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1、三、工程应用情况：三、工程应用情况：实际工程中理想的轴心受力构件不存在。压压压拉拉 图4-1 轴心受力构件一、配置普通箍筋的轴心受压构件一、配置普通箍筋的轴心受压构件1、试验研究分析、试验研究分析轴心受压构件按长细比不同分为短柱和长柱，轴心受压构件按长细比不同分为短柱和长柱，规范规范规定以为规定以为l0/i =28为界，其中为界，其中l0为柱的计算长度，为柱的计算长度，i为为截面的最小回转半径。截面的最小回转半径。混凝土压应力混凝土压应力 ()cEcsNAA（4-2）钢筋的压应力钢筋的压应力 ()sEcsNAA（4-3）式中：式中：混凝土弹性系数；混凝土弹性系数；E钢筋与混凝土弹性模量之比，钢
2、筋与混凝土弹性模量之比， sEcEE当当N较小时，构件处于弹性阶较小时，构件处于弹性阶段，此时弹性系数段，此时弹性系数=1，故，故钢筋应力与混凝土应力钢筋应力与混凝土应力成直线增长，当增大时，混成直线增长，当增大时，混凝土出现塑性应变，弹性系数凝土出现塑性应变，弹性系数 就减小。就减小。 因此因此 和和 的应力增长就成曲线形状（图的应力增长就成曲线形状（图3-4）。）。s图图4-4 应力应力-荷载曲线示意图荷载曲线示意图csc在轴心受压短柱中，不论受在轴心受压短柱中，不论受压钢筋在构件破坏时是否屈压钢筋在构件破坏时是否屈服，构件的最终承载力都是服，构件的最终承载力都是由混凝土被压碎来控制的。由
3、混凝土被压碎来控制的。对于长柱的承载能力对于长柱的承载能力 低于相同条件下的短柱承载能低于相同条件下的短柱承载能力力 。目前采用引入稳定系数。目前采用引入稳定系数 来考虑这个因素，来考虑这个因素， 值随着长细比的增大而减小，可查表值随着长细比的增大而减小，可查表4-1。 ulNusNulusNN 钢筋混凝土受压构件的稳定系数钢筋混凝土受压构件的稳定系数 表表4-1 注：注： 构件计算长度；构件计算长度；b矩形截面短边；矩形截面短边；d圆形截面直径；圆形截面直径； 截面最小回转半径。截面最小回转半径。 0lIiA2、基本计算公式、基本计算公式图图4-5 轴心受压柱计算图轴心受压柱计算图cys0.
4、9 ()Nf Af A （4-4）当现浇钢筋混凝土轴心受压构当现浇钢筋混凝土轴心受压构件截面长边或直径大于件截面长边或直径大于300mm时，构件制作缺陷对承载力的影时，构件制作缺陷对承载力的影响较大，式（响较大，式（4-4）中混凝土强）中混凝土强度设计值乘以系数度设计值乘以系数0.8（构件质（构件质量确有保障时不受此限制）。量确有保障时不受此限制）。3、公式的应用、公式的应用 截面设计截面校核已知：已知：N，求：，求：，0( )H lcfyfsA步骤：步骤：（1）根据构造要求及经验，定截面尺寸（）根据构造要求及经验，定截面尺寸（b，h）025lh030lb b，h 或令，则或令，则 0.5 2
5、%1()cyNAffbhA（2）计算，确定）计算，确定0l（3）计算）计算sA（4）选配筋并绘制配筋图。）选配筋并绘制配筋图。截面校核问题：截面校核问题：已知：已知：b，h，求：，求： 0( )H lcfyfsAuN步骤：（步骤：（1）确定）确定（2）计算，若，则）计算，若，则uN3%cys0.9 ()uNf Af A 若，则若，则 3%cys0.9 ()usNfAAf A 4、构造要求、构造要求 混凝土抗压强度较高，为了减少柱截面尺寸，节约钢筋混凝土抗压强度较高，为了减少柱截面尺寸，节约钢筋用量，应该采用强度等级较高的混凝土，对于高层建筑用量，应该采用强度等级较高的混凝土，对于高层建筑的底层
6、柱，必要时可采用更高强度等级的混凝土。但钢的底层柱，必要时可采用更高强度等级的混凝土。但钢筋不宜采用更高强度的钢筋，这是由于它与混凝土共同筋不宜采用更高强度的钢筋，这是由于它与混凝土共同工作时，一般不能充分的挥其高强度的作用。工作时，一般不能充分的挥其高强度的作用。轴心受压构件一般都采用正方形。在建筑上有美观要求轴心受压构件一般都采用正方形。在建筑上有美观要求时根据需要也可采用圆形及其它截面形式。为了施工方时根据需要也可采用圆形及其它截面形式。为了施工方便，截面尺寸一般不小于便，截面尺寸一般不小于250250mm，而且要符，而且要符合模数，合模数，800mm以下采用以下采用50mm的模数，的模
7、数，800mm以上则采用以上则采用100mm模数，构件长细比一般为模数，构件长细比一般为15左右，左右，不宜大于不宜大于30。纵筋是钢筋骨架的主要组成部分，为便于施工和保证纵筋是钢筋骨架的主要组成部分，为便于施工和保证骨架有足够的刚度，纵筋直径不宜小于骨架有足够的刚度，纵筋直径不宜小于12mm，通，通常选用常选用16mm28mm。纵筋要沿截面四周均匀布。纵筋要沿截面四周均匀布置，不得少于置，不得少于4根。全部受压钢筋的最小配筋率为根。全部受压钢筋的最小配筋率为0.6%，一侧的纵向钢筋最小配筋率为，一侧的纵向钢筋最小配筋率为0.2%。纵筋。纵筋间距一般不小于间距一般不小于50mm。当构件在水平位
