建筑结构基础与识图-单元3混凝土结构基本构34课件讲解

《建筑结构基础与识图》单元3混凝土结构基本构件§3-3钢筋混凝土受压构件工程结构中，以承受纵向压力为主的构件称为受压构件，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、桥梁中的桥墩，高层建筑中的剪力墙均属受压构件。一、受压构件的分类根据纵向压力的作用位置分轴心受压偏心受压轴向压力与构件轴线重合

轴向压力与构件轴线不重合

单向偏心双向偏心轴心受压单向偏心受压双向偏心受压3.3.1构造要求1.材料强度等级

一般结构中柱的混凝土强度等级常用C25~C40；在高层建筑中，C50~C60级混凝土也经常使用。

受压构件中，通常采用HPB300级和HRB400级钢筋。混凝土：钢筋：2.截面形状和尺寸常用矩形或方形截面，长细比宜控制在l0/b≤30或l0/h≤30。也有Ⅰ、T、○形或环形的，为了节约混凝土，当柱的尺寸较大时，在装配式厂房，采用Ⅰ字形，在拱结构中，采用T形，在柱、电杆、烟囱等可采用○形及环形。

h≤800mm，以50mm为模数

h＞800mm，以100mm为模数柱纵向钢筋作用协助混凝土承受压力以减小构件尺寸承受可能的弯矩，以及混凝土收缩、徐变和温度变形引起的拉应力防止构件突然的脆性破坏箍筋作用与纵筋形成骨架；防止混凝土受力后外凸，约束核心混凝土，增加构件的承载能力和延性。

级别：

采用HRB400级

直径：

纵筋直径d≥12mm，常在12~32mm之间选用，宜用较粗钢筋；根数，矩形时不小于4根，圆柱不宜少于8根，且不小于6根；配筋率：配筋率ρmin≥0.6%，ρmax≤5%3.纵向钢筋距离：钢筋净距≥50mm。4.箍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的1/4，且不应小于6mm，其末端应做1350的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍且不小于75mm。22G101-1，P2-74.箍筋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但各边纵向钢筋多余4根时，应设置复合箍筋。

22G101-1，P2-17柱的箍筋形式5.纵向钢筋接头22G101-1，P2-1022G101-1，P2-163.3.2轴心受压构件的承载力计算1、轴心受压短柱临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈外凸，混凝土被压碎崩裂而破坏。2、轴心受压长柱破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵筋压弯外凸，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡，凸边混凝土拉裂而破坏。

轴心受压短柱轴心受压长柱轴心受压构件的承载力截面承载力的计算公式为：（3-24）式中：N——轴向压力设计值

Nu——轴向抗压承载力设计值

A——构件的截面面积，当纵向钢筋的配筋率大于3%时，A改用Ac,Ac=A－AS′。

——稳定系数。

0.9——调整系数，为了保证轴心受压和偏心受压具有相近的保证率。3.3.3偏心受压构件正截面承载力计算分析偏心受压构件受力特征介于轴压和受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，也有可能混凝土首先被拉坏，因此，偏心受压构件分为两种破坏特征，大偏心受压和小偏心受压。当e0

很小时，接近轴压构件当e0

较大时，接近受弯构件偏心距小的受压构件偏心距大的受压构件（1）大偏心受压破坏——受拉破坏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: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，其破坏特征与适筋受弯构件相似，这种破坏有明显预兆。大偏心受压破坏（受拉破坏）（2）小偏心受压破坏——受压破坏如偏心距较小，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。截面破坏特征一般是：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，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（应力为）,甚至还可能受压。由于这种破坏始于混凝土受压破坏，故又称为受压破坏，这种破坏无明显预兆，故具有脆性破坏的特征。小偏心受压破坏（受压破坏）偏心受压构件的配筋：可以采用对称配筋和非对称配筋。非对称配筋优点：可以充分发挥混凝土的抗压能力，纵筋可以减少非对称配筋缺点：1.容易放错左右纵向受力钢筋的位置，2.柱子经常承受左右变化的水平荷载（水平地震作用），因此柱子经常采用对称配筋。§3-4钢筋混凝土受扭构件扭转是结构构件受力的基本形式，只要在构件截面中有扭矩作用的构件都称为受扭构件。雨篷梁、现浇框架边梁等均属于受扭构件。在实际工程中很少有纯扭构件，多数是弯、剪、扭复合受力状态。

(a)雨篷梁(b)框架边梁一、破坏特征二、构造要求1.受扭纵筋应沿构件截面周边均匀对称布置，截面的四角必须设为抗扭纵筋。受扭纵筋的间距不应大于200mm，也不应大于梁截面短边长度。受扭纵筋的接头和锚固要求均应按受拉钢筋的相应要求考虑。架立筋和梁侧构造纵筋也可利用作为受扭纵筋。2.受扭箍筋在靠近受扭构件表面应均匀设置受扭箍筋。受扭箍筋必须为封闭式，受扭箍筋末端应做成135°的弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。22G101-1，P2-4122G101-1，P2-73-5预应力混凝土构件为了避免普通钢筋混凝土构件过早开裂，保证其抗裂性和刚度，充分利用高强度材料，让构件在承受外荷载之前，人为地预先通过张拉钢筋对结构使用阶段将产生拉应力的混凝土区域施加压力，构件承受外荷载后，此项预压应力将抵消一部分或全部由外荷载所引起的拉应力，从而推迟裂缝的出现和限制裂缝的开展，这种构件就称为“预应力混凝土构件”。

3.5.1预应力混凝土的基本原理施加预应力前施加预应力施加预应力后施加预应力的原理施加预应力的方法（1）先张法先张拉预应力钢筋后浇筑混凝土的施工方法，称为先张法。主要工艺过程：1）张拉钢筋2）支模、浇筑混凝土并养护3）切断钢筋（2）后张法先浇筑混凝土，待混凝土硬化后，在构件上直接张拉预应力钢筋，这种施工方法称为后张法。主要工艺过程：1）浇筑混凝土构件，并在构件中预留孔道2）穿预应力钢筋并张拉钢筋3）锚固预应力钢筋并往孔道内压力灌浆。有粘结预应力混凝土无粘结预应力混凝土（一）预应力混