• 在轴心荷载作用下整个截面的应变基本 上是均匀分布的。
当外力较小时压缩变形的增加与外力的 增长成正比，但外力稍大后，变形增加 的速度快于外力增长的速度，配置纵筋 数量越少，这个现象越为明显。
随着外力的继续增加，柱中开始出现 微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四 周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵 筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压 碎而整个柱破坏
受压构件的配筋构造要求
350
箍筋
b 400
350
复合箍筋
350
b 400
b 400
h 600
600 h 1000
600 h 1000
1000 h 1500
拉筋
复合箍筋
受压构件的配筋构造要求
第六章 受压构件承载力计算
6.2.4箍 筋
◆ 受压构件中箍筋应采用封闭式，其直径不应小于d/4，且不 小于6mm，此处d为纵筋的最大直径。 ◆ 箍筋间距不应大于400mm，也不应大于截面短边尺寸；对绑 扎钢筋骨架，箍筋间距不应大于15d；对焊接钢筋骨架不应大 于20d，此处d为纵筋的最小直径。 ◆ 当柱中全部纵筋的配筋率超过3%，箍筋直径不宜小于8mm， 且箍筋末端应应作成135°的弯钩，弯钩末端平直段长度不应 小于10箍筋直径，或焊成封闭式；此时，箍筋间距不应大于10 纵筋最小直径，也不应大于200mm。 ◆ 当柱截面短边大于400mm，且各边纵筋配置根数超过多于3 根时，或当柱截面短边未大于400mm，但各边纵筋配置根数超 过多于4根时，应设置复合箍筋。 ◆ 对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免 箍筋受拉时使折角处混凝土破损。
6.3.1 轴心受压普通箍筋柱的正截面承载力计算
• 纵筋作用：纵筋帮助混凝土 承受压力，以减小构件的截 面尺寸；防止构件突然脆裂 破坏及增强构件的延性；以 及减小混凝土的徐变变形。 箍筋作用：箍筋能与纵筋形 成骨架；防止纵筋受力后外 凸；提高混凝土的强度。
1．受力分析和破坏特征
• 矩形截面轴心受压短柱
fy
Es 1
ey
根据变形条件：es =ec =e，确定钢筋及混凝土的 应力及其关系
ec
c
Ec
c Ec
e
s
s
Es
s
Es
Ec
c
E
c
c s Ec Es
建立混凝土与
s
E
钢筋间的 应力关系
c
Ec
e
Ece el e
Ec
E
Es Ec
Ec?= tan ?
e
根据平衡条件确定混凝土应力与N的关系
高强钢筋。
6.2.3 纵向钢筋
◆ 纵向钢筋配筋率过小时，纵筋对柱的承载力影响很小，接近 于素混凝土柱，纵筋不能起到防止混凝土受压脆性破坏的缓冲 作用。同时考虑到实际结构中存在偶然附加弯矩的作用（垂直 于弯矩作用平面），以及收缩和温度变化产生的拉应力，对受 压构件的最小配筋率应有所限制。 ◆ 《规范》规定，轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋 的配筋率不应小于0.6%；同时一侧受压钢筋的配筋率不应小于 0.2%，受拉钢筋最小配筋率的要求同受弯构件。 ◆另一方面，考虑到施工布筋不致过多影响混凝土的浇筑质量，
受压构件在实际工程中应用比较广泛,下面看几张 图片实例。
New Antioch Bridge. This high-level bridge completed in 1979 replaced an older truss-type lift bridge crossing the main shipping channel. The bridge consists of continuous spans of variable depth in Cor-Ten steel. Maximum span is 460 ft, and maximum height of roadway above water level is 135 ft. (California)
Highway interchange structure. Spans are all multi-cell reinforced concrete box girders. Being stiff in torsion, these sections can be supported on a single line of columns, as well as on double columns or bents. (Oakland, California)
全部纵筋配筋率不宜超过5%。全部纵向钢筋的配筋率按r =(A's+As)/A计算，一侧受压钢筋的配筋率按r '=A's/A计算，其
中A为构件全截面面积。
受压构件的配筋构造要求
