ko混凝土结构设计原理 第六章 受压构件承载力计算

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1、1受压构件的实际应用2框架结构中的柱(ColumnsofFrameStructure)3屋架结构中的上弦杆(TopChordofRoofTrussStructure)4桩基础(PileFoundation)5轴心受压(a)轴心受压(b)单向偏心受压(c)双向偏心受压单向偏心受压双向偏心受压65.1受压构件的一般构造构造设计是结构设计的重要方面。结构设计除了需要进行结构承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算设计外，还须进行结构构造设计。结构构造设计，是指在结构计算中未能详细考虑或很难定量计算的因素，已被长期工程经验验证的合理技术措施，以确保结构安全。7材料要

2、求一般采用C30~C50强度等级混凝土，对于高层建筑的底层柱，必要时可采用C50以上的高强度混凝土。纵向受力钢筋一般采用HRB400级、HRB500级、HRBF400级、HRBF500级。热轧钢筋的抗压强度设计'值取ffy。y箍筋一般采用HPB300级、HRB400级、HRB500级、HRBF400级、HRBF500级，也可采用HRB335级钢筋。8截面设计结构设计时，截面形式及尺寸是根据设计要求、荷载情况，用经验公式、轴压比和工程经验等预先估计确定。柱截面在轴心受压情况下一般采用方形或矩形，有特殊要求时，可采用圆形或多边形。为了充分利用材料强度，避免构件

3、长细比过大，承载能力降低过多，常取l/b≤30，l/h≤25，00l0/d≤25，一般l0/h为15左右。柱截面尺寸在800mm以下者，宜取50mm的倍数；800mm以上者，可取100mm的倍数。9截面形式及尺寸受压构件截面一般采用方形或矩形，有时也可采用圆形或多边形。圆形截面d≥350mm,取350、400……600、700、800……矩形截面b≥300mm,取300、350、400……600、700、800……h取350、400……600、700、800……工字形截面翼缘厚度≥120mm，腹板厚度≥100mm,h≥500mm,取500、550、600、7

4、00、800、900……b≥400mm,取400、450、500、550、600、700、800……10纵筋的作用①与混凝土共同承受压力，提高构件截面受压承载力；②提高构件的变形能力，改善受压破坏的脆性；③承受可能产生的偏心弯矩、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力；④减少混凝土的徐变变形。11纵向受力钢筋纵向受力钢筋是通过计算确定的。轴心受压柱的受力纵筋原则上应沿构件受力方向设置，周边均匀、对称布置，要成双配置，用箍筋固定位置，并有足够混凝土保护层厚度。矩形截面的钢筋根数不应小于4根，圆形截面的钢筋根数不宜少于8根，不应小于6根。纵向受力钢筋直径d不宜小于12

5、mm，通常在12mm~32mm范围内选用。12《混凝土结构设计规范》规定，轴心受压构件全部钢筋的最小配筋率为0.6%（300MPa、335MPa）、0.55%（400MPa）、0.5%（500MPa）,但不宜超过5%，同时一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。规定受压构件最小配筋率的目的是改善其脆性特征，避免混凝土突然压溃，能够承受收缩和温度引起的拉应力，并使受压构件具有必要的刚度和抗偶然偏心作用的能力。13荷载长期作用，如果构件在持续荷载过程中突然卸载，则混凝土只能恢复其全部压缩变形中的弹性变形部分，其徐变变形大部分不能恢复，而钢筋将能恢复其全部压缩变形，这种

6、情况下，钢筋受压，混凝土受拉。有可能使混凝土内的应力达到抗拉强度而立即断裂。《规范》规定柱的全部纵向受压钢筋配筋率不宜大于5.0％。14钢筋间距与保护层厚度纵向受力钢筋的净距不应小于50mm，最大净距不宜大于300mm。在偏心受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋间距不宜大于300mm；其对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小净距可按梁的有关规定。保护层的作用①钢筋与混凝土协同工作，存在着粘结锚固作用；②耐久性要求；设计使用年限为100年的保护层厚度不应小于设计使用年限为50年的保护层厚度的1.4倍。15横向箍筋的

7、作用①防止纵向钢筋受力后压屈和固定纵向钢筋位置；②改善构件破坏的脆性；③当采用密排箍筋时还能约束核芯内混凝土，提高其极限变形值；④箍筋与纵筋形成骨架，保证骨架刚度。16箍筋箍筋直径不应小于d/4，且不应小于6mm（d为纵筋最大直径）。箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸，且不应大于15d（d为纵筋最小直径），当柱中全部纵筋配筋率超过3%时，箍筋直径不应小于8mm，其间距应不大于10d（d为纵筋最小直径），且不应大于200mm。箍筋末端应做成135°,且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍；箍筋也可焊成封闭环式。17当柱截面短边不大于400mm

8、，且纵筋不多于四根时，可不设复合箍筋。18当柱截面短