《建筑力学与结构》课件-第十四章 钢筋混凝土受压构件承载力计算

2024/8/81第十四章

钢筋混凝土受压构件承载力计算14.1概述2024/8/8概述2受压构件分为轴心受压构件和偏心受压构件。当轴向力作用线与构件截面形心轴重合时，称为轴心受压构件；当弯矩和轴力共同作用于构件上或轴向力作用线与构件截面形心轴不重合时，称为偏心受压构件。单向偏心受压构件；双向偏心受压构件。2024/8/83概述轴心受压构件2024/8/8概述4偏心受压构件2024/8/8概述5按照柱中箍筋的配置方式和作用不同，轴心受压构件分为两种情况：普通箍筋轴心受压柱和螺旋式箍筋轴心受压柱。2024/8/8概述6第十四章

钢筋混凝土受压构件承载力计算14.2受压构件的构造要求2024/8/8受压构件的构造要求71.材料的强度等级混凝土强度等级：C30～C50纵向受力普通钢筋：HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；箍筋：HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋。2024/8/88受压构件的构造要求2.截面形式和尺寸常用的截面：方形和矩形；用于桥墩、桩和公共建筑中的柱，可采用圆形或多边形截面；单层工业厂房的预制柱也常采用I字形截面。截面的最小边长不宜小于250mm。柱截面尺寸宜取整数，边长在800mm以下者，取50mm为模数，边长在800mm以上者，取100mm为模数。2024/8/8受压构件的构造要求93.纵向钢筋（1）纵向受力钢筋直径不宜小于12mm，且宜采用大直径的钢筋。全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%。（2）柱中纵向钢筋的净间距不应小于50mm，且不宜大于300mm。对水平浇筑的预制柱，纵向钢筋的最小净间距可按梁的有关规定取用。（3）偏心受压柱的截面高度不小于600mm时，在柱的侧面上设置直径不小于10mm的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍筋或拉筋。2024/8/8受压构件的构造要求10（4）圆柱中纵向钢筋不宜少于8根，不应少于6根，且宜沿周边均匀布置。（5）在偏心受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力筋，其中距不宜大于300mm。（6）全部纵向受力钢筋的配筋率，对强度等级为300MPa、335MPa的钢筋不应小于0.6%，对强度等级为400MPa的钢筋不应小于0.55%，对强度等级为500MPa的钢筋不应小于0.5%，同时一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率均按构件的全截面面积计算。2024/8/8受压构件的构造要求114.箍筋（1）箍筋直径不应小于d/4，且不应小于6mm，d为纵向钢筋的最大直径。（2）箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸，且不应大于15d，d为纵向钢筋的最小直径（3）柱及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式；对圆柱中的箍筋，搭接长度不应小于《混凝土结构规范》规定的锚固长度，且末端应做成135°弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于5d，d为箍筋直径。2024/8/8受压构件的构造要求12（4）当柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3根时，或当柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢筋多于4根时，应设置复合箍筋；复合箍筋的直径和间距与普通箍筋要求相同。2024/8/8受压构件的构造要求13箍筋：2024/8/8受压构件的构造要求14（5）柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时，箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于10d，且不应大于200mm。箍筋末端应做成135°弯钩，且弯钩末端平直段长度不应小于10d，d为纵向受力钢筋的最小直径。（6）在配有螺旋式或焊接环式箍筋的柱中，如在正截面受压承载力计算中考虑间接钢筋的作用时，箍筋间距不应大于80mm及dcor/5，且不宜小于40mm，dcor为按箍筋内表面确定的核心截面直径。2024/8/8受压构件的构造要求15截面有内折角的箍筋：2024/8/8受压构件的构造要求16第十四章

钢筋混凝土受压构件承载力计算14.3轴心受压构件承载力计算2024/8/8轴心受压构件承载力计算1714.3.1普通箍筋轴心受压构件1.轴心受压短柱的受力特点及破坏形态柱的承载力由混凝土和钢筋两部分组成，轴心受压短柱的承载力计算公式可写为2024/8/818轴心受压构件承载力计算2.轴心受压长柱的破坏形态及稳定系数破坏形态：《混凝土结构规范》采用一个降低系数来反映这种承载力随长细比增大而降低的现象，称为稳定系数。2024/8/8轴心受压构件承载力计算19稳定系数的大小主要与构件的长细比有关，而混凝土强度等级及配筋率对其影响较小。2024/8/8轴心受压构件承载力计算20

表14-1钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数柱的计算长度l02024/8/8轴心受压构件承载力计算21

表14-2框架结构各层柱段的计算长度3.正截面承载力计算公式（1）计算公式普通箍筋柱的正截面承载力计算公式为2024/8/8轴心受压构件承载力计算22

当纵向普通钢筋配筋率ρ′大于3%时，公式中的A应改用（A－As′）代替。

（2）配筋率4.设计计算方法（1）截面设计已知：轴向力设计值N，柱的计算长度l0和材料的强度等级fc、fy′。计算柱的截面尺寸b×h及配筋As′。此时，As′、A、φ均为未知数，有许多组解答。求解时先假设φ=1，ρ′=0.6%～5%（一般取ρ′=1%），估算出A，然后利用式（14-2）确定As′。2024/8/8轴心受压构件承载力计算23（2）承载力校核已知：柱的截面尺寸b×h及配筋As′、柱的计算长度l0、