第11讲 受压构件

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1、当轴向力作用线与构件截面形心轴线相重合时，该构件即为轴心受力构件。承受轴心拉力的构件称为轴心受拉构件；承受轴心压力的构件称为轴心受压构件（图1）。为了计算方便，一般在设计以恒荷载为主的多层房屋的内柱以及桁架的受压、受拉腹杆等时，可按轴心受力构件设计计算。第六章受压构件10/5/20211图1轴心受力构件(a)轴心受拉；(b)轴心受压；(c)轴心受力构件实例10/5/20212轴心受压构件中，钢筋骨架是由纵向受压钢筋和箍筋经绑扎或焊接而成的。根据所配置钢筋的不同，轴心受压柱有两种基本形式：配有箍筋或在纵向钢

2、筋上焊有横向钢筋的柱（图3(a)）；配有螺旋式或焊接环式间接钢筋的柱（图3(b)、(c))。§6.1轴心受压构件承载力计算一、概述10/5/20213图310/5/20214轴心受压柱以方形为主，也可选用矩形、圆形或正多边形截面；柱截面尺寸一般不宜小于250mm×250mm，构件长细比应控制在l0/b≤30、l0/h≤25、l0/d≤25。此处l0为柱的计算长度，b为柱的短边，h为柱的长边，d为圆形柱的直径。二、轴心受压构件承载力计算1截面形式10/5/20215混凝土强度等级对受压构件的承载力影响较大，

3、为了充分利用混凝土承压，减小截面尺寸，节约钢材，受压构件宜采用强度等级较高的混凝土，一般采用的混凝土强度等级为C20~C40。2混凝土强度等级10/5/20216纵向受力钢筋应根据计算确定，同时应符合下列规定：（1）纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，宜选用直径较粗的钢筋，以减少纵向弯曲，防止纵筋过早压屈，一般在12~32mm范围内选用。（2）纵向受力钢筋通常采用HRB335、HRB400级或RRB400级钢筋，不宜采用高强度钢筋受压，因为构件在破坏时，钢筋应力最多只能达到400N/mm2。3纵向钢筋10

4、/5/20217（3）全部纵向受压钢筋的配筋率ρ′不宜超过5%，也不应小于0.6%；常用的配筋率为：轴心受压及小偏心受压0.5%~2%,大偏心受压1%~2.5%。（4）纵向钢筋应沿截面四周均匀布置，钢筋净距不应小于50mm，其中距亦不应大于300mm；矩形截面钢筋根数不得少于4根，以便与箍筋形成刚性骨架；圆形截面钢筋根数不宜少于8根。（5）纵向钢筋的搭接位置一般在楼面大梁顶面（图4），钢筋搭接长度为l1。10/5/20218图4柱的钢筋接头10/5/20219轴心受压柱中的箍筋应符合下列要求：（1）应采用

5、封闭式箍筋。因箍筋除了形成钢筋骨架之外，其主要作用是保证纵向钢筋在受力后不致压屈，还有约束混凝土的作用。（2）箍筋直径不应小于6mm，且不应小于d/4（d为纵向钢筋的最大直径）。（3）箍筋间距s不应大于400mm及构件截面的短边尺寸，且不应大于15d(d为纵向钢筋的最小直径）。4箍筋10/5/202110（4）当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%时，则箍筋直径不应小于8mm，其间距不应大于10d，且不应大于200mm；箍筋末端应做成135°弯钩，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

6、封闭环式。（5）当柱截面短边尺寸大于400mm，且各边纵向钢筋多于3根时，或当柱截面短边不大于400mm，但各边纵向钢筋多于4根时，应设置复合箍筋，其布置要求是使纵向钢筋至少每隔一根位于箍筋转角处，见图5所示。10/5/202111图5柱中箍筋的构造要求10/5/202112（6）柱内纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋应加密，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍。当搭接钢筋受压时，箍筋间距不应大于10d，且不应大于200mm；当搭接钢筋受拉时，箍筋间距不应大于5d，且不应大于100mm，d为纵向钢筋的最小

7、直径。当受压钢筋直径d＞25mm时，尚应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋。10/5/20211310/5/202114对于截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋。其原因是，内折角处受拉箍筋的合力向外。10/5/2021155配有普通箍筋轴心受压柱的承载力计算按照长细比l０／ｂ的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当l０／ｂ≤8时属于短柱，否则为长柱。其中l０为柱的计算长度，ｂ为矩形截面的短边尺寸。10/5/202116（1）当轴向力较小时，构件的压缩变形主要为弹性

8、变形，轴向力在截面内产生的压应力由混凝土和钢筋共同承担。（2）随着荷载的增大，构件变形迅速增大，此时混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增加缓慢，而钢筋应力的增加则越来越快。在临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。轴心受压短柱的破坏特征10/5/202117当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变εc’=0.00