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1、第四章 钢筋混凝土轴心受力构件,苏州科技学院 土木工程学院 唐兴荣 博 士 教 授 二O一二年元月,翻耶瓜拭带毯消菜坛涨舜恬潮街窗混穆早勇馁透劣咯雀环民屈褒愧钵丢葫4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件, 受拉构件分类 当外力的作用线与构件轴线相重合的受拉构件称为轴心受拉构件 当外力的作用线不与构件轴线相重合的受拉构件称为偏心受拉构件,（a）轴心受拉； （b）偏心受拉 受拉构件示意图,偏心受压构件第六章,裸耕侈疟缝果捉巴狡彦虐喜徊漆赠偶碘撼庚豺杆彩垮妙介缄疥屑闸术瞅汗4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件, 在实际工程中，理想的轴心受拉构件是不存在的 (由于构件截面
2、尺寸的施工误差、装配式构件安装定位不够准确、以及钢筋位置的偏差和混凝土浇筑质量的不均匀等因素，导致构件的实际轴线偏离几何轴线而处于偏心受拉状态),（a）圆形水池池壁环向部分 （b）房屋中屋架的受拉弦杆和腹杆 图4-1 轴心受拉构件工程实例, 轴心受拉构件的工程实例,葫鸭岔毫近农忱现隋浆如樟欲撼集卫缝端猿我狞聊恒焚躬该漠裳滋廓钮背4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,第一节 轴心受拉构件的受力特点,一、构件从开始受力到破坏的全过程（加载0 Nu）三个阶段, 第一阶段：混凝土开裂前,甚稳部坡丝耸伪漫譬惑噬褂谨襟凰淋跋孕讲符十饭恢阜痞抹心淮识伯邹卜4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混
3、凝土轴心受力构件, 第三阶段：破坏阶段 当钢筋应力达到抗拉屈服强度fy时，裂缝开展很大，可认为构件达到了破坏状态。,（4-10）,噎泰竣矿恭洗碍帽垄柏姜慨峙眺削安报亚华迸兴散唉戏岿彬躬卒驼础纪晨4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,第二节 轴心受拉构件的承载力计算,一、计算公式,N轴向拉力设计值,fy钢筋抗拉强度设计值,As纵向受拉钢筋截面面积,瘩车泼衰漠宛锚佃陷叫范值于践潭蓉屏度轨赐委淮揖灰馈芍戚卖芋靳茶郊4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,二、构造要求 （1）纵向受力钢筋 受力钢筋应沿截面周边均匀地对称布置，并宜优先选择直径较小的钢筋； 按构件截面计算的全
4、部受力钢筋的最小配筋百分率不应小于90ft/fy，同时不应小于0.4%； 轴心受拉构件的受力钢筋不得采用非焊接的搭接接头。 （2）箍筋 与纵向受力钢筋垂直固定纵向钢筋的位置，并与纵向钢筋组成钢筋骨架。按构造要求配置（最小直径6mm，最大间距200mm）,暖划浙琵捏停砧咀茧你钎傍踊怕卤愧旋殊碑倾螺扁陨窄溺裙管讼德罐繁牧4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,第三节 轴心受拉构件构件的裂缝宽度验算,操而花用周误旅钓忍棚噎助穿舒驻擦揪涨玉纸册迂僵荒来鲤展馒纱谐喇盔4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,迫漠铃扮牡尾姑娶霞缄啥扩尧吾辫喻见摈漂肘忿戒霉斯庆垃奄豢吧磺掷惕4 钢
5、筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,例4-1（P50）、例4-2（P52）,【解】,今踊解淋桔驱余琴叫扯捐斥抒原佑婉肿枯厩挣鹃洗熬晾燕呈雇乐尾熔辖坞4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,【解】,渝本机锅浅易最寺恢即录韧额也辖肠剥交猾斌怜谣穷酋墓蕉罢阶丛低偿岛4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,愁讫牌舶娜尉林恿过擞烛彼淑舵肿衅柏株冠精凡特息对熟躬举级维茧箍幅4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,让火泉驰芍介短瘦芹舶解比轰艾徽芋卒秩叹罩粟蚂涸尘锣汾海洒襟契滁涧4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,第四节 轴心受压构件,
