第三節(jié) 鋼筋混凝土受壓、受拉和受扭構件

1、4.0 4.0 概述概述 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件根據(jù)力的作用線與截面軸線的位置關系，根據(jù)力的作用線與截面軸線的位置關系，可分為可分為軸心受力構件軸心受力構件和和偏心受力構件偏心受力構件。 其中其中,偏心受力構件，又可以分為偏心受力構件，又可以分為單向偏心單向偏心和和雙向偏雙向偏心心。4.1 4.1 受壓構件構造要求受壓構件構造要求 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件材料強度材料強度混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范規(guī)定受壓鋼筋的最大抗壓強度為規(guī)定受壓鋼筋的最大抗壓強度為400N/mm2。 混凝土：混凝土：一般柱中采用一般柱中采用C25及以上等級及以

2、上等級，對于高層建筑的底層柱可，對于高層建筑的底層柱可采用更高強度等級的混凝土，例如采用采用更高強度等級的混凝土，例如采用C40或以上；或以上； 縱向鋼筋：縱向鋼筋：一般采用一般采用HRB400和和HRB335級熱軋鋼筋。級熱軋鋼筋。 截面型式及尺寸要求截面型式及尺寸要求 軸心軸心受壓柱以受壓柱以方形方形為主，為主，偏心偏心受壓柱以受壓柱以矩形矩形為主為主 4.1 4.1 受壓構件構造要求受壓構件構造要求 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件截面型式及尺寸要求截面型式及尺寸要求 一般應符合一般應符合: l : l0 0/h25 /h25 以及以及 l l0 0/b30/b

3、30方形與矩形截面的尺寸方形與矩形截面的尺寸不宜不宜小于小于250mm250mm 受壓構件的配筋：受壓構件的配筋：（1 1）縱向受力鋼筋）縱向受力鋼筋 （2 2）箍筋）箍筋作用：作用：一一 協(xié)助混凝土承受壓力，以減小構協(xié)助混凝土承受壓力，以減小構件尺寸；件尺寸；二二 承受可能的彎矩，以及混凝土收承受可能的彎矩，以及混凝土收縮和溫度變形引起的拉應力；縮和溫度變形引起的拉應力；三三 防止構件突然的脆性破壞。防止構件突然的脆性破壞。作用：作用：保證縱向鋼筋的位置正確，防保證縱向鋼筋的位置正確，防止縱向鋼筋壓屈，從而提高柱止縱向鋼筋壓屈，從而提高柱的承載能力。的承載能力。 抵抗剪力。抵抗剪力。4.1

4、4.1 受壓構件構造要求受壓構件構造要求縱筋的構造縱筋的構造 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件縱筋直徑與根數(shù)：縱筋直徑與根數(shù)： 通常采用通常采用 1232mm，直徑宜粗不宜細，根數(shù)宜少不宜多，保證對稱配置。直徑宜粗不宜細，根數(shù)宜少不宜多，保證對稱配置。方形和矩形截面柱中縱向受力鋼筋不少于根，方形和矩形截面柱中縱向受力鋼筋不少于根，圓柱中圓柱中不宜不宜少于少于8根且根且不應不應少于少于6根。根。 凈距凈距50mm，中距中距300mm4.1 4.1 受壓構件構造要求受壓構件構造要求縱筋的構造縱筋的構造 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件縱筋的配筋率

5、：縱筋的配筋率： 鋼筋混凝土結構構件中縱向受力鋼筋的最小配筋率（鋼筋混凝土結構構件中縱向受力鋼筋的最小配筋率（ ）受力類型受力類型最小配筋百分率最小配筋百分率受壓構件受壓構件全部縱向鋼筋全部縱向鋼筋0.60.6一側縱向鋼筋一側縱向鋼筋0.20.2受彎構件、偏心受拉、軸心受拉一側的受拉鋼受彎構件、偏心受拉、軸心受拉一側的受拉鋼筋筋 ，且不小于，且不小于0.20.2ytff45受壓鋼筋的配筋率受壓鋼筋的配筋率一般不超過一般不超過3，通常在通常在0.5 2之間。之間。 %100bhAs4.1 4.1 受壓構件構造要求受壓構件構造要求箍筋的構造箍筋的構造 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土

6、縱向受力構件受壓構件中的箍筋，受壓構件中的箍筋，應做成應做成封閉式封閉式 末端做成末端做成135彎鉤，彎鉤，平直段長度平直段長度10d受壓構件復合菱形箍筋受壓構件復合菱形箍筋4.1 4.1 受壓構件構造要求受壓構件構造要求箍筋的構造箍筋的構造 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件偏壓柱偏壓柱h 600mmh 600mm時，時，應設置應設置101016mm16mm的縱向構造鋼筋。的縱向構造鋼筋。 搭接鋼筋搭接鋼筋受拉受拉時，箍筋間距時，箍筋間距S S不應大于不應大于5d5d，且不應大于，且不應大于100mm100mm；搭接鋼筋受壓時，箍筋間距搭接鋼筋受壓時，箍筋間距S S不

