钢筋混凝土结构 Reinforced Concrete Structure

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1 钢筋混凝土结构 Reinforced Concrete Structure
0 绪论 1 建筑结构计算基本原则 2 建筑结构材料 3 钢筋混凝土受弯构件 4 钢筋混凝土纵向受力构件 5 钢筋混凝土受扭构件 6 预应力混凝土构件 7 钢筋混凝土楼屋盖

2 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.0 概述 根据受力的方向是指向截面，还是离开截面， 可分为纵向受压构件和纵向受拉构件；
根据力的作用线与截面轴线的位置关系， 可分为轴心受力构件和偏心受力构件。 其中,偏心受力构件，又可以分为单向偏心和双向偏心。

3 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.1 受压构件构造要求 ——材料强度 ——截面型式及尺寸要求
《混凝土规范》规定受压钢筋的最大抗压强度为400N/mm2。 混凝土： 一般柱中采用C25及以上等级，对于高层建筑的底层柱可采用更高强度等级的混凝土，例如采用C40或以上； 纵向钢筋： 一般采用HRB400和HRB335级热轧钢筋。 ——截面型式及尺寸要求 轴心受压柱以方形为主， 偏心受压柱以矩形为主

4 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.1 受压构件构造要求 ——截面型式及尺寸要求 受压构件的配筋： 一般应符合: l0/h≤25
以及 l0/b≤30 方形与矩形截面的尺寸 不宜小于250mm×250mm 受压构件的配筋： （1）纵向受力钢筋 （2）箍筋 作用： 一 协助混凝土承受压力，以减小构件尺寸； 二 承受可能的弯矩，以及混凝土收缩和温度变形引起的拉应力； 三 防止构件突然的脆性破坏。 作用： 保证纵向钢筋的位置正确，防止纵向钢筋压屈，从而提高柱的承载能力。

5 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.1 受压构件构造要求——纵筋的构造 纵筋直径与根数： 通常采用 12～32mm，
直径宜粗不宜细，根数宜少不宜多，保证对称配置。 方形和矩形截面柱中纵向受力钢筋不少于４根， 圆柱中不宜少于8根且不应少于6根。 净距≥50mm， 中距≤300mm

6 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率（％ ） 受弯构件、偏心受拉、轴心受拉一侧的受拉钢筋
第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.1 受压构件构造要求——纵筋的构造 纵筋的配筋率： 受压钢筋的配筋率一般不超过3％， 通常在0.5 ％～2％之间。 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率（％ ） 受力类型 最小配筋百分率 受压构件 全部纵向钢筋 0.6 一侧纵向钢筋 0.2 受弯构件、偏心受拉、轴心受拉一侧的受拉钢筋 ，且不小于0.2

7 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.1 受压构件构造要求——箍筋的构造 受压构件中的箍筋， 应做成封闭式 末端做成135°弯钩，
受压构件复合菱形箍筋 受压构件中的箍筋， 应做成封闭式 末端做成135°弯钩， 平直段长度≥10d

8 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.1 受压构件构造要求——箍筋的构造 搭接钢筋受拉时，箍筋间距S 不应大于5d，且不应大于100mm；
偏压柱h≥ 600mm时， 应设置10～16mm的纵向构造钢筋。 受压构件复合井字箍筋

9 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.2 轴心受压构件承载力计算 配置纵筋和普通箍筋的柱， 称为普通箍筋柱； 配置纵筋和螺旋筋
或焊接环筋的柱， 称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。 普通箍筋柱中，箍筋是构造钢筋。 螺旋箍筋柱中，箍筋既是构造钢筋 又是受力钢筋。 螺旋筋或焊接环筋的套箍作用可约束核心混凝土的横向变形，使核心混凝土处于三向受压状态，从而间接地提高混凝土的纵向抗压强度。

10 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.2 轴压构件承载力 长短柱的破坏特征： 1、轴心受压短柱
临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈外凸，混凝土被压碎崩裂而破坏。 混凝土： 钢筋 ： 2、轴心受压长柱 破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵筋压弯外凸，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡，凸边混凝土拉裂而破坏。

11 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.2 轴压构件承载力 长短柱的承载力： 长细比l 0/b越大， 值越小 L 0/b≤8 为短柱
在同等条件下，（即截面相同，配筋相同，材料相同）， 长柱受压承载能力低于短柱受压承载能力。 长柱承载力 短柱承载力 柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破坏”的现象。 《混凝土设计规范》采用稳定系数中来表示长柱承载力的降低程度 长细比l 0/b越大， 值越小 L 0/b≤8 为短柱 L 0/b > 8 为长柱

12 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.2 轴压构件承载力 圆形截面 任意截面 钢筋混凝土构件的稳定系数表 ≤8 10 12 14 16 18
20 22 24 26 28 ≤7 8.5 10.5 15.5 17 19 21 22.5 ≤28 35 42 48 55 62 69 76 83 90 97 ≤1.0 0.98 0.95 0.92 0.87 0.81 0.75 0.70 0.65 0.60 0.56 30 32 34 36 38 40 44 46 50 29.5 31 33 34.5 36.5 41.5 43 104 111 118 125 132 139 146 153 160 167 174 0.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21 0.19

13 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.2 轴压构件承载力——普通箍筋柱 1、基本公式 A—构件截面面积， 当配筋率大于3%时，
A应改为Ac=A-As’ 式中系数0.9，是考虑到初始偏心的影响， 以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性，引入的承载力折减系数。

14 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.2 轴压构件承载力 柱的计算长度L0取值: 注：表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度；
对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。

