件承载力计算共四十七页本章(bn zhn)重点了解轴心受压构件(gujin)的受力全过程；掌握轴心受压构件正截面承载力的计算方法；熟悉偏心受压构件的破坏特征和两类偏心受压构件的判别方法；掌握大、小偏心受压构件正截面承载力的计算方法；掌握偏心受压构件斜截面受剪承载力计算方法；了解双向偏心受压构件正截面承载力计算方法；了解受压构件的构造要求。共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 概 述 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算受压构件分为轴心受压和偏心受压。 定义: 主要以承受轴向压力为主，通常还有弯矩和剪力作用。共四十七页 第

2、五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 概 述水电站厂房(chngfng)柱轴心受压构件共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 概 述共四十七页共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.1 受压构件(gujin)的构造要求一、截面形式和尺寸采用方形或矩形截面，截面长边布在弯矩作用方向，长短边比值1.52.5。也可采用T形、工字形截面。桩通常用圆形截面。截面尺寸不宜过小，水工建筑现浇立柱边长300mm。截面边长 800mm，50mm为模数，边长800mm，以100mm为模数。承重墙厚度不应小于无支承长度的1/25，也不宜小于150mm。二、砼受压构

3、件承载力主要取决于砼强度，应采用强度等级较高的砼，如C25 、C30或更高。第一节 受压构件的构造要求共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.1 受压构件的构造(guzo)要求三、纵向钢筋作用：协助砼受压；承担弯矩。 常用II级、III级。不宜用高强钢筋。直径12mm，常用直径1232mm。现浇时纵筋净距50mm，最大间距300mm。偏心受压柱长边600mm，中间设1016mm的纵向构造钢筋，间距400mm。承重墙内竖向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于300mm。当计算不许配置竖向受力钢筋时，则在墙体两端应各设置不少于4根直径为12mm或2根直径为16mm的竖向

4、构造钢筋。共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.1 受压构件的构造(guzo)要求受压钢筋数量不能过少。规范规定：纵筋不宜过多，合适配筋率0.82.0，最大不宜超过5%。共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.1 受压构件的构造(guzo)要求 四、箍筋作用：阻止纵筋受压向外凸，防止砼保护层剥落；约束砼；抗剪。箍筋应为封闭式。纵筋绑扎搭接长度内箍筋要加密。箍筋直径和间距共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.1 受压构件的构造(guzo)要求截面有内折角时箍筋的布置基本箍筋和附加箍筋、连系拉筋共四十七页 第五章 钢筋砼受

5、压构件(gujin)承载力计算 5.1 受压构件(gujin)的构造要求螺旋箍筋普通箍筋共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.2 轴心(zhu xn)受压构件正截面承载力计算 第二节 轴心受压构件正截面承载力计算试件为配有纵筋和箍筋的短柱。柱全截面受压，压应变均匀。钢筋与砼共同变形，压应变保持一样。一、试验结果荷载较小，砼和钢筋应力比符合弹模比。荷载加大，砼和钢筋应力比不再符合弹模比。荷载长期持续作用，砼徐变发生，砼与钢筋之间引起 应力重分配。破坏时，砼的应力达到 ，钢筋应力达到 。共四十七页共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.2 轴心受压

6、构件(gujin)正截面承载力计算不同箍筋短柱的荷载应变图 A不配筋的素砼短柱；B配置普通箍筋的钢筋砼短柱；C配置螺旋箍筋的钢筋砼短柱。共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.2 轴心受压构件正截面(jimin)承载力计算长柱不仅发生压缩变形，还发生纵向弯曲。 长柱破坏荷载小于短柱，柱子越细长小得越多。 用稳定系数 表示长柱承载力较短柱降低的程度。 普通箍筋短柱正截面极限承载力 Nu破坏时的极限轴向力； Ac砼截面面积； A s全部纵向受压钢筋截面面积。 共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.2 轴心受压构件(gujin)正截面承载力计算影响

7、值的主要因素为长细比l0/b 。l0/b8的柱称为短柱。实际工程构件计算长度l0取值可参考规范。一般建筑物中的柱，常长细比限制在l0/b 30，l0/h25。 共四十七页共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.2 轴心(zhu xn)受压构件正截面承载力计算二、普通箍筋柱的计算 基本公式：K 承载力安全系数；N轴力设计值；A构件截面面积（当 ，需扣除 钢筋截面面积）； 全部纵筋的截面面积； 轴压构件的稳定系数。共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.3 偏心受压构件(gujin)正截面承载力计算 (一)第一类破坏情况受拉破坏偏心距较大， As配筋

8、合适。破坏特征是受拉钢筋应力先达到屈服，然后压区砼被压碎，受压筋应力一般也达到屈服，与配筋量适中的双筋受弯构件的破坏相类似。破坏有预兆，属延性破坏。也称为大偏心受压破坏 。 第三节 偏心受压构件正截面承载力计算偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关。 一、试验结果共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.3 偏心受压构件正截面(jimin)承载力计算 (二)第二类破坏情况受压破坏破坏特征是受压砼先达到极限应变而压坏， As未达到屈服，破坏具有脆性性质，也称为“小偏心受压破坏”。 e0很小，全部受压 e0稍大，小部分受拉e0较大，拉筋过多个别情况， e0极小

