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1、第三节钢筋混凝土受压受拉和受扭构件本讲稿第一页，共十七页4.1 4.1 受压构件构造要求受压构件构造要求 第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件材料强度材料强度混凝土规范混凝土规范规定受压钢筋的最大抗压强度为规定受压钢筋的最大抗压强度为400N/mm2。混凝土：混凝土：一般柱中采用一般柱中采用C25及以上等级及以上等级，对于高层建筑的底层柱可采用更高，对于高层建筑的底层柱可采用更高强度等级的混凝土，例如采用强度等级的混凝土，例如采用C40或以上；或以上；纵向钢筋：纵向钢筋：一般采用一般采用HRB400和和HRB335级热轧钢筋。级热轧钢筋。截面型式及尺寸要求截面型式及尺寸要
2、求 轴心轴心受压柱以受压柱以方形方形为主，为主，偏心偏心受压柱以受压柱以矩形矩形为主为主 本讲稿第二页，共十七页4.1 4.1 受压构件构造要求受压构件构造要求 第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件截面型式及尺寸要求截面型式及尺寸要求 一般应符合一般应符合:l:l0 0/h25 /h25 以及以及 l l0 0/b30/b30方形与矩形截面的尺寸方形与矩形截面的尺寸不宜不宜小于小于250mm250mm 受压构件的配筋：受压构件的配筋：（1 1）纵向受力钢筋）纵向受力钢筋 （2 2）箍筋）箍筋作用：作用：一一 协助混凝土承受压力，以减小构件尺协助混凝土承受压力，以减小构件尺
3、寸；寸；二二 承受可能的弯矩，以及混凝土收缩承受可能的弯矩，以及混凝土收缩和温度变形引起的拉应力；和温度变形引起的拉应力；三三 防止构件突然的脆性破坏。防止构件突然的脆性破坏。作用：作用：保证纵向钢筋的位置正确，防止纵向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。钢筋压屈，从而提高柱的承载能力。抵抗剪力。抵抗剪力。本讲稿第三页，共十七页4.1 4.1 受压构件构造要求受压构件构造要求纵筋的构造纵筋的构造 第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件纵筋直径与根数：纵筋直径与根数：通常采用通常采用 1232mm，直径宜粗不宜细，根数宜少不宜多，保证对称配置。直径
4、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根，方形和矩形截面柱中纵向受力钢筋不少于根，圆柱中圆柱中不宜不宜少于少于8根且根且不应不应少于少于6根。根。净距净距50mm，中距中距300mm本讲稿第四页，共十七页4.1 4.1 受压构件构造要求受压构件构造要求纵筋的构造纵筋的构造 第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件纵筋的配筋率：纵筋的配筋率：钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率（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
5、筋 ，且不小于0.2受压钢筋的配筋率受压钢筋的配筋率一般不超过一般不超过3，通常在通常在0.5 2之间。之间。本讲稿第五页，共十七页4.1 4.1 受压构件构造要求受压构件构造要求箍筋的构造箍筋的构造 第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件受压构件中的箍筋，受压构件中的箍筋，应做成应做成封闭式封闭式 末端做成末端做成135弯钩，弯钩，平直段长度平直段长度10d受压构件复合菱形箍筋受压构件复合菱形箍筋本讲稿第六页，共十七页4.1 4.1 受压构件构造要求受压构件构造要求箍筋的构造箍筋的构造 第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件偏压柱偏压柱h 600mmh
6、 600mm时，时，应设置应设置101016mm16mm的纵向构造钢筋。的纵向构造钢筋。搭接钢筋搭接钢筋受拉受拉时，箍筋间距时，箍筋间距S S不应大于不应大于5d5d，且不应大于，且不应大于100mm100mm；搭接钢筋受压时，箍筋间距搭接钢筋受压时，箍筋间距S S不应大于不应大于10d10d，且不应大于，且不应大于200mm200mm。D D不宜小于搭接钢筋直径的不宜小于搭接钢筋直径的0.250.25倍。倍。受压构件复合井字箍筋受压构件复合井字箍筋本讲稿第七页，共十七页4.2 4.2 轴心受压构件承载力计算轴心受压构件承载力计算 第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件配置
