受压构件的截面承载力

第5章受压构件的截面承载力教学要求：1理解轴心受压螺旋筋柱间接配筋的原理；2深刻理解偏心受压构件的破坏形态和矩形截面受压承载力的计算简图和基本计算公式；3熟练掌握矩形截面对称配筋偏心受压构件的受压承载力计算；4领会受压构件中纵向钢筋和箍筋的主要构造要求。5.1受压构件一般构造要求5.1.1截面形式及尺寸

为便于制作模板，轴心受压构件截面一般采用方形或矩形，有时也采用圆形或多边形。偏心受压构件一般采用矩形截面，但为了节约混凝土和减轻柱的自重，特别是在装配式柱中，较大尺寸的柱常常采用Ⅰ形截面。拱结构的肋常做成T形截面。采用离心法制造的柱、桩、电杆以及烟囱、水塔支筒等常采用环形截面。方形柱的截面尺寸不宜小于250mm×250mm。为了避免矩形截面轴心受压构件长细比过大，承载力降低过多，常取l0/b≤30,l0/h≤25。此处l0为柱的计算长度，b为矩形截面短边边长，h为长边边长。此外，为了施工支模方便，柱截面尺寸宜采用整数，800mm及以下的，宜取50mm的倍数，800mm以上的，可取100mm的倍数。对于I形截面，翼缘厚度不宜小于120mm，因为翼缘太薄，会使构件过早出现裂缝，同时在靠近柱底处的混凝土容易在车间生产过程中碰坏，影响柱的承载力和使用年限。腹板厚度不宜小于100mm，地震区采用I形截面柱时，其腹板宜再加厚些。

混凝土强度等级对受压构件的承截能力影响较大。为了减小构件的截面尺寸，节省钢材，宜采用较高强度等级的混凝土。一般采用C30、C35、C40，对于高层建筑的底层柱，必要时可采用高强度等级的混凝土。纵向钢筋一般采用HRB400级、RRB400级和HRB500级钢筋，不宜采用高强度钢筋，这是由于它与混凝土共同受压时，不能充分发挥其高强度的作用。箍筋一般采用HRB400级、HRB335级钢筋，也可采用HPB300级钢筋。5.1.2材料强度要求

柱中纵向钢筋直径不宜小于12mm；全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%(详见节末)；全部纵向钢筋配率不应小于附表4-5中给出的最小配筋百分率ρmin(%)，且截面一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.2%。图5-1方形、矩形截面箍筋形式5.1.3纵筋5.剩1.训4箍筋为了递能箍帐住纵区筋，趟防止柏纵筋买压曲液，柱新及其纽奉他受诱压构野件中更的周扑边箍志筋应缴做成的封闭倒式；腹其间哥距在第绑扎诉骨架僚中不殖应大赌于15权d(府d为纵磨筋最竟小直壮径)，朽且淡不决应箩大钟于4贴0珍0那m佛m圣,也不春大于厕构件羞横截置面的犯短边孟尺寸暮。箍筋箭直径退不应床小于d/桃4(乳d为纵密筋最沙大直尾径)，且焦不应俱小于6m贱m。图5递-善1方价形芒、肿矩统形昏截闯面工箍治筋威形亿式图5歇-院2槐I形、L形截盈面箍智筋形保式5.投2轴品心放受该压鸦构械件存正昼截断面架受扣压烧承勇载拖力在杯实染际晃工牺程窑结看构失中抱，累由魂于膨混伍凝断土仗材乡丰料筹的锐非葵匀蹦质粒性木，羊纵糠向风钢怕筋稠的惭不誉对游称性布妥置神，源荷失载扰作跟用速位劝置禁的精不疲准轮确吴及距施犁工霜时秋不剩可留避桌免闻的押尺爷寸转误柏差朱等扁原除因防，雷使着得闯真钟正君的校轴驼心估受润压跪构尖件即几渗乎遭不认存汇在难。漏但闷在柜设姓计饱以漂承删受呈恒遥荷撤载欣为姥主胸的办多枝层牛房楚屋警的防内柳柱蒙及熊桁扩架间的够受滋压膏腹秒杆层等裁构育件边时围，落可找近伴似孝地喜按虹轴蛛心静受邮压油构准件认计常算太。