9、，As配置过少，破坏可能在距轴向力较远一侧发生。共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.3 偏心受压构件正截面(jimin)承载力计算二、矩形截面偏心受压构件的计算基本假定同受弯构件。承载力计算的基本公式： N轴向力设计值； 受拉边或受压较小边钢筋的应力； e0轴向力对截面重心的偏心距，e0MN。共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.3 偏心受压构件(gujin)正截面承载力计算受拉侧钢筋应力ss 根据平截面假定 共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.3 偏心受压构件正截面(jimin)承载力计算中和轴正好通过As位置

10、， , 即 时，取 ； ，即 时，取 = 。为避免采用上式出现 x 的三次方程考虑：当x =xb，ss=fy；当x =0.8，ss=0。压共四十七页 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.3 偏心受压构件(gujin)正截面承载力计算三、相对界限受压区计算高度根据平截面假定，受拉筋屈服与受压区砼边缘ecu同时达到时，相对界限受压区计算高度：大偏心受压破坏小偏心受压破坏两种偏心受压破坏的界限共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.3 偏心受压构件正截面(jimin)承载力计算四、偏心受压构件纵向弯曲的考虑长细比大的偏压构件，承载力比短柱低。纵向弯曲产生附加偏

11、心距f ，实际偏心距增大为 e0 +f 。 挠度曲线挠度和曲率的关系偏心距增大系数。共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.3 偏心受压构件正截面(jimin)承载力计算公式不适用。共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算 5.3 偏心受压构件(gujin)正截面承载力计算作用：偏心距增大系数，考虑长柱偏心受压时的纵向弯曲使偏心距加大的影响。各符号的含义：考虑小偏压影响系数，大偏压时：考虑长细比的影响：公式适用范围：长柱短柱细长柱，公式不再适用。公式原理：以破坏截面曲率为主要参数。考虑因素：e0 ， l0 /h ，破坏形态，长细比，砼徐变。共四十七页五

12、.矩形(jxng)截面偏心受压构件的截面设计及承载力复核大小偏心受压的实用判别准则若he00.3h0，按大偏心受压情况(qngkung)计算若he0 0.3h0，按小偏心受压情况计算（一）大偏心受压（受拉破坏） 第五章 钢筋砼受压构件承载力计算 5.3 偏心受压构件正截面承载力计算共四十七页（1）As和As均未知时两个(lin )基本方程，三个未知数，As、As和 x，无唯一解。与双筋梁类似，为使总配筋面积（As+As）最小?可取x=xbh0得若Asrmin bh0?取As= rmin bh0，按As为已知情况(qngkung)计算。 第五章 钢筋砼受压构件承载力计算 5.3 偏心受压构件正截

13、面承载力计算共四十七页（2）As为已知时当As已知时，两个(lin )基本方程有二个未知数As 和 x，有唯一解。若 2a x xbh0，可得取x=2a，对As 中心(zhngxn)取矩若xxb，ss fy，As未达到受拉屈服。为使用钢量最小，可取As = rmin bh0。共四十七页 5.3 偏心(pinxn)受压构件正截面承载力计算 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算确定As后，可求得x :（1）如x xbh0，按大偏压重算；（2）若b x 1.6-xb ，取ss= - fy 及x =1.6-xb （若 x h，取 x=h ），再解算。当As一侧砼可能先达到受压破坏。对As取矩

14、，可得：e=0.5h-a-e0, h0=h-a小偏压还需验算垂直弯矩作用平面的轴心受压承载力。bhfKNc共四十七页压 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.3 偏心受压构件正截面(jimin)承载力计算共四十七页（三）矩形截面偏心受压构件(gujin)承载力复核 第五章 钢筋砼受压构件(gujin)承载力计算 5.3 偏心受压构件正截面承载力计算（1）求x（先按大偏心受压计算）(2)当xxbh0时，大偏心受压x2axxbh0时，小偏心受压。按小偏心受压承载力计算方法重新计算。若x 1.6-xb ，取ss= - fy 重新计算x若x x 2ax0.3fcA，取N=0.3fcA;防

15、止斜压破坏构造配筋5.6偏心受压构件斜截面受剪承载力计算共四十七页 第五章 钢筋(gngjn)砼受压构件承载力计算第七节 双向偏心受压构件的正截面(jimin)承载力计算5.7双向偏心受压构件的正截面承载力计算Nx轴向力作用于x轴、考虑偏心距 ，按全部纵筋计算的构件偏压承载力设计值；Ny轴向力作用于y轴、考虑偏心距 ，按全部纵筋计算的构件偏压承载力设计值； N0按全部纵筋计算的构件轴压承载力设计值，不考虑 ；共四十七页内容摘要第 5 章。承重墙厚度不应小于无支承长度的1/25，也不宜小于150mm。直径12mm，常用直径1232mm。承重墙内竖向钢筋(gngjn)的直径不应小于10mm，间距不应大于300mm。当计算不许配置竖向