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1、建可标 荷规 混规 模块三构件设计计算一、混凝土构件设计计算（教材第2、4、5、6、7章）二、砌体构件设计计算（教材第11章1、2、3节）建可标 荷规 混规 进入能力训练17进入能力训练18进入能力训练20进入能力训练19建可标 荷规 混规 受压构件在结构中具有重要作用，一旦破坏将导致整个结构的损坏甚至倒塌。转入转入1 1建可标 荷规 混规 2、轴心受压构件的钢筋 在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。 通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的不确定性、混凝土质量的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。 但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向
2、压力，可近似按轴心受压构件计算。普通箍筋柱：纵筋的作用？箍筋的作用？螺旋箍筋柱：箍筋的形状为圆 形，且间距较密，其作用？建可标 荷规 混规 纵筋的作用： 协助混凝土受压以减少截面尺寸受压钢筋最小配筋率规范表8.5.1 承担可能存在的弯矩作用可防止构件的突然脆性破坏减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。实验表明，收缩和徐变能把柱截面中的压力由混凝土向钢筋 转移，从而使钢筋压应力不断增长。压应力的增长幅度随配 筋率的减小而增大。如果不给配筋率规定一个下限，钢筋中 的压应力就可能在持续使用荷载下增长到屈服应力水准。建可标 荷规 混规 箍筋的作用：防止纵筋压屈；承受可能存在的不大的剪力，并与纵筋形成
3、钢 筋骨架以便于施工。 采用采用螺旋箍筋或密排箍筋时能使截面核心部分 的混凝土形成约束混凝土，提高构件的承载力和 延性。螺旋钢箍是在纵筋外围配置的连续环绕、间距较密的螺 旋筋，或焊接钢环。建可标 荷规 混规 3、配有纵筋及普通箍筋柱1 1构件的受力特征构件的受力特征根据试验研究结果，轴心受压构件可按长细比的不同分为短柱 和长柱。轴心受压构件所采用的试件取材料强度、截面尺寸和 配筋均相同，但试件的长度不同，通过对比方法来观察长细比 不同的轴心受压构件的破坏特征。 短柱受荷以后，截面应变为均匀分布，钢筋应变s 与混凝 土应变 c相同。随着荷载的增加应变也迅速增加。最后构件的 混凝土达到极限应变，柱
4、子出现纵向裂缝，混凝土保护层混凝土压碎钢筋凸出剥落。接着箍筋间的纵向 钢筋外凸，构件将因混凝 土被压碎而破坏。属于强 度破坏。建可标 荷规 混规 当受压构件的长细比较大时， 轴心受压构件虽是全截面受压， 但随着压力增大，长柱不仅发生 压缩变形，同时产生较大的横向 挠度，在未达到材料破坏的承载 力以前，常由于侧向挠度增大而 发生失稳破坏。2 2 承载力计算公式承载力计算公式设 轴心受压短柱承载力Nsu轴心受压长柱承载力Nlu建可标 荷规 混规 稳定系数可靠度调整系数 0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性。长柱承载力Nlu 与短柱承载力Nsu的比值=Nul/Nus，
5、称为轴心 受压构件的稳定系数。稳定系数 主要与柱的长细比l0/b 有 关，l0为柱的计算长度，与柱两端的支承条件有关，b为矩形 截面的短边边长。通过稳定系数 ，在截面 上建立平衡关系，即可建 立轴心受压构件长、短柱 的统一计算公式 和长细比l0/b（矩形截面 ）直接相关建可标 荷规 混规 l0/b810121416182022242628l0/d78.510.5121415.517192122.524l0/i28254248556269768390971.00.980.950.920.870.810.750.700.650.600.56l0/b3032343638404244464850l0/
6、d262829.5313334.536.5384041.543l0/i1041111181251321391461531601671740.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数注：表中l0为构件计算长度；b为矩形截面的短边尺寸；d为 圆形截面的直径；i为截面最小回转半径。 建可标 荷规 混规 构件计算长度l0的确定当构件两端为固定时取0.5l；当一端固定一端为不移动的 铰时取0.7l；当两端均为不移动的铰时取l；当一端固定一端 自由时取2l；l为构件支点间长度。 实际工程中由于构件计算支承情况并非完全符合理想情 况
