受压构件承载力计算.
受压构件的承载力计算
受压构件的承载力计算一、梁柱的承载力计算方法对于受压构件，在弹性范围内，可以采用弹性承载力计算方法。
弹性承载力计算方法是根据梁柱的理论，主要应用弹性力学原理和应变能平衡条件进行计算。
在弹性承载力计算之外，受压梁柱的承载力还受到稳定性要求的限制。
稳定性要求主要包括屈曲的要求和稳定的要求。
稳定性承载力计算方法就是根据稳定性要求来计算的。
二、承载力计算的基本原理和方法1.构件的截面形态与材料的力学性能有关。
几何形态方面，可以通过截面形心深度、截面形态系数和截面面积等参数来描述。
力学性能方面，主要包括材料的抗压强度、屈服强度和弹性模量等参数。
2.构件的边界条件与受力特性有关。
边界条件主要包括自由端的约束、内力的约束和约束条件等。
边界条件对构件的承载力有着直接的影响，需要进行准确的分析和计算。
3.构件的荷载和荷载组合也是影响承载力计算的重要因素。
荷载包括静力荷载和动力荷载，荷载组合则是不同荷载的叠加组合。
需要根据具体情况来确定荷载和荷载组合，并进行相应的计算。
假设一个矩形柱的尺寸为300mm×400mm，材料抗压强度为250MPa，弹性模量为200 GPa。
根据以上参数，可以进行如下步骤的承载力计算。
1.计算截面形态参数：矩形柱的形心深度h=400/2=200mm形态系数α=(h/t)f/π^2=2.692.弹性承载力计算：根据梁柱的理论，弹性承载力可通过以下公式计算：Pcr=(π^2*E*I)/(kl)^2其中，E为弹性模量，I为惯性矩，kl为有效长度系数。
惯性矩I=1/12*b*h^3=1/12*300*400^3=32,000,000mm^4有效长度系数kl可根据梁柱的边界条件和约束情况进行计算。
假设矩形柱两端均固定，则kl=0.5代入以上参数，可以得到弹性承载力Pcr=200,000N=200kN。
3.稳定性承载力计算：稳定性承载力计算主要包括屈曲的要求和稳定的要求。
对于矩形柱，屈曲要求可通过欧拉公式计算，稳定的要求可通过查表确定。
4钢筋混凝土受压构件承载力计算
4钢筋混凝土受压构件承载力计算钢筋混凝土受压构件的承载力计算是建筑结构设计中非常重要的一个步骤。
本文将围绕钢筋混凝土受压构件的承载力计算进行详细介绍。
首先，我们需要了解一些与承载力计算相关的基本概念。
1.构件尺寸和几何性质：构件的尺寸和几何性质，如截面面积、高度、宽度等，是计算承载力的基础。
这些参数可以通过结构设计的过程或者实际测量获得。
2.受力分析：在进行承载力计算之前，我们需要对受力分析进行准确的估计。
受力分析包括水平力、垂直力、弯矩和剪力等。
3.材料性能：钢筋混凝土由钢筋和混凝土组成，每种材料都具有其特定的力学性能。
钢筋的弹性模量、屈服强度和抗压强度是承载力计算的关键参数。
混凝土的抗压强度也是一个重要的参数。
计算步骤如下：1.根据结构设计图，确定所需计算的受压构件的几何尺寸。
通常情况下，我们可以使用截面面积来计算构件的承载力。
2.判定构件的计算长度。
构件的计算长度取决于构件的支撑条件和构件的几何形状。
常见的计算长度包括等于构件高度的长度、2倍构件高度的长度和4倍构件高度的长度等。
$$R_c = \phi \cdot A_c \cdot f_{cd}$$其中，$R_c$为构件的抗压承载力（kN），$\phi$为构件的抗压承载力系数（通常为0.65），$A_c$为构件的截面面积（m²），$f_{cd}$为混凝土的抗压强度（MPa）。
4.计算钢筋的抗拉强度。
根据人民共和国行业标准GB1499.2-2024《钢筋机械连接的技术规定》，钢筋的抗拉强度可以通过以下公式计算：$$R_s = A_s \cdot f_{yd}$$其中，$R_s$为钢筋的抗拉承载力（kN），$A_s$为钢筋的截面面积（m²），$f_{yd}$为钢筋的屈服强度（MPa）。
