钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算

钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算第一页，共25页。混凝土结构设计原理第3章第3章轴心受力构件正截面承载力第二页，共25页。混凝土结构设计原理第3章结构由构件组成：轴心受力构件偏心受力构件受弯构件受扭构件力学：进行结构的内力分析得到构件截面上的作用效应结构设计的目标：安全可靠，经济适用第三页，共25页。混凝土结构设计原理第3章钢筋混凝土构件的研究思路对构件进行试验研究，明确构件在各个阶段的受力特征找出构件的受力规律按构件的功能要求确定极限状态根据极限状态的受力特征，建立结构的计算模型考虑结构的可靠度建立基本计算式，并提出公式的适用条件第四页，共25页。混凝土结构设计原理第3章本章重点了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程；

掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截面承载力的计算方法；

熟悉轴心受力构件的构造要求。第五页，共25页。混凝土结构设计原理第3章

理想的轴心受力构件在实际工程中其实并不存在。§3.1概述第六页，共25页。混凝土结构设计原理第3章压压压拉拉第七页，共25页。混凝土结构设计原理第3章§3.2轴心受拉构件3.2.1受力过程及破坏特征第八页，共25页。混凝土结构设计原理第3章3.2.2建筑工程中的轴拉构件1.计算公式N——拉力的组合设计值；fy

——

钢筋抗拉强度设计值As

——纵向钢筋面积。第九页，共25页。混凝土结构设计原理第3章2.构造要求

箍筋直径d≥6mm,间距s≤200mm(腹杆中

s≤150mm)。

纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先采用直径较小的钢筋。

钢筋连接有绑扎连接、焊接连接、螺栓连接、套筒挤压连接等多种方式。轴拉构件不得采用绑扎的搭接接头。

纵筋一侧配筋率，且。（为混凝土轴心抗拉强度设计值）第十页，共25页。混凝土结构设计原理第3章§3.3轴心受压构件3.3.1概述第十一页，共25页。混凝土结构设计原理第3章3.3.2配有普通箍筋的轴心受压构件1.受力分析及破坏特征短柱：混凝土压碎，钢筋压屈长柱：构件压屈l0

/i≤28

(l0

为柱计算长度，

i为回转半径。)

矩形截面柱，

l0

/b≤8

第十二页，共25页。混凝土结构设计原理第3章2.建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算j

——

稳定系数；——

钢筋抗压强度设计值；——

混凝土轴心抗压强度设计值；——

全部纵向受压钢筋面积；——

构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于0.03时，A采用

；——为了保持与偏心受压构件正截面承载力计算具有相近的可靠度而引进的系数。第十三页，共25页。混凝土结构设计原理第3章3.构造要求

材料：混凝土宜高一些，钢筋宜用HRB400级。

截面：b≥250mm(矩形),b≥300mm(圆形),l0/b≤30。

纵筋：d≥12mm,圆柱中根数≥6（应）；≥8（宜）

50mm≤静距，中距≤300mm,

c≥20mm

d≤

32mm时，可采用绑扎搭接接头，但接头位置应设在受力较小处单侧不小于0.2%第十四页，共25页。混凝土结构设计原理第3章

箍筋：封闭式

d≥6mm,≥d纵max/4（热轧钢筋）；d≥5mm,≥d纵max/5（冷拔低碳钢丝）；

s≤400mm，b,≤15d纵min；全部纵向钢筋配筋率超过3%时，直径不应小于8，末端135度弯钩，也可用焊接环式箍筋，其间距不应大于10d（纵筋最小直径），且不应大于200mm；搭接长度范围内的箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍，间距不应大于10d（纵筋最小直径），且不应大于200mm。

（每边4根）（每边多于4根）

（每边3根）（每边多于3根）第十五页，共25页。混凝土结构设计原理第3章4.设计方法轴心受压构件的设计问题可分为截面设计和截面复核两类。截面设计一般已知轴心压力设计值，材料强度设计值，构件的计算长度，求构件截面面积（或）及纵向受压钢筋面积。仅有一个公式需求解三个未知量、、，无确定解，故必须增加或假设一些已知条件。一般可以先选定一个合适的配筋率（即），通常可取为1.0%~1.5%，再假定，然后代入公式求解，选定实际的构件截面尺寸。由长细比查表确定，再代入公式求实际的。当然，最后还应检查是否满足最小配筋率要求。第十六页，共25页。混凝土结构设计原理第3章截面复核截面复核比较简单，只需将有关数据代入公式，如果公式成立，则满足承载力要求。5.例题例1某钢筋混凝土轴心受压柱，计算长度，承受轴向力设计值，采用混凝土和HRB400级钢筋，求柱截面尺寸（）及纵筋截面面积（）。解：（1）估算截面尺寸第十七页，共25页。假定，代入公式得：实取求稳定系数，查表得求纵筋面积验算配筋率

总配筋率可以实选钢筋，420第十八页，共25页。混凝土结构设计原理第3章3.3.3配有螺旋箍筋的轴心受压构件1.受力分析及破坏特征螺旋箍筋对混凝土变形产生约束，使其承载力提高。箍筋屈服，核心混凝土压碎第十九页，共25页。混凝土结构设计原理第3章2.建筑工程中螺旋箍轴压构件承载力

当螺旋筋屈服时，s2可由隔离体平衡条件求得：整理得：第二十页，共25页。混凝土结构设计原理第3章根据轴向力平衡条件可得：第二十一页，共25页。混凝土结构设计原理第3章规范从提高安全度考虑，采用下式设计：——间接钢筋的强度；——

构件的核心截面面积；——单根间接钢筋的截面面积；——间接钢筋的间距；——间接钢筋的换算面积，；——间接钢筋对混凝土约束的折减系数，)2(9.0ssoyvsycorcAfAfAfNa+¢¢+£第二十二页，共25页。混凝土结构设计原理第3章构造要求

间接钢筋的换算截面面积Asso应大于纵向钢筋全部截面面积的25％。

按式螺旋箍筋承算得的承载力应大于按普通箍