• 3.轴心受压构件的承载力计算
轴心受压短柱 NusfcAfyAs
轴心受压长柱 Nul Nus
稳定系数
N ul N us
稳定系数 主要与柱的长细比 l0/i 有关
N N u 0 .9(fcA fy A s )
系数0.9 是可靠度调整系数
• 稳定系数
•
• 4. 设计方法
（1）截面设计
钢筋混凝土短柱破坏时 压应变在0.0025~0.0035 之间，规范取为0.002 相应地，纵筋的应力为
c
弹塑性阶段
s ' 0 .00 2 2 150 40 N m 02m
用
f
' y
表示钢筋的抗压强度设计值，见附表2
2．细长轴心受压构件的承载力降低现象
•
初始偏心距
附加弯矩和侧向挠度
加大了原来的初始偏心距 构件承载力降低
• ◆ 通常由于施工制造的误 差、荷载作用位置的偏差、 混凝土的不均匀性等原因， 往往存在一定的初始偏心 距。
• ◆ 但有些构件，如以恒载 为主的等跨多层房屋的内 柱、桁架中的受压腹杆等， 主要承受轴向压力，可近 似按轴心受压构件计算。
普通钢箍柱
螺旋钢箍柱
1 普通箍筋柱
• 1.短柱的受力特点和破 坏形态
6 受压构件的配筋构造要求 材料强度：
混凝土：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采 用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强 度等级常用C30~C40，在高层建筑中，C50~C60级混凝土也经 常使用。
钢筋：通常采用Ⅱ级和Ⅲ级钢筋，不宜过高。？
截面形状和尺寸：
◆ 采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。 ◆ 圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。 ◆ 柱的截面尺寸不宜过小，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。
且不应大于100mm； 当搭接钢筋为受压时，不应大于10d， 且不应大于 200mm；
（d为受力钢筋中的最小直径） 当搭接的受压钢筋直径大于25mm 时，应在搭接接头两个端面外50mm
范围内各设置两根箍筋 。
• 截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角 的箍筋
3轴心受压构件的承载力计算
• ◆ 在实际结构中，理想的 轴心受压构件几乎是不存 在的。
对于直径大于28mm的受拉钢筋和直径大于32mm 的受压钢筋，不宜采用绑扎的搭接接头。
• （4）箍筋
• 箍筋形式：封闭式
• 箍筋间距：在绑扎骨架中不应大于15d；在焊接骨
架中则不应大于20d （d为纵筋最小直
径），且不应大于400mm，也不大于
构件横截面的短边尺寸
• 箍筋直径：不应小于 d／4 (d为纵筋最大直径)，且
• （3 ）纵筋
全部纵筋配筋率不应小于0.6%；不宜大于5% 一侧钢筋配筋率不应小于0.2% 直径不宜小于12mm，常用16~32mm，宜用粗 钢筋
• 纵筋净距： 不应小于50mm； 预制柱，不应小于30mm和1.5d(d为钢筋的最大 直径) 纵筋中距不应大于350mm。
纵筋的连接接头：（宜设置在受力较小处） 可采用机械连接接头、焊接接头和搭接接头
已知：轴心压力设计值N，材料强度等级 f c
、f
' y
构件计算长度 l 0 ，截面面积bxh
求：纵向受压钢筋面积 （2）fy A s )
• 例：P282
• 2 螺旋箍筋柱
间接钢筋的间距不 应大于80mm及 dcor/5(dcor为按间 接钢筋内表面确定 的核心截面直径)， 且不小于40mm； 间接钢筋的直径要 求与普通柱箍筋同。
◆ 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， 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。
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，规定 了受压钢筋的最小配筋率。
◆ 《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0.5%；当混凝土强度等级大于C50时不应小 于0.6%；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。
不应小于 6mm。
• 当纵筋配筋率超过 3％时，箍筋直径不应小于8mm， 其间距不应大于10d，且不应大于200mm。
• 当截面短边不大于400mm，且纵筋不多于四根时，可 不设置复合箍筋；当截面短边大于400mm且纵筋多于3 根时，应设置复合箍筋。
• 在纵筋搭接长度范围内：
• 箍筋的直径：不宜小于搭接钢筋直径的0.25倍； • 箍筋间距：当搭接钢筋为受拉时，不应大于5d，
• 1.受力特点及破坏特征
普通钢箍柱
螺旋钢箍柱
4 受压构件的斜截面受剪承载力
5 受压构件的延性（Ductility）
◆ 压力较小时，为受拉破坏，具有一定的延性。 ◆ 当压力逐渐增加，从受拉钢筋屈服到受压边缘混凝土压 坏的过程缩短，延性逐渐降低。 ◆ 当轴压力超过界限轴力时，受拉侧钢筋达不到受拉屈服， 延性将只取决于混凝土受压的变形能力，因此延性很小。
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破 坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。
轴心受压构件
纵筋的主要作用: 帮助混凝土受压
箍筋的主要作用: 防止纵向受力钢筋压屈
偏心受压构件
纵筋的主要作用： 一部分纵筋帮助混凝土受压
另一部分纵筋抵抗由偏心压 力产生的弯矩 箍筋的主要作用: 抵抗剪力
2 受压构件一般构造要求
• （1）截面型式及尺寸
• 轴心受压：一般采用方形、矩形、圆形和
•
正多边形
b25m0m l0 30
b
l0 h 25
• （2）材料强度要求 • 混凝土：C25 C30 C35 C40 等 • 钢筋：
纵筋：HRB400级、HRB335级和 RRB400级
箍筋：HPB235级、HRB335级 也可采用HRB400级