8、置浇注时，。当构件在水平位置浇注时，纵筋净距不应小于纵筋净距不应小于30mm和和1.5倍纵筋直径。倍纵筋直径。 应当采用封闭式箍筋，以保证钢筋骨架的整体刚度，应当采用封闭式箍筋，以保证钢筋骨架的整体刚度，并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约束作用。向约束作用。箍筋采用热轧钢筋时，直径不应小于箍筋采用热轧钢筋时，直径不应小于d/4，且不应小，且不应小于于6mm；采用冷拔低碳钢丝时应小于；采用冷拔低碳钢丝时应小于5mm和和d/5（d为纵向钢筋的最大直径）。为纵向钢筋的最大直径）。箍筋间距不应大于箍筋间距不应大于400mm，且不应大于构件截
9、面的，且不应大于构件截面的短边尺寸；同时，在绑扎骨架中，不应大于短边尺寸；同时，在绑扎骨架中，不应大于15d；在焊；在焊接骨架中，不应大于接骨架中，不应大于20d（d为纵向钢筋的最小直径）。为纵向钢筋的最小直径）。当柱中全部纵向钢筋配筋率超过当柱中全部纵向钢筋配筋率超过3%时，箍筋直径不时，箍筋直径不宜小于宜小于8mm，间距不应大于纵向钢筋最小直径的，间距不应大于纵向钢筋最小直径的10倍，倍，且不应大于且不应大于200mm。当柱中每边的纵向受力钢筋不多于当柱中每边的纵向受力钢筋不多于3根（或当柱短根（或当柱短边尺寸而纵筋不多于边尺寸而纵筋不多于4根时可采用单个箍筋，否则应根时可采用单个箍筋，否
10、则应设置复合箍筋（图设置复合箍筋（图4-6）。）。图图4-6 箍筋形式箍筋形式二、配置螺旋箍筋的轴心受压构件二、配置螺旋箍筋的轴心受压构件1、受力分析及破坏特征、受力分析及破坏特征箍筋的纵向约束作用：箍筋的纵向约束作用： 纵向压缩纵向压缩 横向变形横向变形 纵向裂纹纵向裂纹 若约束横向变形，使混凝土处于三向受压状态若约束横向变形，使混凝土处于三向受压状态 承载力提高当承载力提高当N增大，砼的横向变形足够大时，对箍筋形成径向增大，砼的横向变形足够大时，对箍筋形成径向压力，反过来箍筋对砼施加被动的径向均匀约束压力。压力，反过来箍筋对砼施加被动的径向均匀约束压力。应用：应用：仅在轴向受力较大，而截面
11、尺寸受到限制时采用，通常配置的箍筋比较多。仅在轴向受力较大，而截面尺寸受到限制时采用，通常配置的箍筋比较多。2、正截面受压承载力计算、正截面受压承载力计算124ccff(4-5)由隔离体平衡得到（图由隔离体平衡得到（图4-7）图图4-7 混凝土径向压力示意图混凝土径向压力示意图2coryss12sdf Ayss12cor2 f Asd(4-6a) (4-6b)y ss1c1ccor8f Affsdc1 cory sN f Af A (4-7)根据轴心受力平衡条件，其正截面受压承载力计算如下：根据轴心受力平衡条件，其正截面受压承载力计算如下： (4-8)式子变换后得：式子变换后得：c cory
12、sy ss02N f Af Af A (4-9) 式中式中 构件核心截面面积；构件核心截面面积； corA2corcor4dAssoA螺旋式（或焊接环式）间接钢筋的换算截面面积；螺旋式（或焊接环式）间接钢筋的换算截面面积； corss1ss0d AAs但考虑到混凝土强度等大于但考虑到混凝土强度等大于C50时，间接钢筋对混凝土约时，间接钢筋对混凝土约束作用将会降低，给出一个折减系数，当混凝土强度束作用将会降低，给出一个折减系数，当混凝土强度等级为等级为C80时，取时，取0.85；当混凝土强度等级不超过；当混凝土强度等级不超过C50时，时，取取1.0；其间按线性内插法取用。；其间按线性内插法取用。
13、 c cory sy ss00.9(2)Nf Af Af A (4-10)按式（按式（4-10）算得构件受压承载力设计值不应大于按式（）算得构件受压承载力设计值不应大于按式（4-4）算得构件受压承载力设计值的算得构件受压承载力设计值的1.5倍。倍。当遇到下列任意一种情况时，不考虑间接钢筋影响，而按当遇到下列任意一种情况时，不考虑间接钢筋影响，而按式（式（4-4）进行计算：）进行计算：）当）当l0/d12时；时；）当按式（）当按式（4-10）算得的受压承载力小于按式）算得的受压承载力小于按式（4-4）算得的受压承载力时；）算得的受压承载力时；）当间接钢筋的换算截面面积小于纵向钢筋的全部）当间接钢筋的换算截面面积小于纵向钢筋的全部截面面积截面面积25%时。时。3、构造要求、构造要求在计算中考虑间接钢筋作用时，其螺距（或环形箍筋间距）在计算中考虑间接钢筋作用时，其螺距（或环形箍筋间距）s不应大于不应大于80mm，及，及dcor/5。同时亦不应小于。同时亦不应小于40mm。螺旋箍筋柱截面尺寸常做成圆形或正多边形螺旋箍筋柱截面尺寸常做成圆形或正多边形，纵向钢筋可选纵向钢筋可选68根沿截面周边均匀布置。根沿截面周边均匀布置。23 结束语结束语