7、應大于不應大于10d10d，且不應大于，且不應大于200mm200mm。D D不宜小于搭接鋼筋直徑的不宜小于搭接鋼筋直徑的0.250.25倍。倍。受壓構件復合井字箍筋受壓構件復合井字箍筋4.2 4.2 軸心受壓構件承載力計算軸心受壓構件承載力計算 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件配置縱筋和普通箍筋的柱，配置縱筋和普通箍筋的柱，稱為稱為普通箍筋柱普通箍筋柱；配置縱筋和螺旋筋配置縱筋和螺旋筋或焊接環(huán)筋的柱，或焊接環(huán)筋的柱，稱為稱為螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱或或間接箍筋柱間接箍筋柱。 螺旋筋或焊接環(huán)筋的套箍作用可螺旋筋或焊接環(huán)筋的套箍作用可約約束束核心混凝土的核心混凝土的橫向變形

8、橫向變形，使核心，使核心混凝土處于混凝土處于三向受壓狀態(tài)三向受壓狀態(tài)，從而，從而間間接接地地提高提高混凝土的縱向混凝土的縱向抗壓強度抗壓強度。 普通箍筋柱中，箍筋是構造鋼筋。普通箍筋柱中，箍筋是構造鋼筋。螺旋箍筋柱中，箍筋既是構造鋼筋螺旋箍筋柱中，箍筋既是構造鋼筋又是受力鋼筋。又是受力鋼筋。 混凝土：混凝土： 鋼筋鋼筋 ：4.2 4.2 軸壓構件承載力軸壓構件承載力 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件長短柱的破壞特征：長短柱的破壞特征： 1、軸心受壓、軸心受壓短柱短柱2、軸心受壓、軸心受壓長柱長柱臨近破壞時，柱子表面出現(xiàn)臨近破壞時，柱子表面出現(xiàn)縱向裂縫，箍筋之間的縱筋縱

9、向裂縫，箍筋之間的縱筋壓屈外凸，混凝土被壓碎崩壓屈外凸，混凝土被壓碎崩裂而破壞。裂而破壞。yfcf破壞時首先在凹邊出現(xiàn)縱向破壞時首先在凹邊出現(xiàn)縱向裂縫，接著混凝土壓碎，縱裂縫，接著混凝土壓碎，縱筋壓彎外凸，側向撓度急速筋壓彎外凸，側向撓度急速發(fā)展，最終柱子失去平衡，發(fā)展，最終柱子失去平衡，凸邊混凝土拉裂而破壞。凸邊混凝土拉裂而破壞。 4.2 4.2 軸壓構件承載力軸壓構件承載力 snlnNN 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件長短柱的承載力：長短柱的承載力： 在同等條件下，（即截面相同，配筋相同，材料相同），在同等條件下，（即截面相同，配筋相同，材料相同），長柱受壓承載

10、能力低于短柱受壓承載能力。長柱受壓承載能力低于短柱受壓承載能力。 snlnNN混凝土設計規(guī)范混凝土設計規(guī)范采用采用穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)中來表示長柱承載力的降低程度中來表示長柱承載力的降低程度 長細比長細比l l 0 0/ /b b越大，越大， 值越小值越小 長柱承載力長柱承載力短柱承載力短柱承載力柱的長細比愈大，其承截力愈低，對于長細比很大的長柱，還有可能發(fā)柱的長細比愈大，其承截力愈低，對于長細比很大的長柱，還有可能發(fā)生生“失穩(wěn)破壞失穩(wěn)破壞”的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 L L 0 0/ /b b8 8 為短柱為短柱L L 0 0/ /b b 8 8 為長柱為長柱114.3 4.3 偏壓構件偏壓構件第三節(jié)第三

11、節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件1、偏心受壓構件破壞特征、偏心受壓構件破壞特征 NMe 0當當e0 很很小小時，接近軸壓構件時，接近軸壓構件當當e0 較較大大時，接近受彎構件時，接近受彎構件按按偏心距偏心距和和配筋配筋的不同，偏壓構件可分為的不同，偏壓構件可分為受拉破壞受拉破壞和和受壓破壞受壓破壞當偏心距當偏心距e0較大，且受拉鋼筋不太多時，發(fā)生受拉破壞。較大，且受拉鋼筋不太多時，發(fā)生受拉破壞。 當偏心距當偏心距e0較小，或偏心距較小，或偏心距e0雖不小大，但受拉鋼筋配置過雖不小大，但受拉鋼筋配置過多時，均發(fā)生受壓破壞。多時，均發(fā)生受壓破壞。 4.3 4.3 偏壓構件偏壓構件第