7、纵筋和普通箍筋的柱，配置纵筋和普通箍筋的柱，称为称为普通箍筋柱普通箍筋柱；配置纵筋和螺旋筋配置纵筋和螺旋筋或焊接环筋的柱，或焊接环筋的柱，称为称为螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱或或间接箍筋柱间接箍筋柱。螺旋筋或焊接环筋的套箍作用可螺旋筋或焊接环筋的套箍作用可约束约束核心混凝土的核心混凝土的横向变形横向变形，使核心混凝土，使核心混凝土处于处于三向受压状态三向受压状态，从而，从而间接间接地地提高提高混凝混凝土的纵向土的纵向抗压强度抗压强度。普通箍筋柱中，箍筋是构造钢筋。普通箍筋柱中，箍筋是构造钢筋。螺旋箍筋柱中，箍筋既是构造钢筋螺旋箍筋柱中，箍筋既是构造钢筋又是受力钢筋。又是受力钢筋。本讲稿第八页，共十七页
8、混凝土：混凝土：钢筋钢筋：4.2 4.2 轴压构件承载力轴压构件承载力 第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件长短柱的破坏特征：长短柱的破坏特征：1、轴心受压、轴心受压短柱短柱2、轴心受压、轴心受压长柱长柱临近破坏时，柱子表面出现纵临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈外凸，混凝土被压碎崩裂而破外凸，混凝土被压碎崩裂而破坏。坏。破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接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，挠度急速发展，最终柱子失去平衡，凸边混凝土拉裂而破
9、坏。凸边混凝土拉裂而破坏。本讲稿第九页，共十七页4.2 4.2 轴压构件承载力轴压构件承载力 第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件长短柱的承载力：长短柱的承载力：在同等条件下，（即截面相同，配筋相同，材料相同），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。长柱受压承载能力低于短柱受压承载能力。混凝土设计规范混凝土设计规范采用采用稳定系数稳定系数中来表示长柱承载力的降低程度中来表示长柱承载力的降低程度 长细比长细比l l 0 0/b b越大，越大，值越小值越小 长柱承载力长柱承载力短柱承载力短柱承载力柱的长细比愈大，其承截力愈低，
10、对于长细比很大的长柱，还有可能发生柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破失稳破坏坏”的现象。的现象。L L 0 0/b b8 8 为短柱为短柱L L 0 0/b b 8 8 为长柱为长柱本讲稿第十页，共十七页4.3 4.3 偏压构件偏压构件第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件1、偏心受压构件破坏特征、偏心受压构件破坏特征 当当e0 很很小小时，接近轴压构件时，接近轴压构件当当e0 较较大大时，接近受弯构件时，接近受弯构件按按偏心距偏心距和和配筋配筋的不同，偏压构件可分为的不同，偏压构件可分为受拉破坏受拉破坏和和受压破坏受压破坏当偏心距当偏
11、心距e0较大，且受拉钢筋不太多时，发生受拉破坏。较大，且受拉钢筋不太多时，发生受拉破坏。当偏心距当偏心距e0较小，或偏心距较小，或偏心距e0虽不小大，但受拉钢筋配置过多时，均虽不小大，但受拉钢筋配置过多时，均发生受压破坏。发生受压破坏。本讲稿第十一页，共十七页4.3 4.3 偏压构件偏压构件第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件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：破坏特征：加载后首先在受拉区出现横向裂缝，裂缝不断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
