建筑結(jié)構(gòu)電子教案四

建筑結(jié)構(gòu)電子教案四第一頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.0概述第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件根據(jù)受力的方向是指向截面，還是離開(kāi)截面，可分為縱向受壓構(gòu)件和縱向受拉構(gòu)件；根據(jù)力的作用線與截面軸線的位置關(guān)系，可分為軸心受力構(gòu)件和偏心受力構(gòu)件。其中,偏心受力構(gòu)件，又可以分為單向偏心和雙向偏心。第二頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件——材料強(qiáng)度《混凝土規(guī)范》規(guī)定受壓鋼筋的最大抗壓強(qiáng)度為400N/mm2?；炷粒阂话阒胁捎肅25及以上等級(jí)，對(duì)于高層建筑的底層柱可采用更高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，例如采用C40或以上；縱向鋼筋：一般采用HRB400和HRB335級(jí)熱軋鋼筋?！孛嫘褪郊俺叽缫蠼孛嫘螤睿赫叫?、矩形、圓形、環(huán)形。軸心受壓柱以方形為主，偏心受壓柱以矩形為主第三頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件——截面型式及尺寸要求截面尺寸：一般應(yīng)符合:l0/h≤25以及l(fā)0/b≤30方形與矩形截面的尺寸不宜小于250mm×250mm柱截面邊長(zhǎng)在800mm以下者，宜取50mm的倍數(shù)；在800mm以上者，取為100mm的倍數(shù)第四頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件——配筋構(gòu)造（1）縱向受力鋼筋作用：一協(xié)助混凝土承受壓力，以減小構(gòu)件尺寸；二承受可能的彎矩，以及混凝土收縮和溫度變形引起的拉應(yīng)力；三防止構(gòu)件突然的脆性破壞。第五頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——縱筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件布置方式：（1）縱向受力鋼筋軸心受壓柱的縱向受力鋼筋應(yīng)沿截面四周均勻?qū)ΨQ布置；偏心受壓柱的縱向受力鋼筋放置在彎矩作用方向的兩對(duì)邊；圓柱中縱向受力鋼筋宜沿周邊均勻布置。

第六頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——縱筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件縱筋直徑與根數(shù)：直徑d不宜小于12mm，通常采用12～32mm，一般宜采用根數(shù)較少，直徑較粗的鋼筋，以保證骨架的剛度。方形和矩形截面柱中縱向受力鋼筋不少于４根，圓柱中不宜少于8根且不應(yīng)少于6根。縱向受力鋼筋的凈≥50mm，中距≤300mm。（1）縱向受力鋼筋第七頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——縱筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件縱筋的配筋率：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的最小配筋率（％）受力類型最小配筋百分率受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋0.6一側(cè)縱向鋼筋0.2受彎構(gòu)件、偏心受拉、軸心受拉一側(cè)的受拉鋼筋45ft/fy，且不小于0.2受壓鋼筋的配筋率一般不超過(guò)3％，通常在0.5％～2％之間。偏心受壓構(gòu)件縱筋的配筋方式：對(duì)稱配筋：在柱的彎矩作用方向的兩對(duì)邊對(duì)稱布置相同的縱向受力鋼筋。非對(duì)稱配筋：在柱的彎矩作用方向的兩對(duì)邊布置不同的縱向受力鋼筋。第八頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件——配筋構(gòu)造作用：保證縱向鋼筋的位置正確，防止縱向鋼筋壓屈，從而提高柱的承載能力。（2）箍筋第九頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件受壓構(gòu)件中的箍筋，應(yīng)做成封閉式。箍筋直徑不應(yīng)小于d/4（d為縱向鋼筋的最大直徑），且不應(yīng)小于6mm。箍筋間距不應(yīng)大于400mm及構(gòu)件截面的短邊尺寸，且不應(yīng)大于15d（d為縱向受力鋼筋的最小直徑）。柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過(guò)3％時(shí)，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)大于10d（d

為縱向受力鋼筋的最小直徑），且不應(yīng)大于200mm；末端做成135°彎鉤，平直段長(zhǎng)度≥10d。在縱筋搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)，箍筋的直徑不宜小于搭接鋼筋直徑的0.25倍。搭接鋼筋受拉時(shí)，箍筋間距S不應(yīng)大于5d，且不應(yīng)大于100mm；搭接鋼筋受壓時(shí)，箍筋間距S不應(yīng)大于10d，且不應(yīng)大于200mm。當(dāng)搭接受壓鋼筋直徑大于25mm時(shí)，應(yīng)在搭接接頭兩個(gè)端面外50mm范圍內(nèi)各設(shè)置2根箍筋。第十頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件當(dāng)柱截面短邊尺寸大于400mm且各邊縱向受力鋼筋多于3根時(shí)，或當(dāng)柱截面短邊尺寸不大于400mm但各邊縱向鋼筋多于4根時(shí)，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋，以防止中間鋼筋被壓屈。復(fù)合箍筋的直徑、間距與前述箍筋相同。復(fù)合箍筋偏壓柱h≥600mm時(shí)，應(yīng)設(shè)置10～16mm的縱向構(gòu)造鋼筋。第十一頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件受壓構(gòu)件復(fù)合菱形箍筋受壓構(gòu)件復(fù)合井字箍筋偏壓柱h≥600mm時(shí)，應(yīng)設(shè)置10～16mm的縱向構(gòu)造鋼筋。第十二頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件對(duì)于截面形狀復(fù)雜的構(gòu)件，不可采用具有內(nèi)折角的箍筋。其原因是，內(nèi)折角處受拉箍筋的合力向外。