12、三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件受拉破壞（大偏心受壓破壞）破壞特征：破壞特征： 加載后首先在受拉區(qū)出現(xiàn)橫向裂縫，裂加載后首先在受拉區(qū)出現(xiàn)橫向裂縫，裂縫不斷發(fā)展，裂縫處的拉力轉由鋼筋承擔，縫不斷發(fā)展，裂縫處的拉力轉由鋼筋承擔，受拉鋼筋首先達到屈服，并形成一條明顯的受拉鋼筋首先達到屈服，并形成一條明顯的主裂縫，主裂縫延伸，受壓區(qū)高度減小，最主裂縫，主裂縫延伸，受壓區(qū)高度減小，最后受壓區(qū)出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土被壓碎導致后受壓區(qū)出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土被壓碎導致構件破壞。構件破壞。 類似于：正截面破壞中的類似于：正截面破壞中的適筋適筋梁梁屬于：屬于：延性破壞延性破壞 4.3 4.3

13、偏壓構件承載力偏壓構件承載力第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件受壓破壞（小偏心受壓破壞）破壞特征：破壞特征： 加荷后全截面受壓或大部分受壓，離力近加荷后全截面受壓或大部分受壓，離力近側混凝土壓應力較高，離力遠側壓應力較小甚側混凝土壓應力較高，離力遠側壓應力較小甚至受拉。隨著荷載增加，近側混凝土出現(xiàn)縱向至受拉。隨著荷載增加，近側混凝土出現(xiàn)縱向裂縫被壓碎，受壓鋼筋屈服裂縫被壓碎，受壓鋼筋屈服 ，遠側鋼筋可能受，遠側鋼筋可能受壓，也可能受拉，但都未屈服。壓，也可能受拉，但都未屈服。屬于：屬于：脆性破壞脆性破壞 類似于：正截面破壞中的類似于：正截面破壞中的超筋超筋梁梁4.3 4

14、.3 偏壓構件承載力偏壓構件承載力第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件受拉破壞與受壓破壞的界限 破壞的起因不同破壞的起因不同受拉破壞受拉破壞（大偏心受壓）：是受拉鋼筋先屈服而后受壓混凝土被壓碎；（大偏心受壓）：是受拉鋼筋先屈服而后受壓混凝土被壓碎；受壓破壞受壓破壞（小偏心受壓）：是受壓部份先發(fā)生破壞。（小偏心受壓）：是受壓部份先發(fā)生破壞。 與正截面破壞類似處與正截面破壞類似處受拉破壞受拉破壞（大偏心受壓）（大偏心受壓） ：與受彎構件正截面適筋破壞類似；：與受彎構件正截面適筋破壞類似；受壓破壞受壓破壞（小偏心受壓）（小偏心受壓） ：類似于受彎構件正截面的超筋破壞。：類似于受

15、彎構件正截面的超筋破壞。 b為大偏心受壓破壞（為大偏心受壓破壞（受拉破壞受拉破壞）為小偏心受壓破壞（為小偏心受壓破壞（受壓破壞受壓破壞） 用界限相對受壓區(qū)高度用界限相對受壓區(qū)高度b b作為界限：作為界限：b4.4 4.4 受拉構件受拉構件第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件一、受力特點一、受力特點 1、軸心受拉構件、軸心受拉構件 軸拉構件所受的拉力，全部由鋼筋承擔，最終由于受拉鋼筋屈服而導致軸拉構件所受的拉力，全部由鋼筋承擔，最終由于受拉鋼筋屈服而導致構件破壞。構件破壞。小偏拉：小偏拉：拉力拉力N N作用在縱向鋼筋作用在縱向鋼筋s s和和s s之間之間（e0h/2as）時

16、，）時，全截面受拉全截面受拉。大偏拉：大偏拉：拉力拉力N N在在s s和和s s 之外之外（e0h/2as），），部份受拉部份受拉，部份受壓部份受壓。2、偏心受拉構件、偏心受拉構件按照軸向拉力按照軸向拉力N作用在截面上位置的不同，偏拉構件有兩種破壞形態(tài)：作用在截面上位置的不同，偏拉構件有兩種破壞形態(tài)：小偏心受拉破壞小偏心受拉破壞和和大偏心受拉破壞大偏心受拉破壞。當拉力當拉力N的作用點與截面形心重合時，的作用點與截面形心重合時，稱為軸心受拉構件；稱為軸心受拉構件；當拉力當拉力N的作用點與截面形心偏離時，的作用點與截面形心偏離時，稱為偏心受拉構件。稱為偏心受拉構件。4.4 4.4 受拉構件受拉構件第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件軸心受拉構件：軸心受拉構件： 鋼混屋架下弦桿、鋼混屋架下弦桿、 高壓圓形水管、高壓圓形水管、 圓形水池壁等圓形水池壁等偏心受拉構件：偏心受拉構件： 矩形水池壁、矩形水池壁、 淺倉的墻壁等淺倉的墻壁等鋼筋混凝土折線屋架鋼筋混凝土折線屋架4.4 4.4 受拉構件受拉構件第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋混凝土縱向受力構件鋼筋混凝土縱向受力構件二、構造要求二、構造要求 軸拉及小偏拉構件中的縱筋，不得采用綁扎接頭，直徑大于