12、裂缝延伸，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。土被压碎导致构件破坏。类似于：正截面破坏中的类似于：正截面破坏中的适筋适筋梁梁属于：属于：延性破坏延性破坏 本讲稿第十二页，共十七页4.3 4.3 偏压构件承载力偏压构件承载力第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件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：破坏特征：加荷后全截面受压或大部分受压，离力近侧混凝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。随着土压应力较高，离力远侧压
13、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，受压钢荷载增加，近侧混凝土出现纵向裂缝被压碎，受压钢筋屈服筋屈服，远侧钢筋可能受压，也可能受拉，但都未，远侧钢筋可能受压，也可能受拉，但都未屈服。屈服。属于：属于：脆性破坏脆性破坏 类似于：正截面破坏中的类似于：正截面破坏中的超筋超筋梁梁本讲稿第十三页，共十七页4.3 4.3 偏压构件承载力偏压构件承载力第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件受拉破坏与受压破坏的界限 破坏的起因不同破坏的起因不同受拉破坏受拉破坏（大偏心受压）：是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压碎；（大偏心受压）：是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压
14、碎；受压破坏受压破坏（小偏心受压）：是受压部份先发生破坏。（小偏心受压）：是受压部份先发生破坏。与正截面破坏类似处与正截面破坏类似处受拉破坏受拉破坏（大偏心受压）（大偏心受压）：与受弯构件正截面适筋破坏类似；：与受弯构件正截面适筋破坏类似；受压破坏受压破坏（小偏心受压）（小偏心受压）：类似于受弯构件正截面的超筋破坏。：类似于受弯构件正截面的超筋破坏。为大偏心受压破坏（为大偏心受压破坏（受拉破坏受拉破坏）为小偏心受压破坏（为小偏心受压破坏（受压破坏受压破坏）用界限相对受压区高度用界限相对受压区高度b b作为界限：作为界限：本讲稿第十四页，共十七页4.4 4.4 受拉构件受拉构件第三节第三节 钢筋
15、混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件一、受力特点一、受力特点 1、轴心受拉构件、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。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。小偏拉：小偏拉：拉力拉力N N作用在纵向钢筋作用在纵向钢筋s s和和s s之间之间（e0h/2as）时，）时，全截面受拉全截面受拉。大偏拉：大偏拉：拉力拉力N N在在s s和和s s 之外之外（e0h/2as），），部份受拉部份受拉，部份受压部份受压。2、偏心受拉构件、偏心受拉构件按照轴向拉力按照轴向拉力N作用在截面上位置的不同，偏拉构件有两种破坏形态：作
16、用在截面上位置的不同，偏拉构件有两种破坏形态：小偏心受拉破坏小偏心受拉破坏和和大偏心受拉破坏大偏心受拉破坏。当拉力当拉力N的作用点与截面形心重合时，的作用点与截面形心重合时，称为轴心受拉构件；称为轴心受拉构件；当拉力当拉力N的作用点与截面形心偏离时，的作用点与截面形心偏离时，称为偏心受拉构件。称为偏心受拉构件。本讲稿第十五页，共十七页4.4 4.4 受拉构件受拉构件第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件轴心受拉构件：轴心受拉构件：钢混屋架下弦杆、钢混屋架下弦杆、高压圆形水管、高压圆形水管、圆形水池壁等圆形水池壁等偏心受拉构件：偏心受拉构件：矩形水池壁、矩形水池壁、浅仓的墙壁
17、等浅仓的墙壁等钢筋混凝土折线屋架钢筋混凝土折线屋架本讲稿第十六页，共十七页4.4 4.4 受拉构件受拉构件第三节第三节 钢筋混凝土纵向受力构件钢筋混凝土纵向受力构件二、构造要求二、构造要求 轴拉及小偏拉构件中的纵筋，不得采用绑扎接头，直径大于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的的受拉钢筋不宜采用绑扎接头。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，搭接长度不小于头位置应错开，搭接长度不小于.3la和和300mm300mm。布置原则：均匀对称，布置原则：均匀对称，宜细不宜粗，宜多不宜少。宜细不宜粗，宜多不宜少。一般箍筋直径一般为一般箍筋直径一般为46mm，间距不宜大于，间距不宜大于200mm常用常用对称配筋对称配筋形式。形式。本讲稿第十七页，共十七页