第十三頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件柱鋼筋圖第十四頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件綁扎連接第十五頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件電渣壓力焊第十六頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件箍筋加密第十七頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件機(jī)械連接第十八頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.1受壓構(gòu)件構(gòu)造要求——箍筋的構(gòu)造

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件機(jī)械連接第十九頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.2軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件配置縱筋和普通箍筋的柱，稱為普通箍筋柱；配置縱筋和螺旋筋或焊接環(huán)筋的柱，稱為螺旋箍筋柱或間接箍筋柱。螺旋筋或焊接環(huán)筋的套箍作用可約束核心混凝土的橫向變形，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而間接地提高混凝土的縱向抗壓強(qiáng)度。普通箍筋柱中，箍筋是構(gòu)造鋼筋。螺旋箍筋柱中，箍筋既是構(gòu)造鋼筋又是受力鋼筋。第二十頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.2軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件的破壞特征：1、軸心受壓短柱隨著荷載的增大，構(gòu)件變形迅速增大，此時(shí)混凝土塑性變形增加，彈性模量降低，應(yīng)力增加緩慢，而鋼筋應(yīng)力的增加則越來(lái)越快。臨近破壞時(shí)，柱子表面出現(xiàn)縱向裂縫，箍筋之間的縱筋壓屈外凸，混凝土被壓碎崩裂而破壞。破壞時(shí)混凝土的應(yīng)力達(dá)到棱柱體抗壓強(qiáng)度f(wàn)c。按照長(zhǎng)細(xì)比l０/b的大小，軸心受壓柱可分為短柱和長(zhǎng)柱兩類。對(duì)方形和矩形柱，當(dāng)l０/b

≤8時(shí)屬于短柱，否則為長(zhǎng)柱。其中l(wèi)０為柱的計(jì)算長(zhǎng)度，b為矩形截面的短邊尺寸。第二十一頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.2軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件當(dāng)短柱破壞時(shí)，混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變=0.002，相應(yīng)的縱向鋼筋應(yīng)力值=Es=2×105×0.002=400N/mm2。因此，當(dāng)縱筋為高強(qiáng)度鋼筋時(shí)，構(gòu)件破壞時(shí)縱筋可能達(dá)不到屈服強(qiáng)度。顯然，在受壓構(gòu)件內(nèi)配置高強(qiáng)度的鋼筋不能充分發(fā)揮其作用，是不經(jīng)濟(jì)的。軸心受壓構(gòu)件的破壞特征：第二十二頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.2軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件2、軸心受壓長(zhǎng)柱破壞時(shí)首先在凹邊出現(xiàn)縱向裂縫，接著混凝土壓碎，縱筋壓彎外凸，側(cè)向撓度急速發(fā)展，最終柱子失去平衡，凸邊混凝土拉裂而破壞。長(zhǎng)細(xì)比較大時(shí)，可能發(fā)生“失穩(wěn)破壞”。軸心受壓構(gòu)件的破壞特征：第二十三頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.2軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算

第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件長(zhǎng)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），長(zhǎng)柱受壓承載能力低于短柱受壓承載能力?！痘炷猎O(shè)計(jì)規(guī)范》采用穩(wěn)定系數(shù)φ來(lái)表示長(zhǎng)柱承載力的降低程度長(zhǎng)細(xì)比l0/b越大，φ值越小l0/b≤8為短柱l0/b>8為長(zhǎng)柱式中l(wèi)0——柱的計(jì)算長(zhǎng)度;

b——矩形截面的短邊尺寸圓形截面任意截面（d為截面直徑）（i為截面最小回轉(zhuǎn)半徑）構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度l0與構(gòu)件兩端支承情況有關(guān)。第二十四頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.2軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件1、基本公式式中系數(shù)0.9，是考慮到初始偏心的影響，以及主要承受恒載作用的軸心受壓柱的可靠性，引入的承載力折減系數(shù)。Nu—軸向壓力承載力設(shè)計(jì)值N

—軸向壓力設(shè)計(jì)值fc

—混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值A(chǔ)