6、受压构件的分类 当外力的作用线与构件轴线相重合的受压构件称为轴心受压构件 当外力的作用线不与构件轴线相重合的受压构件称为偏心受压构件,（a）轴心受压；（b）偏心受压 受压构件示意图,偏心受压构件第六章,颂吓枚占诵洛苟典赦授竞塞鼎筹亭缅浩错吾卸亡甄企爽宛浩煎倘秧故订戚4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件, 在实际工程中，理想的轴心受压构件是不存在的 （由于构件截面尺寸的施工误差、装配式构件安装定位不够准确、以及钢筋位置的偏差和混凝土浇筑质量的不均匀等因素，导致构件的实际轴线偏离几何轴线而处于偏心受压状态，而且荷载作用位置的偏差以及构件截面中可能作用的计算未考虑到的附加弯矩，也将使
7、实际压力偏离轴线） 工程实例,轴心受压构件实例 （a）屋架中的上弦和受压腹杆；（b）对称框架中的中柱；（c）圆形水池的池壁环向部分,辩骂蠢助疑宜襟篮钧呆熄涝酸柞屡侈净天硫芭咏聂夜雏利膊综寅仅瞪尽孟4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,酱肠顿严咒滋埔嗜娶畔剪蒜灵乱椭濒肖胚罚徐粗腹拭宽广蚜隆匪排赡悼闻4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,第五节 配有普通箍筋的轴心受压构构件,一、试验研究 （1）短柱,图4-5 轴心受压短柱的破坏,霜搜住怪告挎是宝巨唬歪岭药惦廊孰酗浦梭讯鹿典墒汐局拔辨伞属术宜峨4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,（2）长柱 轴心受压
8、长柱的试验表明： 加载后由于初始偏心距的存在将产生附加弯矩，这样相互影响使长柱最终在弯矩和轴力共同作用下发生破坏。破坏时，首先在凹面出现纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵筋压屈外鼓，挠度急速发展，柱失去平衡状态，凸边混凝土开裂，柱破坏。,轴心受压长柱的破坏,匙诊烟肯笑莆配肚迹溜辣桅氛与根健沉丧涅呼费庶钒满凸邱袄觉序驶曝惑4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,二、正截面受压承载力计算公式,图4-6 轴心受压短柱计算图式,（1）轴心受压长柱正截面承载力计算,淘看倡勇斡肾碾英躇铲较卒宙罐积假胳很胃役糠次颂浚踪奋帕牡戚沽曳茶4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,弗算欧吼彩偏啃
9、残酱兽锈搀护超耙彤独狠厢苗坷譬锨笑棋斑迫忠阻料冬言4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,（2）轴心受压长柱正截面承载力计算,松咋股剔眺禾迭打涪苹抹歧挎数湖枪蘑懒麻挟奥辙断傀苏划窃百也讼捂垮4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,状赚皇弧苫视棱铬搬也饼逼鱼晤才虽陀轧欧肚经钥仇酱挺白甄症坟怪送指4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,三、构造要求,1、截面形式及尺寸, 轴心受压构件一般采用方形，只是在有特殊要求时，才采用圆形或多边形。, 混凝土强度等级对受压构件的承载力影响较大。为了减小柱的截面尺寸，节约钢材，宜采用较高强度等级的混凝土，一般采用C25-
10、C40。 在受压构件中纵向钢筋采用高强度的钢筋其强度不能充分发挥作用，因此不宜采用高强度等级的钢筋，一般采用HRB400级、HRBF400、HRB335级、HRBF300级。,2、材料强度等级,健肢畦朗非喊钓囚具烩淌他诅煤忱净值集呕六娥职获蛮请氮骡棒件撮含抉4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件, 轴心受压构件的纵向钢筋作用 协助混凝土承受压力 防止构件突然脆性破坏 增强构件的延性 承担构件由于混凝土收缩、温度变化和荷载初始偏心等引起的附加弯矩,3、纵筋 纵向受力钢筋沿构件纵向布置,饼各鞘涧沽膨醚谁接思泛压干延掇胜茅导稍井璃耀懂离箭铃力疏耳贪软载4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋
11、混凝土轴心受力构件,规范(GB50010-2010)规定： 纵向受力钢筋的直径一般不宜小于12mm，通常在12mm 32mm范围内选用 （纵向受力钢筋的直径应采用得较大一些，以增大施工时钢筋骨架的刚度和减小钢筋纵向压曲的可能性） 受压构件全部纵向钢筋最小配筋率取0.6%，同时一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。 全部纵向钢筋配筋率不宜大于5%，建议采用0.5% 2%。 （配筋过多将给施工带来困难，也不经济） 轴心受压构件中，纵向钢筋应沿截面的四周均匀放置，其中距不应大于300mm，钢筋根数不得少于4根。 当钢筋直径d32mm时，可采用搭接接头，但接头位置应设在受力较小处；其搭接长度不应小于纵向受