◆ 柱中纵向受力钢筋的的直径d不宜小于12mm，且选配钢筋时 宜根数少而粗，但对矩形截面根数不得少于4根，圆形截面根数 不宜少于8根，且应沿周边均匀布置。 ◆ 纵向钢筋的保护层厚度要求见表，且不小于钢筋直径d。 ◆ 当柱为竖向浇筑混凝土时，纵筋的净距不小于50mm； ◆ 对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小应按梁的规定取值。 ◆ 截面各边纵筋的中距不应大于350mm。当h≥600mm时，在柱 侧面应设置直径10~16mm的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍 筋或拉筋。
6.1 概述
受压构件分为轴心受压构件和偏心受压构件。
轴心受压构件：轴向力作用在构件截面的形心上。
偏心受压构件：轴向力不作用在构件截面的形心上（有弯
矩和轴力共同作用的构件）。
N
N
N
M
(a)轴心受压
(b) 单向偏心受压
说明
实际工程中真正的轴心受压构件是没有的。由 于施工的偏差及混凝土的不均匀性和钢筋的不对称 性,都将使构件产生初始偏心距,所以即时设计时理 论计算是轴心受压构件, 也不一定为轴心受压构件, 但对于一些偏心距较小的构件,可按轴心受压构件计 算。
受压构件的配筋构造要求
第六章 受压构件承载力计算
内折角不应采用
复杂截面的箍筋形式
内折角不应采用
第六章 受压构件承载力计算
6.3 轴心受压构件的截面承载力计算
Behavior of Axial Compressive Member
一、配有纵筋和普通箍筋柱的承载力计算 二、配有纵筋和螺旋式(或焊接环式)箍筋柱 的承载力计算（螺旋箍筋柱）
s
c
500
100
400
80
300
60
200
40
100
20
0
fy=540MPa fy=230MPa
c
e
0.001
0.002
Hale Waihona Puke 钢筋的受压强度• 试验表明，素混凝土棱柱体构件达到最大应力值时的压应变值一般在0.0015～0.002左右，而钢 筋混凝土短柱达到应力峰值时的压应变一般在0.0025～0.0035之间。其主要原因可以认为是柱中 配置了纵筋，起到了调整混凝土应力的作用，能比较好地发挥混凝土的塑性性能，使构件达到应 力峰值时的应变值得到增加，改善了受压破坏的脆性性质。
Ec
荷载很小时(弹性阶段)，N
c
A
N
(1 E r / )
与混凝土和钢筋的应力的 关系基本上是线性关系。 此时 钢筋应力与混凝土应 力成正比。
s
N
As(1 /E r)
随着荷载的增加，混凝土 s
s N
的塑性变形有所发展。进
入弹塑性阶段( <1)，在相
同的荷载增量下，钢筋的 压应力比混凝土的压应力
E N As r( E r)
r As
A A As
r
钢筋应力与N的关系：
s
N
As(1 /E r)
c
A
N
(1 E r / )
混凝土与N的关系
s
N
As(1 /E r)
钢筋应力与N的关系
’,E是常数，而是一个随着混凝土压应
力的增长而不断降低的变数
r As
A
E
Es Ec
Ec
e
Ece el e
N
初始受力
• 钢筋与混凝土的应力
试验表明，在整个加载过程中，由于钢筋和混凝土之间存在 着粘结力，两者压应变基本一致
变形条件：es =ec =e
物理关系：
钢筋： s Ese
s fy
e
ey
fy Es
e ey
混凝土：
f
c
2e e0
e e0
2
fc
0 e e0 e0 e eu
平衡条件： N c Ac s As
第六章 受压构件的截面承载力
本章重点
1.概述（轴心受压构件、偏心受压构件、双向偏心受压构件） 2.配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算（轴心受压短柱、长
柱的受力特点和破坏形态，柱的计算长度，稳定系数，计算公式） 3.配有螺旋式（或焊接环式）箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算
（箍筋的横向约束作用、承载力公式计算原理及适用条件） 4.偏心受压构件正截面承载力计算的有关原理 (1)偏心受压构件正截面的破坏形态和机理（大偏心受压破坏、小偏心受
偏心受 压构件
工业和民用建 筑中的单层厂 房和多层框架 柱
偏心受压构件
偏心受压构件拱和 屋架上弦杆，以及 水塔、烟囱的筒壁 等属于偏心受压构 件
6.2 受压构件构造要求
6.2.1 截面形状和尺寸
➢通常采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采 用工字形截面。
➢ 桥墩、桩和公共建筑中的柱主要采用圆形截面。 ➢ 柱的截面尺寸不宜过小，不宜小于250*250。一般 应控制在l0/b≤30及l0/h≤25。 ➢ 当柱截面的边长在800mm以下时，一般以50mm 为模数，边长在800mm以上时，以100mm为模数。 ➢ I形截面，翼缘厚度不宜小于120mm ，腹板厚度 不宜小于100mm。