轴心受力构件的截面承载力计算

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1、第三章轴心受力构件的正截面承载力3.0轴心受拉构件概述钢筋混凝土桁架或拱的拉杆、受内压力作用的环形截面管壁及圆形贮液池的筒壁等，通常按轴心受拉构件计算。3.1轴心受拉构件的承载力计算一、受力过程和破坏特征轴心受拉构件从加载开始到破坏为止，其受力过程可分为三个不同阶段。0→Ncr0→NcrnAAsN>NcrN>NcrNyNy3个阶段从加载到混凝土开裂前，属于第I阶段。此时，钢筋和混凝土共同承受拉力。应力与应变大致成正比。拉力荷载值和截面平均拉应变之间基本上呈线性关系。混凝土开裂后至钢筋屈服前，属于第Ⅱ阶段。首先在截面最薄弱处产生

2、第一条裂缝，随着荷载的增加，先后在一些截面上出现裂缝。此时，在裂缝处的混凝土不再承受拉力，所有拉力均由钢筋来承担。在相同的拉力增量作用下，平均拉应变增量加大。第Ⅲ阶段：纵向受拉钢筋屈服后，在N保持不变的情况下，构件的变形继续增大，裂缝迅速扩展。直至构件破坏。二、承载力计算公式轴心受拉构件破坏时，混凝土早已被拉裂，全部外力由钢筋来承受。轴心受拉构件的承载力计算公式如下：3.2轴心受压构件的承载力计算当纵向压力N作用线与构件截面形心重合时，称为轴心受压构件；当纵向压力N作用线偏离构件轴线或同时作用轴力及弯矩时，称为偏心受压构件。受压

3、构件往往在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，将导致整个结构的损坏，甚至倒塌。一、截面形状和尺寸◆常采用矩形截面，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，不宜小于250*250。一般应控制在l0/b≤30及l0/h≤25。◆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。◆I形截面，翼缘厚度大于120，腹板厚度大于100。3.2.1受压构件构造要求二、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

4、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C30~C40，在高层建筑中，C50~C60级混凝土也经常使用。钢筋：纵筋通常采用HRB400级、和HRB500级钢筋，不宜过高。？钢筋配置构造要求◆纵向钢筋配筋率过小时，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，对受压构件的最小配筋率应有所限制。◆《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0.6%

5、；一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%。◆从经济、施工及受力性能方面考虑（施工布筋过多会影响混凝土的浇筑质量；配筋率过大易产生粘结裂缝，突然卸荷时混凝土易拉裂），全部纵筋配筋率不宜超过5%。全部纵向钢筋的配筋率按r=(A's+As)/A计算，一侧受压钢筋的配筋率按r'=A's/A计算，其中A为构件全截面面积。三、纵向钢筋◆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，不得少于6根，且应沿周边均匀布置。◆纵向钢筋的保护层厚度要求见附录7。◆当柱为竖向浇

6、筑混凝土时，纵筋的净距不小于50mm；对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小净距应按梁的规定取值。截面各边纵筋的中距不宜大于300mm。◆偏心受压构件的纵向受力钢筋应放置在偏心方向截面的两边，当h≥600mm时，在柱侧面应设置直径10~16mm的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍筋或拉筋。四、箍筋◆受压构件中箍筋应采用封闭式，其直径不应小于d/4，且不应小于6mm，此处d为纵筋的最大直径。◆箍筋间距不应大于400mm，也不应大于截面短边尺寸；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，此处d为纵筋的最小直径。

7、◆当柱中全部纵筋的配筋率超过3%，箍筋直径不宜小于8mm，且箍筋末端应应作成135°的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于10箍筋直径，或焊成封闭式；此时，箍筋间距不应大于10倍纵筋最小直径，也不应大于200mm。◆当柱截面短边大于400mm、且各边纵筋配置根数超过多于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多于4根时，应设置复合箍筋。◆对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋?内折角不应采用内折角不应采用复杂截面的箍筋形式3.3轴心受压构件的截面承载力计算钢筋混凝土构件由两种材料组成，其中混凝土是非匀质材

8、料，钢筋可不对称布置，故对钢筋混凝土构件，只有均匀受压(或受拉)的内合力与纵向外力在同一直线时为轴心受力，其余情况下均为偏心受力。在工程中，严格意义上轴心受压不存在，所谓的轴压构件或多或少的都存在偏心。习惯上利用纵向外力作用点与构件混凝土形心是否重合来判别是轴心