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1、第五章 受压构件截面承载力计算 轴压构件 偏压构件 单向偏压构件 双向偏压构件 1 第一节 受压构件的一般构造要求 5.1.1、截面形式和尺寸 轴压构件的截面形式一般为方形、圆形、多边形等。 偏压构件的截面形式一般为矩形、工字形等。 受压构件截面尺寸一般不小于250mmx250mm，长细比不宜过大，以免 承载力降低过多，一般 。 5.1.2、材料强度等级 宜采用较高强度等级的砼，一般为C20C40。 不宜选用高强度钢筋，一般为HRB335和RRB400级钢筋。 5.1.3、纵向钢筋（纵筋） 受压构件中，纵筋一般应沿周边均匀布置，根数不少于4根。 圆柱根数不宜少于8根，且不应少于6根。 轴压，偏
2、压构件全部受压钢筋的配筋率不得小于0.6%，一侧受 压钢筋的配筋率不得小于0.2% 全部纵向钢筋配筋率不宜超过5%。 纵筋接头位置宜设置在受力较小处，同一层纵筋只接长一次， 即只有一个接头 2 纵筋连接方式常用的有，机械连接，搭接，焊接 3 柱箍筋作用 4 P109箍筋设置的原则：柱内箍筋宜使纵筋每隔一根位于箍筋 转折点处。即隔一拉一。 5 5.1.4、箍筋 P109图5-2 不可采用有内折角的箍筋 6 第2节 轴压构件正截面承载力计算 一、轴压柱的破坏形态 构件的承载力最终都是由砼压碎来控制的。 P110P111 为什么不能采用高强钢筋原因 二、稳定系数 长柱承载力低于短柱承载力， 规范采用
3、构件的稳定系数 来表示长柱承 载力降低的程度。 稳定系数见表5-1，与构件的长细比和计算长 度有关。 短柱 长柱 7 三、正截面受压承载力计算公式 当纵向钢筋配筋率大于3时，A应改为An。 四、问题：某仓库柱，配筋率较大，在某次仓库上层货物 搬走后柱出现纵向和横向裂缝，请解释原因 p113限制配筋率不要过大的原因 五、公式应用 截面设计和截面复核 例题5.1，5.2。 8 钢筋的接头 n钢筋连接方式常用的有，机械连接，搭接 ，焊接 9 例 1 n某轴心受压柱，轴心设计值=2400kN，计算高度为6.2m， 混凝土C25，纵筋采用HRB400级钢筋，试求柱截面尺寸， 并配置受力钢筋。 n解 初步
4、估算截面尺寸 n若采用方柱mm 10 例1 11 钢筋的接头 n钢筋连接方式常用的有，机械连接，搭接 ，焊接 12 第四节 配有螺旋式(或焊接环式)箍筋的轴压构件 正截面承载力计算 一、箍筋的横向约束作用 砼的受压破坏可以认为是由 于横向变形而发生拉坏的现象。 如果能约束其横向变形就能间接提高 其纵向抗压强度。 对配置螺旋式或焊接环式箍 筋的柱，箍筋所包围的核芯砼， 相当于受到一个套箍作用，有 效地限制了核芯棍凝土的横向变 形，使核芯砼在三向压应力作用 下工作，从而提高了轴压构件正 截面承载力。 13 螺旋箍筋长度计算 14 第3节 偏压构件正截面承载力计算 注意： 距N较近一侧的纵筋为受压钢
5、筋，其截面面积用 表示； 另一侧的纵筋不论受拉还是受压，其截面面积都用 表示。 一、偏压构件正截面的破坏形态 第一类_大偏压破坏。 第二类_小偏压破坏。 区别：距偏心压力较远一侧的纵向钢筋 是否受拉屈服 实验视频 15 受弯构件 偏压构件 16 1、大偏压破坏（受拉破坏，类似于适筋梁） 破坏特征：较远侧钢筋受拉屈服，混凝土被压碎（受压钢筋 此时一般达到受压屈服） 偏心距较大，而且没有配置过多的受拉钢筋时，就会发生大偏 压破坏。 2、小偏压破坏（受压破坏，类似于超筋梁） 破坏特征：较远侧钢筋未受拉屈服，混凝土被压碎（受压钢 筋此时一般达到受压屈服） 偏心距较小或很小，或虽然偏心距较大，但配置较多