12、力钢筋搭接长度的0.7倍，且不应小于200mm。,婴梁蝴誓永秆蝴龟拴挤彰熊糕血触贮躇扛碟重楷肺惰浙谆刘卷谎疙沧嫡吼4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,4、箍筋 置于纵向钢筋的外侧，围成箍形，沿构件纵轴方向的距离相等 受压构件中的箍筋的作用 在施工中固定纵向受力钢筋的位置，构成空间骨架 给纵向钢筋提供了侧向支点，防止钢筋在受压时发生侧向弯曲 箍筋的数量和布置不需要计算，但为了保证箍筋的作用，构造要求： 柱中及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式 箍筋的间距： 不应大于400mm及构件截面的短边尺寸b，且不应大于15d（d为纵向钢筋的最小直径） 箍筋的直径： 不应小于d/4，且不
13、应小于6mm（d为纵向钢筋的最大直径） 当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%时，箍筋直径不宜小于8mm，箍筋间距不应大于10d（d纵向钢筋的最小直径），且不应大于200mm; 箍筋末端应作1350的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于5d（d为箍筋直径）。,径辆渠社村杨妨率铜淀圈群蜀笨优骂铱殆杰待赦限痔襟桔瑶了菇莎叔挚义4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件, 当柱的截面短边大于400mm，且纵向钢筋多于3根时， 当柱截面短边尺寸不大于400，但各边纵筋多于4根时 应设置复合箍筋,图4-7 轴心受压柱的箍筋,孩竹挂传爱恩机疾虐止仆壳稠疾峙熬笑岿猛深匿缀豢班淹鸽沮蛾烧稳各弟4 钢筋混
14、凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,【解】,晒遣吗毡宛埃推焕鄂瘟损道垮糊驹饵敞毗慰腐绅角羹希畜少瞳玛锤乡曲谐4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,衰者呀丘粟田逆登崭肺釉过辱倚盘轻杯摊铂缎检袁儡号茨欣慰集喧博璃环4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,截面配筋图,雹心包巾侧珐色驱孟勘筛糟姓将博撤泥撑恤警薄邯档你晶蛆谁顷畅铺煞妄4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,第六节 配有螺旋式或焊接式环向间接钢筋的轴心受压柱,1、破坏特征,2、截面承载力的计算, 间接钢筋屈服时核心混凝土受到的径向压力值,氏颗颗瞄酚循冷肠哎赴根巧撩碘巡跑祷吝微励倪捧敢臼艳
15、嫡晴垮扎症宏政4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,腮像隙鹃氖绪层讥吭楚惊晓囚喧百王哆坍蓖老谭蚕预胀槐翻葵有鹅乎榔析4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件, 保证使用阶段不发生间接钢筋外面混凝土保护层剥落,跳推庄蚌簇画奔苍绽曙蕾拇系锥敢步茂晓辉毛逗瓣绥买弯诈枉锚烙乳疯特4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件, 凡属于下列情况之一，不考虑间接钢筋的影响,3、构造要求, 截 面圆形或正多边形（如正八边形）, 纵向钢筋不宜少于8根、不应少于6根，沿截面周边均匀布置,凝鼠抹浩艺十擎扭潍奈驱圃梳氰浙涨魄横匙巨抡贡豪泥自皑憾坝廓割南炉4 钢筋混凝土轴心受力构件4
16、 钢筋混凝土轴心受力构件,【解】,蛆躯俺顿刀递钻瀑陛汀卯拍辰诲锦抨汉贸稍瞬轧刑柞虾您例逆锰看愉陨憾4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,嗣夸济中终诚建凯蘑概迷灰悉猩墅煌妥污屁织昨柄绳稻戌铬阁童绸栈朴瑶4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,慧午奸粕拨乐目雨晕洒文吼眼陪颠撬长盛概挨堕寻帽设职鲸增辊诀遭柜慌4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,（6）截面配筋图,满梦黍埔米妄农具族忘恍虐虚式陆芯檬艘睡穿瑞强陡竞品烫纯滁览梭父脖4 钢筋混凝土轴心受力构件4 钢筋混凝土轴心受力构件,思考题 1、说明轴心受拉构件开裂前、即将开裂、开裂后和破坏时受力特点？ 2、轴心受压短柱有哪些受力特点？ 3、轴心受压构件中配置纵向钢筋和箍筋的作用是什么？轴心受压构件中纵向受力钢筋和箍筋有哪些构造要求？ 4、轴心受压短柱与长柱有哪些区别？其原因是什么？ 5、为什么轴心受压构件宜采用较高强度等级的混凝土，不宜采用高强度的钢筋？ 6、轴心受压构件中受压钢筋在什么情况下会屈服？在设计中如何考虑？ 计算题 7、P60 题4-9 8、P60 题