焦另锅外位，愁轴锹心蒜受瓶压筒构耀件价正火截副面怒承口载落力赛计刑算费还近用驳于絮偏疏心石受傍压丛构度件废垂诵直笑弯恒矩钟平苍面不的稍承对载推力毛验鼠算冒。一希般尾把贡钢暮筋格混边凝来土忧柱丘按端照厌箍游筋头的腥作匀用徒及辉配舌置隆方适式浪的倦不贿同晕分丸为伞两部种群：脉配蓄有事纵锋向丝式钢华筋瓣和勿普幸通核箍连筋肉的乔柱暑，肿简芦称普通舒箍筋描柱；受配喉有登纵迷向港钢休筋括和菌螺泻旋表式却或己焊虽接写环杠式建箍包筋上的疗柱受，枝统祖称螺旋毙箍筋劝柱。5.尊2.扩1轴恩心钱受饥压蓄普婆通肾箍愿筋别柱女的托正催截哄面萌受吃压当承员载恩力飞计悔算图5-馆3配医有煤纵作筋珠和南箍盖筋袍的漏柱1受吴力房诚分痛析该和随破凝坏情形屯态图5-配4应乏力-荷挪载连曲缩慧线恨示胡意英图图5询-役5短柱说的破旅坏图5-叉6长摧柱这的迹破搜坏试验歪表明殿，长夏柱的键破坏摄荷载劣低于翼其他乌条件糊相同萄的短疾柱破员坏荷侍载，唱长细隔比越虏大，末承载发能力箭降低检越多论。其给原因痛在于鸽，长泽细比付越大算，由惕于各逃种偶脊然因彩素造挂成的骨初始啊偏心荡距将侄越大稳，从催而产完生的岔附加怠弯矩钱和相线应的渡侧向渡挠度必也越丧大。悬对于详长细蛙比很降大的子细长贼柱，扶还可纹能发漠生失目稳破赖坏现哄象。此尾外凉，番在阁长日期巩荷我载靠作交用搅下服，茂由稿于疤混磁凝戒土盏的椅徐运变叫，吹侧狭向双挠沿度块将辩增笋大返更勤多务，粒从维而门使秋长腹柱免的困承约载庸力德降船低远的溉更坟多帝，独长优期庸荷草载冷在殿全颗部融荷这载狭中裂所获占定的局比火例食越辫多半，叮其日承舰载拣力临降颂低涛的稻越败多勿。《混凝叼土结狮构设凳计规证范》采用客稳定个系数φ来表亦示长龙柱承泰载力帮的降幼低程施度2承载劳力计闭算公价式图5-薯8普通械箍筋网柱正顷截面受届压轨承樱载感力逢计破算帐简饮图构请件缠计鹅算帖长涂度盯与微构耍件刑两千端虽支拾承跳情涂况泻有株关辈，半当脚两烧端暖铰示支妄时籍，您取l0=l(l是被构注件恒实摆际始长宾度)；蛮当屿两桑端湿固将定孤时增，绢取l0=抽0统.潮5l；枝当街一鞭端件固检定决，止一峡端忌铰喷支喊时召，固取l0=骨0这.殊7l；状当娇一钢端歼固办定加，士一湾端须自强由刃时度取l0=凭2l。腐在蛋实群际阁结滴构织中扔，骨构希件讲端脸部华的避连丸接扭不唯像搞上史面旬几碧种煮情艺况怕那识样乐理威想拜、烦明申确纺，捉这舌会浴在隶确滔定l0时附遇纪到语困用难臂。萝为忧此《混薯凝用土丝式结碎构膊设墙计旦规拖范》对单来层厂齿房排痕架柱熟、框晒架柱片等的巩计算心长度扩作了煎具体都规定居，分镇别见探中册沙第12、1闪3章。图5拥-玻9长期志荷载饼作用冲下截蕉面上炮混凝情土和师钢筋呢的应活力重嚼分布(a励)混董凝誓土锋；(许b第)钢筋轴奏心瓣受锋压亦构冬件斗在叛加遗载软后始荷猪载剂维未持蹈不遣变蹦的策条览件扁下伍，居由阶于栋混绿凝以土蔑徐罢变峡，矩则馅随惕着柄荷岗载土作灶用厨时珍间还的眯增道加耳，渴混押凝韵土详的具压驼应荐力储逐妖渐题变巡寿小布，默钢越筋还的觉压从应刑力闭逐巷渐仇变纸大借，预一饮开同始刊变晨化他较怠快挨，绸经圈过止一样定蛾时绘间垄后悬趋罚于乒稳诸定污。在荷期载突懂然卸哲载时昨，构惭件回怖弹，旱由于时混凝宴土徐拣变变告形的撒大部伤分不捏可恢拉复，丹故当搬荷载蚂为零滚时，蹦会使枪柱中馒钢筋胞受压胶而混设凝土掌受拉呀，见戒图5-少9；若黑柱的进配筋竟率过情大，纲还可边能将观混凝真土拉哑裂，阅若柱足中纵疼筋和仆混凝求土之烘间有暖很强罪结应柄力时漆，则狮能同虑时产颗生纵润向裂秆缝，脾这种贡裂缝射更为隆危险葱。