6、的受拉 钢筋时，构件就会发生小偏压破坏。 17 n大小偏压的判别条件（类似超筋适筋梁判别条件） n大偏压 n小偏压 18 第4节 附加偏心距 原始偏心距 附加偏心距 考虑荷载位置，砼非均质及施工误差 初始偏心距 19 偏压构件的纵向弯曲影响 偏心距增大系数的计算公式:公式5-20 p125 20 两种破坏形态的界限 1、当 时,属于大偏压破坏（受拉破坏） 2、当 时,属于小偏压破坏（受压破坏） 21 第六节 对称配筋矩形截面偏压构件 正截面承载力计算 采用对称配筋的原因：双向弯矩，施工不易出错 一、大偏压构件公式 对As 适用条件适用条件 （1 1）、保证大偏压）、保证大偏压 （2 2）、保证
7、受压钢筋屈服）、保证受压钢筋屈服 22 对As 对称配筋对称配筋: : 23 求得： 当 时，为大偏压构件； 当 时，为小偏压构件。 或者由临界状态压力判断： 当 时，为大偏压构件； 当 时，为小偏压构件。 24 3、若 ，受压钢筋不屈服。则取 平衡方程为：对受压钢筋合力点取矩 25 二、小偏压构件的截面计算 基本公式 26 设计题 n步骤： n判断大小偏压 n大偏压： n 求x，e，再求As n小偏压：p143公式5-45和5-46求As 27 p152第九节 偏压构件N-M 相关曲线 一、相关曲线的意义 1、该曲线展示了在截面(尺寸、配筋和材料) 一定时，从正截面轴压、偏压至受弯间连 续过
8、渡的全过程中截面承载力的变化规律 。 2、曲线上任意一点的坐标(N，M)代表一组截 面承载力。如果作用于截面上的内力N、M 坐标点位于图中曲线内侧(如d点)，说明 截面在该点对应的内力作用下未达到承裁 力极限状态，是安全的。 解释p152图5-27和p1535-28图含义 28 n自习第11节 29 第6章 轴心受拉构件 纵向拉力作用线与构件截面形心线重 合的构件，称为轴心受拉构件 30 轴心受力构件 n轴心受拉构件： 从开始加载到破坏，其受力过程可分为三个不同的阶段 31 轴心受力构件 n轴心受拉构件正截面承载力计算公式 32 第7章 略 33 第8章 34 n结构的功能要求： n安全性 -
9、承载能力极限状态 R-S0 n适用性 -正常使用极限状态 R-C0 n耐久性 -构造措施，耐久性设计 n结构设计时，首先满足安全，保证可靠度要求（是结构具 有足够的强度储备），然后进行已配筋构件的变形验算。 进行结构计算时取的荷载设计值，在验算时就可以取标准 值（因为安全性已得到保证）。 35 8.1 挠度验算 n一、刚度：使构件产生单位变形所需的内力值 抗弯刚度：使截面产生单位转角所需施加的 弯矩 p194 刚度越大，变形越_ 什么是挠度？f 36 二、构件的挠度: 与荷载形式、支撑条件有关的系数； 梁的计算跨度； 梁的截面抗弯刚度， Mk- 荷载标准值产生的弯矩 37 变形验算 受弯构件的
10、允许挠度值，见附表4-1。P294 举例：若跨度为6米，则挠度限值 为30mm 38 刚度B如何计算 公式8-18 P201 按荷载标准组合计算的弯矩； 按荷载准永久组合计算的弯矩； 荷载准永久组合对挠度增大的影响系数。 短期刚度 公式8-14 P199 其中由公式8-6，8-10，8-11，8-12，8-15计算相关系数 39 挠度验算的步骤 n1、查表求 n2、计算B及f， n3、比较f是否小于 n例题8-1 p204 40 三、挠度控制的目的和要求 1、保证建筑的使用功能要求 2、防止对结构构件产生不良影响 3、防止对非结构构件产生不良影响 4、人的舒适感在可接受程度之内 P203对挠度
11、控制的讨论 1、提高截面高度可有效提高抗弯刚度（提高砼强度，B增加不明显 ） 2、提高配筋率不一定可以减小挠度 3、控制跨高比可以不必验算挠度，即可以满足要求 施工中用起拱来减小挠度 41 8.2裂缝宽度验算p207 n一、补充：裂缝控制等级 n 一级：严格不出现裂缝，要求梁下部为受压状态 n 二级：一般不出现裂缝，要求梁下部可受拉，但拉力小于 n 三级：允许出现裂缝，裂缝宽度小于限值 n一般构件均为三级 n限值查附表4 42 计算公式 nP213公式8-38 n例题：p214例题8-3 n有效控制裂缝的手段：预应力 43 8.3 截面延性p216 n延性：从钢筋屈服至构件破坏时的耐变形能力