15 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.2 轴压构件承载力——普通箍筋柱 截面设计 ： 截面复核 : 已知：构件截面尺寸b×h，轴向力设计值N，
构件的计算长度L0，材料强度等级fc fy’ 求： 纵筋截面面积As’ 计算步骤，详见图4.2.5 轴心受压构件截面设计步骤 截面复核 : 已知：柱截面尺寸b×h，计算长度L0，纵筋数量As’以及级别fy’，混凝土强度等级fc 求 ： 柱的受压承载力Nu， 或已知轴向力设计值Ｎ，判断是否安全 计算步骤，详见图4.2.6 轴心受压构件截面复核步骤

16 4.2 轴压构件承载力 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 思 考 题： 练 习:
思 考 题： 4.1在受压构件中配置箍筋的作用是什么？什么情况下需设置复合箍筋? 4.2轴心受压短柱、长柱的破坏特征各是什么？为什么轴心受压长柱的受压承载力低于短柱？承载力计算时如何考虑纵向弯曲的影响？ 练 习: 4.1某钢筋混凝土正方形截面轴心受压构件，截面边长350mm，计算长度6m，承受轴向力设计值N＝1500kN，采用C25 级混凝土，HRB335级钢筋。试计算所需纵向受压钢筋截面面积。 4.2某钢筋混凝土正方形截面轴心受压构件，计算长度9m，承受轴向力设计值N＝1700kN，采用C25级混凝土，HRB400级钢筋。试确定构件截面尺寸和纵向钢筋截面面积，并绘出配筋图。 4.3矩形截面轴心受压构件，截面尺寸为450×600mm，计算长度8m，混凝土强度等级C25，已配纵向受力钢筋 （HRB335级），试计算截面承载力。

17 4.3 偏压构件 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 1、偏心受压构件破坏特征 当e0 很小时，接近轴压构件 当e0 较大时，接近受弯构件
按偏心距和配筋的不同，偏压构件可分为受拉破坏和受压破坏 当偏心距e0较大，且受拉钢筋不太多时，发生受拉破坏。 当偏心距e0较小，或偏心距e0虽不小大，但受拉钢筋配置过多时，均发生受压破坏。

18 4.3 偏压构件 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 受拉破坏（大偏心受压破坏）
破坏特征： 　　加载后首先在受拉区出现横向裂缝，裂缝不断发展，裂缝处的拉力转由钢筋承担，受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的主裂缝，主裂缝延伸，受压区高度减小，最后受压区出现纵向裂缝，混凝土被压碎导致构件破坏。 类似于：正截面破坏中的适筋梁 属　于：延性破坏

19 4.3 偏压构件承载力 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 受压破坏（小偏心受压破坏） 破坏特征：
　　加荷后全截面受压或大部分受压，离力近侧混凝土压应力较高，离力远侧压应力较小甚至受拉。随着荷载增加，近侧混凝土出现纵向裂缝被压碎，受压钢筋屈服 ，远侧钢筋可能受压，也可能受拉，但都未屈服。 类似于：正截面破坏中的超筋梁 属　于：脆性破坏

20 4.3 偏压构件承载力 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 受拉破坏与受压破坏的界限 破坏的起因不同
受拉破坏（大偏心受压）：是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压碎； 受压破坏（小偏心受压）：是受压部份先发生破坏。 与正截面破坏类似处 受拉破坏（大偏心受压） ：与受弯构件正截面适筋破坏类似； 受压破坏（小偏心受压） ：类似于受弯构件正截面的超筋破坏。 用界限相对受压区高度ξb作为界限： 为大偏心受压破坏（受拉破坏） 为小偏心受压破坏（受压破坏）

21 4.4 受拉构件 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 一、受力特点 1、轴心受拉构件 2、偏心受拉构件 当拉力N的作用点与截面形心重合时，
称为偏心受拉构件。 一、受力特点 　1、轴心受拉构件 轴拉构件所受的拉力，全部由钢筋承担，最终由于受拉钢筋屈服而导致构件破坏。 　2、偏心受拉构件 按照轴向拉力N作用在截面上位置的不同，偏拉构件有两种破坏形态： 小偏心受拉破坏和大偏心受拉破坏。 小偏拉： 拉力N作用在纵向钢筋Ａs和Ａs’之间（e0≤h/2－as）时，全截面受拉。 大偏拉： 拉力N在Ａs和Ａs ’之外（e0＞h/2－as），部份受拉，部份受压。

22 4.4 受拉构件 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 ＊轴心受拉构件： 钢混屋架下弦杆、 高压圆形水管、 圆形水池壁等
＊轴心受拉构件： 钢混屋架下弦杆、 高压圆形水管、 圆形水池壁等 ＊偏心受拉构件： 矩形水池壁、 浅仓的墙壁等 钢筋混凝土折线屋架

23 4.4 受拉构件 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 ＊轴拉构件 承载力计算公式：
＊轴拉构件 承载力计算公式： N——截面受到的轴向拉力设计值； Nu——轴拉承载力设计值； fy——纵向钢筋的抗拉强度设计值； As——全部纵向钢筋的截面面积。

24 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.4 受拉构件 ＊小偏拉构件 承载力计算公式：

25 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 4.4 受拉构件 ＊大偏拉构件 承载力计算公式：

26 4.4 受拉构件 第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 二、构造要求 小组协作思考题： 怎样判别大、小偏心受拉构件？
轴拉及小偏拉构件中的纵筋，不得采用绑扎接头，直径大于28mm的受拉钢筋不宜采用绑扎接头。 搭接而不加焊的受拉钢筋接头仅允许用在圆形池壁或管中，其接头位置应错开，搭接长度不小于１.3la和300mm。 布置原则：均匀对称， 宜细不宜粗，宜多不宜少。 一般箍筋直径一般为4～6mm，间距不宜大于200mm 常用对称配筋形式。 小组协作思考题： 怎样判别大、小偏心受拉构件？

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