混凝土结构：2-1 轴心受压柱设计

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1、项目二钢筋混凝土柱设计任务一：轴心受压柱的设计柱是以承受轴向压力为主的受压构件。在建筑结构中，柱支承水平结构构成空间，并逐层传递上部结构荷载至基础。柱在水工混凝土结构中应用非常广泛，如水闸工作桥立柱、渡槽的支承刚架立柱、水电站厂房立柱等。另外，闸墩、桥墩等也都属于柱。根据轴向压力作用位置不同，受压柱可以分为轴心受压柱和偏心受压柱两种类型。（1）当轴向压力通过柱截面重心时，称为轴心受压柱；当轴向压力与柱截面重心有一个偏心矩e0时，称为偏心受压柱。（2）当柱截面上同时作用有通过截面重心的轴向压力N和弯矩M时，因为轴向压力N和弯矩M可以换算成具

2、有偏心矩e0=M/N的偏心轴向压力，所以也称为偏心受压柱。如图3-3所示。实际工程中，真正的轴心受压柱是不存在的。因为实际的荷载合力对构件截面重心来说总是或多或少存在着偏心.例如:混凝土浇注不均匀，构件尺寸的施工误差，钢筋的不对称布置，装配式构件安装定位的不准确，都会导致轴向力产生偏心。当偏心矩小到在设计中可忽略不计时，如等跨柱网的内柱、只承受节点荷载的桁架压杆、码头中的桩等结构，则可近似按轴心受压柱计算。钢筋混凝土柱的构造一、截面形式和尺寸三、纵向钢筋二、混凝土四、箍筋一、截面形式和尺寸1.截面形式（1）轴心受压构件一般采用方形或圆形截

3、面。（2）偏心受压构件常采用矩形截面，截面长边布置在弯矩作用方向，长边与短边的比值一般为1.5～2.5。偏心受压构件可采用工字形、T形等形状的截面。柱截面尺寸与长度相比不宜太小.水工建筑中，现浇立柱的边长不宜小于300mm，否则施工缺陷所引起的影响就较为严重。水平浇筑的装配式柱则不受此限制。为了施工支模方便，截面尺寸一般采用整数。柱截面边长在800mm及以下时，以50mm为模数递增，800mm以上时，以100mm为模数递增。二、混凝土柱的受压承载力主要取决于混凝土的强度，采用强度等级较高的混凝土，可减小构件截面尺寸并节省钢材，比较经济。柱

4、常用的混凝土强度等级是C25或更高强度等级的混凝土；若截面尺寸不是由强度条件确定时（如闸墩），也可采用C15混凝土。三、纵向钢筋（1）强度（2）配筋率（3）根数与直径（4）布置与间距柱内纵向受力钢筋与混凝土共同承担轴向压力和弯矩。柱内配置的纵向受力钢筋常用HRB335级、HRB400级或RRB400级。对受压钢筋来说，不宜采用高强度钢筋。（1）强度受压构件的纵向钢筋，其数量不能过少。否则构件破坏时呈脆性，这对抗震不利。（2）配筋率钢筋混凝土柱基本最小配筋率ρmin项次分类钢筋等级HPB235HRB335HRB400、RRB4001受弯构件

5、、偏心受拉构件的受拉钢筋梁板0.250.200.200.150.200.152轴心受压柱的全部纵向钢筋0.600.550.503偏心受压构件的受拉或受压钢筋柱、肋拱墩墙、板、板拱0.250.200.200.150.200.15纵向钢筋也不宜过多，配筋过多既不经济，也不便于施工。柱中全部纵向受力钢筋的经济配筋率在0.8%～2%范围内。若荷载较大及截面尺寸受限制时，配筋率可适当提高，但全部纵向钢筋配筋率不宜超过5%。纵向钢筋（3）根数与直径方形和矩形柱中纵向钢筋的根数不得少于4根，每边不得少于2根；圆形柱中纵向钢筋宜沿周边均匀布置，根数不宜少

6、于8根，且不应少于6根。纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，过小则钢筋骨架柔性大，施工不便。工程中通常在12～32mm范围内选择。（4）布置与间距轴心受压柱的纵向受力钢筋应沿周边均匀布置.；偏心受压柱的纵向受力钢筋则沿垂直于弯矩作用平面的两个边布置。当偏心受压柱的截面长边h≥600mm时，沿平行于弯矩作用平面的两个侧面应设置直径为10～16mm的纵向构造钢筋，其间距不应大于400mm，并相应设置复合箍筋或连系拉筋。轴心受压柱和偏心受压柱中的纵向受力钢筋，其间距（中矩）不应大于300mm。纵向钢筋的净距不应小于50mm，如图3-4所示。水平

7、浇筑的预制柱，纵筋最小静距要求与梁相同。纵向钢筋的混凝土保护层厚度的要求与梁相同。四箍筋（1）作用、级别与形状（2）直径（3）间距（4）复合箍筋柱中的箍筋:（1）保证纵向钢筋的位置正确.（2）防止纵向钢筋受压时向外弯凸和混凝土保护层横向胀裂剥落.（3）可以抵抗剪力，从而提高柱的承载能力和延性。（1）作用、级别与形状柱的箍筋一般采用HPB235级钢筋、HRB335级钢筋，也可采用HRB400级钢筋，且应做成封闭式，并与纵筋绑扎或焊接形成整体骨架。对于热轧钢筋，箍筋直径不应小于0.25倍纵向钢筋的最大直径，且不应小于6mm。（2）直径箍筋的间

8、距（中距）不应大于构件截面的短边尺寸，且不应大于400mm，同时在绑扎骨架中不宜大于15d；在焊接骨架中不宜大于20d。其中，d为纵向钢筋的最小直径，如图3-4所示。（3）间距(1)当柱内纵向