12、n要求结构具有延性的原因：p216划 n保证延性的措施：p218-219划 n1、限制纵筋配筋率小于2.5%，受压区高度 n2、规定受压钢筋和受拉钢筋最小比例； n3、弯矩较大处加密箍筋，（约束混凝土，延性更好） n4、柱规定轴压比限值。轴压比定义见p219 44 8.4 耐久性 n定义：耐久性p221 n影响因素： p221内部，外部 n一、砼的碳化：定义p221 n 1、防止碳化：混凝土中性化以后，会引起在高碱性 环境下形成的钢筋氧化膜，使其锈蚀。 n 2、减小碳化的措施：p222 n二、钢筋锈蚀 n 减小的措施： p223 n三、耐久性设计： p223 45 第9章 预应力混凝土构件 第
13、一节 概述 一、预应力混凝土 在荷载作用下的受拉区混凝土预先施加一定的压应力，使其能够部分或 全部抵消由荷载产生的拉应力，这种利用混凝土较高的抗压能力来弥补其抗 拉能力的不足，就是预应力混凝土的概念。 46 二、预应力混凝土的优点 1、提高了构件的抗裂能力和刚度，使构件在使用荷载作用下 可以不出现裂缝或使裂缝宽度大大减小，改善了构件的使 用性能，提高了构件的刚度，增加了耐久性。 2、采用高强材料，因而可以减小构件截面尺寸，减少材料用 量并降低结构物的自重。 3、预应力受弯构件在施加预应力的同时，可以使构件产生反 拱，减小了构件工作时的挠度。 47 三、预应力混凝土的应用 1、工作中存在受拉区的
14、构件，如受弯、轴心受拉、偏心受拉及大 偏心受压等构件； 2、大跨度结构，如大跨度桥梁、体育馆和车间以及机库等大跨度 建筑的屋盖、高层建筑结构的转换层等； 3、用于对抗裂有特殊要求的结构，如压力容器、压力管道、水工 或海洋建筑，还有冶金、化工厂的车间、构筑物等； 4、用于某些高耸建筑结构，如水塔、烟筒、电视塔等； 5、用于某些大量制造的预制构件，如常见的预应力空心楼板、预 应力预制桩等。 48 施加预应力的方法 一、先张法 在浇筑混凝土之前张拉预应力筋的方法称为先张法；在浇筑混凝土 之后张拉预应力筋的方法称为后张法。 1、先张法的施工工序 （1）、先在台座上张拉预应力筋，并将它临时锚固在台座上；
15、 （2）、架设模板，绑扎普通钢筋骨架，浇筑构件混凝土； （3）、待混凝土达到要求的强度后，切断或放松预应力钢筋，让 钢筋的回弹力通过钢筋与混凝土间的粘结力传递给混凝土，使其获 得预压应力。 先张法的施工工序如图10.3。 2、先张法主要适用于大批量生产以钢丝或d16mm钢筋配筋的中、 小型构件，如常见的预应力混凝土楼板、轨枕、水管、电杆等。 49 二、后张法 后张法是先浇筑构件混凝土，待混凝土结硬后，再张拉预应力筋的 方法。 1、后张法的施工工序 （1）、在制作构件时，预先在构件中留出穿预应力筋的孔道； （2）、当构件混凝土达到规定强度（规范规定70设计强度） 后，将预应力钢筋穿入预留孔道内，
16、再将千斤顶支承于混凝土构件 端部，张拉钢筋，使构件也同时受到压缩； （3）、待张拉到一定拉力后，即用特制的锚具将预应力钢筋锚固 于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其压应力。 （4）、在预留孔道内压注水泥浆，以保护钢筋不致锈蚀，并使钢 筋束与混凝土粘结成为整体。 后张法的施工工序如图10.4。 2、后张法主要适用于以粗钢筋或钢绞线配筋的大型预应力构件， 如桥梁、屋架、屋面梁、吊车梁等。 50 预应力混凝土使用的材料和机具 一、 钢筋 1、预应力钢筋必须采用高强度钢材； 2、要求钢筋具有较低的松弛率，以减少预应力的松弛损失； 3、预应力钢筋还应具有一定的塑性，即要求拉断时有一定的延伸 率。尤其在低温或冲击环境下以及在抗震结构中，更应注意钢材的 塑性要求，否则可能产生脆性破坏。 4、施工工艺要求预应力钢筋有良好的可焊性和可镦性能。 5、先张法预应力混凝土结构构件要求预应力钢筋与混凝土之间有 较好