—構(gòu)件截面面積，當(dāng)配筋率大于3%時(shí)，

A

應(yīng)改為Ac=A－As′fy′—

縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值A(chǔ)s′—

全部縱向鋼筋的截面面積普通箍筋柱的正截面承截力計(jì)算第二十五頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0取值:注：表中H對(duì)底層柱為從基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度；對(duì)其余各層柱為上下兩層樓蓋頂面之間的高度。4.2軸壓構(gòu)件承載力計(jì)算第二十六頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.2軸壓構(gòu)件承載力計(jì)算——普通箍筋柱第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件截面設(shè)計(jì)：已知：構(gòu)件截面尺寸b×h，軸向力設(shè)計(jì)值N，構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度l0，材料強(qiáng)度等級(jí)fc

fy′

求：縱筋截面面積As′計(jì)算步驟：詳見(jiàn)上圖軸心受壓構(gòu)件截面設(shè)計(jì)步驟若構(gòu)件截面尺寸b×h為未知，則可先根據(jù)構(gòu)造要求假定柱截面尺寸b×h，然后按上述步驟計(jì)算As'

?？v向鋼筋配筋率宜在0.5%~2%之間。若配筋率ρ'過(guò)大或過(guò)小，則應(yīng)調(diào)整b、h，重新計(jì)算As'。也可先假定φ和ρ'的值（?？杉俣é?1，ρ'=1%）由下式計(jì)算出構(gòu)件截面面積，進(jìn)而得出b×h：

第二十七頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.2軸壓構(gòu)件承載力計(jì)算——普通箍筋柱第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件截面復(fù)核:已知：柱截面尺寸b×h，計(jì)算長(zhǎng)度l0，縱筋數(shù)量As’以及級(jí)別fy’，混凝土強(qiáng)度等級(jí)fc求：柱的受壓承載力Nu，或已知軸向力設(shè)計(jì)值Ｎ，判斷是否安全計(jì)算步驟，詳見(jiàn)右圖軸心受壓構(gòu)件截面復(fù)核步驟第二十八頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日【例】已知某多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，首層中柱按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。該柱安全等級(jí)為二級(jí)，軸向壓力設(shè)計(jì)值

N=1400kN，計(jì)算長(zhǎng)度l0=5m，縱向鋼筋采用HRB335級(jí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。求該柱截面尺寸及縱筋截面面積。

【解】fc=14.3N/mm2，fy′=300N/mm2，=1.0（1）初步確定柱截面尺寸設(shè)ρ′==1%，=1，則

=89916.5mm2

選用方形截面，則b=h==299.8mm，取用h=300mm。

第二十九頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)l0/b=5000/300=16.7=0.869（3）計(jì)算鋼筋截面面積As′

=1677mm2（4）驗(yàn)算配筋率=1.86%＞=0.6%，且＜3%，滿足最小配筋率要求，且勿需重算。第三十頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日縱筋選用425（As′=1964mm2），箍筋配置φ8@300，如圖4.2.7。425Φ8@300300300第三十一頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日【解】查表得=300N/mm2，fc=11.9N/mm2，=1256mm2（1）確定穩(wěn)定系數(shù)

l0/b=4500/300=15=0.911【例4.2.2】某現(xiàn)澆底層鋼筋混凝土軸心受壓柱，截面尺寸

b×h=300×300mm，采用420的HRB335級(jí)（fy′=300N/mm2）鋼筋，混凝土C25（fc=9.6N/mm2），l0=4.5m，承受軸向力設(shè)計(jì)值800kN，試校核此柱是否安全。

第三十二頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）驗(yàn)算配筋率（3）確定柱截面承載力=0.9×0.911×(11.9×300×300+300×1256)=1187.05×103N=1187.05kN＞N=800kN此柱截面安全。

第三十三頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日1．螺旋箍筋柱的受力特點(diǎn)：螺旋箍筋柱的箍筋既是構(gòu)造鋼筋又是受力鋼筋。由于螺旋筋或焊接環(huán)筋的套箍作用可約束核心混凝土（螺旋筋或焊接環(huán)筋所包圍的混凝土）的橫向變形，使得核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而間接地提高混凝土的縱向抗壓強(qiáng)度。

2．螺旋箍筋的構(gòu)造：螺旋箍筋柱的截面形狀一般為圓形或正八邊形。箍筋為螺旋環(huán)或焊接圓環(huán)，間距不應(yīng)大于80mm及0.2dcor（dcor為構(gòu)件核心直徑，即螺旋箍筋內(nèi)皮直徑），且不宜小于40mm。間接鋼筋的直徑應(yīng)符合柱中箍筋直徑的規(guī)定。4.2軸壓構(gòu)件承載力計(jì)算第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件螺旋箍筋柱簡(jiǎn)介第三十四頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日4.3偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算第四章鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件1、偏心受壓構(gòu)件破壞特征當(dāng)e0

很小時(shí)，接近軸壓構(gòu)件當(dāng)e0

較大時(shí)，接近受彎構(gòu)件按偏心距和配筋的不同，偏壓構(gòu)件可分為受拉破壞和受壓破壞當(dāng)偏心距e0較大，且受拉鋼筋不太多時(shí)，發(fā)生受拉破壞。當(dāng)偏心距e0較小，或偏心距e0雖然較大，但受拉鋼筋配置過(guò)多時(shí)，均發(fā)生受壓破壞。第三十五頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日