为狡了防艘止出尽现这覆种情庙况，进故要旺控制浮柱中央纵筋浮的配夕筋率娱，要求漏全部狼纵筋拌配筋喝率不沃宜超伐过5%。5亲.伍2辽.野2轴心早受压爽螺旋云箍筋灯柱的友正截敬面受汽压承遗截力负计算图5称-狸1守0螺况旋重箍激筋爷和跃焊沾接软环芹筋虹柱螺旋金箍筋爬柱和室焊接眼环筋反柱的驳配箍仙率高侮，而安且不晒会像法普通蜘箍筋把那样色容易冲“崩遮出”君，因农而能课约束嚷核心茧混凝用土在战纵向链受压喊时产悲生的鉴横向瞒变形溪，从茎而提垮高了例混凝响土抗露压强允度和目变形铲能力亡，这拾种受株到约掩束的占混凝鬼土称秀为“约束访混凝因土”惩。在柱盏的横忌向采城用螺隔旋箍镇筋或鸦焊接码环筋魄也能县像直闭接配贺置纵熄向钢超筋那粮样起播到提丝式高承珠载力页和变予形能矛力的蹄作用往，故正把这悼种配央筋方喂式称微为“间接伐配筋”。图5傻-歌1茄1混凝熟土径香向压警力示找意图α称屡为肚间悟接裹钢捉筋暮对混泳凝毁土米约扭束仓的宝折馒减论系趁数，当兽混凝设土强愉度等圾级不悉超过C跑5鼓0时诵，婚取α＝1.克0；雾当装混室凝庄土点强冻度介等拍级逝为C8迅0时原，费取α＝0.工85；纱当斩混饺凝秧土特强场度霜等墨级凭在C佛5抖0与C凉8架0之晃间焰时宜，尿按防直搁线妥内退插厚法巨确遮定吼。为使装间接惰钢筋纷外面惨的混闻凝土舰保护奔层对抽抵抗矩脱落吹有足记够的点安全吩，按锹式(5盗-9口)算得黎的构点件承牙载力不应比盗按联式(急5酿-切4罢)算得军的大5巷0％。凡缓属筝下垃列毁情兴况属之款一瓜者垄，古不须考哥虑冈间繁接盐钢签筋端的对影姿响造而触按愈式(5拿-4弄)计敢算觉构绘件虹的敏承映载肠力失：(梁1袖)当l0/d＞12时等，睬此筛时粒因搜长绒细粘比梨较简大首，套有堤可解能钻因淘纵逮向两弯书曲便引抢起访螺壶旋愤筋住不听起将作烛用灿；(奔2纪)当按漫式(令5甘-敞9抄)算闻得街受鼠压挣承赔载砌力爆小礼于桨按器式(析5湾-滑4折)算畅得镰的火受段压树承丛载持力党时饱；(枝3州)当间饲接钢仰筋换典算截译面面售积As垂s腿0小薪于搂纵狠筋北全服部押截乡丰面到面夺积久的2望5％时捞，可责以认宿为间臂接钢仔筋配头置得当太少炊，套鲜箍作卸用的娃效果欲不明很显。如努在域正达截临面裳受宴压幻玉承灰载稍力煌计抓算蛮中饭考鞭虑仅间叶接者钢宪筋拢的诉作伸用磁时束，延箍璃筋宵间科距桥不竖应妇大鲁于80睬mm及dco杆r/物5铲,也不渗小于40闹mm。超间直接谊钢莫筋念的春直般径凯按名箍重筋精有刮关枪规蔑定弄采瓣用逝。5秩.都3偏趋心颂受字压盐构哭件侧正光截东面贪受趁压袭破们坏咳形挺态5奔.恢3刮.厨1偏心课受压协短柱其的破废坏形遥态试验签表明塘，钢岛筋混把凝土典偏心率受压反短柱藏的破础坏形武态有维受拉圈破坏洽和受宿压破羞坏两挣种破嘉坏形佩态。1受喉拉弹破林坏稀形胃态受拉写破坏馋又称顶大偏喂心受旋压破废坏，眉它发悔生于有轴向热压力N的相黄对偏样心距疼较大娃，且灵受拉盟钢筋咬配置题得不较太多定时。图5-筹12受露拉漂破敬坏观时绸的统截薄面冈应瓣力错和遭受葱拉披破妹坏抬形旧态截访面昌应逃力另；(b抬)受拉够破坏背形态受白拉项破辰坏培形档态歪的眉特吼点萍是败受库拉员钢易筋支先佳达雁到挖屈昌服赌强诵度鼓，流最始终膛导数致霜压拳区程混因凝车土什压悉碎望截显面更破肤坏苗。凭这吃种破控坏援形扔态箩与嚼适主筋喊梁凭的双破桃坏屋形设态牺相姑似误。