7、，所以钢筋混凝土柱计算长度的确定是一个很复杂的问 题。规范规定框架柱的计算长度l0按下列情况采用：现浇楼盖 底层柱l0 1.0H；其余各层柱l0 1.25H装配式楼盖 底层柱l0 1.25H；其余各层柱l0 1.5HH为层高。对底层，H取基础顶面到楼盖顶面之间的距离；其余各层。H取上下两层楼盖顶面之间的距离建可标 荷规 混规 3 3 承载力计算承载力计算当纵向钢筋配筋率大于0.03时，式中A应改用Ac=A-As 1）当只有 未知时，根据长细比先求 。2）当 及 未知时一般先假定 及 从而确定 再求 。讲解P103例题6.1、6.2建可标 荷规 混规 作业思考题建可标 荷规 混规 1、受压构件一
8、般构造要求 材料强度：混凝土：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采 用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强 度等级常用C25C40，在高层建筑中，C50C60级混凝土也经常使用。 钢筋：通常采用HRB335级、HRB400级、HRB500钢筋，不宜过高。 截面形状和尺寸： 采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。 圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。 柱的截面尺寸不宜过小，一般应控制在l0/b30及l0/h25。 当柱截面的边长在800mm以下时，一般以50mm为模数，边 长在800mm以上时，以100mm为模数。建可标 荷规 混规 纵向钢筋： 纵向
9、钢筋配筋率过小时，纵筋对柱的承载力影响很小，接近 于素混凝土柱，纵筋不能起到防止混凝土受压脆性破坏的缓 冲作用。同时考虑到实际结构中存在偶然附加弯矩的作用（ 垂直于弯矩作用平面），以及收缩和温度变化产生的拉应力 ，规定了受压钢筋的最小配筋率。 规范规定，轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋 的配筋率不应小于0.5%-0.6%；当混凝土强度等级C60以上 时应应增加0.1%；一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%， 受拉钢筋最小配筋率的要求同受弯构件。 另一方面，考虑到施工布筋不致过多影响混凝土的浇筑质量 ，全部纵筋配筋率不宜超过5%。 全部纵向钢筋的配筋率按r =(As+As)/A计算，一侧受
10、压钢筋 的配筋率按r =As/A计算，其中A为构件全截面面积。建可标 荷规 混规 建可标 荷规 混规 箍 筋： 受压构件中箍筋应采用封闭式，其直径不应小于d/4，且不 小于6mm，此处d为纵筋的最大直径。 箍筋间距对绑扎钢筋骨架，箍筋间距不应大于15d；对焊接 钢筋骨架不应大于20d（d为纵筋的最小直径）且不应大于 400mm，也不应大于截面短边尺寸 当柱截面短边大于400mm，且各边纵筋配置根数超过3根时 ，或当柱截面短边不大于400mm，但各边纵筋配置根数超 过4根时，应设置复合箍筋，以防止中间钢筋被压屈。 对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免 箍筋受拉时产生向外的拉力，使
11、折角处混凝土破损。 u 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；建可标 荷规 混规 配筋构造： 柱中纵向受力钢筋的的直径d不宜小于12mm，且选配钢筋时宜根数少而粗，但对矩形截面根数不得少于4根，圆形截面根数不宜少于8根，不应少于6根且应沿周边均匀布置。 纵向钢筋的保护层厚度见规范表8.2.1，且不小于钢筋直径d。 当柱为竖向浇筑混凝土时，纵筋的净距不小于50mm 。 对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小应按梁的规定取值。 截面各边纵筋的中距不应宜大于300mm。当h600mm时，在柱侧面应设置直径不小于10mm的纵向构造钢筋，并相应设置附加箍筋或拉筋。建可标 荷规 混规 转入转入2 2建可标 荷规 混规 能力训练 思考题1、轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同?2、轴心受压长柱的稳定系数如何确定?3、在受压构件中什么情况下需设置复合箍筋?为什么要采用这样的箍筋？4、为什么轴心受压长柱的受压承载力低于短柱？承载力计算时如何考虑纵向弯曲的影响？5、轴心受压构件设计时，纵向受力钢筋和箍筋的作用分别是什么？参考解答建可标 荷规 混规