受压卸破坏害形态贼又称栗小偏煌心受慈压破惠坏，倚截面陕破坏枣是从平受压注区开培始的配。图5-栏13受副压丑破麻坏汤时赌的套截惠面霜应斑力鸭和躲受旷压肿破裙坏药形淹态(动a胳)、(舟b柔)截面脾应力乘；(灭c避)受压连破坏轮形态受烛压影破南坏木形面态静或划称锦小都偏姐心通受身压性破农坏贼形尘态公的努特皇点助是横混辨凝蔬土别先鹊被江压编碎盒，追远钟侧倾钢毯筋胃可笑能覆受缝拉问也旺可揉能封受番压臂，孔但弯基弓本烤上嫩都愉不灰屈质服室，劝属喜于脆性载破坏类型光。2受压虎破坏匆形态在果“就受药拉势破败坏朋形斑态拳”帮与枣“修受专压屠破含坏量形愤态遣”唤之漏间继存屑在诵着反一报种复界嘴限矿破忌坏栏形劈燕态卵，埋称明为孟“界极限轧破会坏”。慌它不剖仅有六横向悬主裂独缝，农而且丧比较公明显歉。其党主要诸特征尖是：拖在受短拉钢萌筋应贼力达旁到屈绍服强罪度的训同时竭，受王压区已混凝忧土被壶压碎婆。界洞限破皇坏形恒态也旅属于问受拉填破坏赛形态芽。试嚷验停还羞表滤明世，福从草加半载沾开窃始前到如接链近景破奶坏曾为双止录，修沿口偏锡心晃受逮压减构寇件辛截苹面明高墓度全，独用旅较圆大默的胸测仅量峡标蒸距破量馒测以到访的么偏岔心陵受意压爬构鸦件倦的缎截屋面金各言处房诚的稼平净均德应嘉变帆值逼都挽较印好助地盯符日合锦平烈截羡面伞假本定非。妇图5阅-贿1悠4反映赖了两叛个偏俊心受缸压试活件中臂，截声面平档均应族变沿浇截面吊高度庆变化衔规律昂的情拉况。图5-个14偏喘心衫受熔压边构蚀件拥截陆面翅实叼测嫌的平均挎应变颜分布受晌压虽破结坏照情巴况e0/h0=助0盆.术2毅4；(讯b辰)受拉牧破坏务情况e0/艇h0=0亏.6烂85.硬3.词2偏心禽受压惊长柱愉的破喘坏类雄型图5-茂15长局柱务实省测N皂-恐f曲线偏沉心躲受疾压雕长趟柱点在元纵蚂向股弯柴曲柿影座响捆下虎，猎可闪能蚊发舱生珍失格稳球破窃坏渣和慎材泡料敏破撇坏道两挨种分破碰坏焦类策型竟。忧长摘细夏比罗很梳大混时慕，化构懒件雾的鹿破降坏定不映是热由侄材串料赛引扔起经的强，渐而认是痕由捎于杠构勇件军纵滥向雨弯脱曲效失艇去滑平刊衡筋引独起旱的僚，勒称谅为疲“失解稳幅破运坏”扶。弄当令柱垮长具细惨比像在狡一禽定位范伤围安内败时男，嗽虽织然朱在丑承集受咳偏蒸心抛受丘压而荷菜载灰后杏，岩偏皇心晶距镜由ei增甜加刻到ei+f，使库柱的书承载仆能力臂比同输样截堆面的膨短柱窑减小削，但奶就其沫破坏绝特征谅来讲鼻与短哭柱一量样都霉属于漠“材料镇破坏”，花即因朽截面廊材料治强度过耗尽吴而产撤生破暖坏。在明图5望-优1侮6中，苹示出抹了截桶面尺虎寸、贝配筋航和材隶料强犬度等骂完全扎相同谣，仅提长细鹅比不哗相同敲的3根柱港，从芝加载熔到破镇坏的酱示意昏图。图5-晨16不攻同原长驳细雕比虚柱购从爆加套荷其到仍破铺坏召的N-稻M关系5谁.雁4偏心黑受压团构件碑的二细阶效街应轴向悟压力封对偏怎心受劫压构放件的腾侧移更和挠管曲产搏生附里加弯盒矩和恰附加恶曲率械的荷置载效透应称近为偏迈心受宽压构累件的原二阶正荷载柏效应萍，简默称二阶烈效应。蚁其绿中伪，舍由奋侧误移贴产毁生汪的遗二眠阶助效矩应先，蔑习犁称P督-鲜Δ效应治；由垂挠曲预产生余的二国阶效垦应，廉习称P-尖δ效提应哨。1杆蜂端划弯参矩罪同姨号陈时萌的裹二挥阶候效腿应(1薪)控勿制纹截感面感的朝转卧移图5仅-愿1都7杆端范弯矩顺同号吓时的晴二阶揭效应(码P服-交δ效应)5.盯4.忆1由辈挠告曲圈产雾生帽的等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