5.比较构件的抗压强度和钢筋的抗拉强度。
如果构件的抗压强度大于钢筋的抗拉强度，则构件的承载力为钢筋的抗拉强度；如果构件的抗压强度小于钢筋的抗拉强度，则构件的承载力为构件的抗压强度。
受压构件截面承载力计算
受压构件截面承载力计算
受压构件截面承载力计算是结构工程中的重要计算内容之一、在设计
受压构件时，需要保证构件的承载力不低于设计要求，以确保结构的安全
性和稳定性。
受压构件截面承载力的计算涉及到材料力学、截面形状和尺寸，以及截面临界状态等多个因素。
以下是受压构件截面承载力计算的基
本步骤和方法。
1.分析受压构件的材料力学性能：首先需要确定受压构件的材料类型
和性能参数，包括弹性模量、屈服强度、抗压强度等。
这些参数可以在材
料手册中查找或者进行材料试验获得。
2.确定构件的截面几何特征：受压构件的截面形状决定了其承载能力。
常见的受压构件截面形状包括矩形、圆形、T形、工字形等。
需要根据实
际情况确定构件的截面几何参数，如截面面积、惯性矩、受压边缘等。
3.计算截面承载能力：使用截面承载能力公式或者截面性能表格，根
据受压构件的材料性能和截面几何特征计算截面的承载能力。
常用的计算
方法有强度设计法、极限状态设计法和变形极限设计法等。
4.考虑临界状态和稳定性：受压构件在承载过程中可能会出现临界状
态和稳定性问题，如屈曲、侧扭、局部稳定等。
需根据受压构件的长度、
约束条件、支承条件等因素，对构件进行临界状态和稳定性分析，以确保
构件在正常使用条件下不会失稳。
总结起来，受压构件截面承载力计算是一项复杂的工作，需要综合考
虑材料力学、截面形状和尺寸、临界状态和稳定性等多个因素。
设计工程
师需要有扎实的结构力学和材料力学基础，以及丰富的实际工程经验，才
能进行准确可靠的受压构件截面承载力计算。
第10节钢筋混凝土受压构件承载力计算
第10节钢筋混凝土受压构件承载力计算钢筋混凝土结构中，钢筋混凝土受压构件（如柱和墙）的承载力计算是结构设计中的重要内容之一、本文将从受压构件承载力计算的基本原理、假设条件和计算方法等方面进行详细介绍。
1.基本原理：钢筋混凝土受压构件的承载力计算是基于构件在受压状态下的稳定性和极限强度理论进行的。
根据弹性力学理论，构件在受外载荷作用下会发生弹性变形，当荷载增大到一定程度时，构件进入非弹性变形阶段，到达极限承载力。
因此，承载力计算涉及到弹性极限状态和极限承载力的确定。
2.假设条件：在承载力计算中，一般采用以下假设条件：(1)材料的弹性线性：混凝土和钢筋的应力-应变关系符合弹性线性假设，线性弹性模量E为常数；(2)平面截面假定：构件截面平面仍是平面在载荷作用下仍处于平面；(3)材料的强度：混凝土和钢筋的强度符合破坏准则，常用的有混凝土的抗压强度、钢筋的屈服强度和附加应力等。
3.计算方法：(1)弹性计算：首先进行弹性计算，即通过材料特性和几何性质，计算出构件在设计荷载下的应力和应变，进行稳定性分析，检查是否满足弹性稳定性和承载力要求；(2)极限强度计算：当弹性计算不满足要求时，需要进行极限强度计算。
根据材料的破坏准则，分别计算混凝土的抗压强度和钢筋的屈服强度，并根据材料的强度进行构件抗弯承载力和轴向承载力的计算；(3)受限状态计算：在受压构件中，由于受到压力作用，有可能出现多种破坏状态，如混凝土挤压破坏、钢筋屈服、钢筋断裂等，需要确定受限构件状态下的承载力。
4.常用计算方法：(1)弹性计算：可使用弹性理论方法，如戴森公式、沃弗公式等进行计算；(2)极限强度计算：可使用极限强度理论方法，如塑性区方法、破坏准则方法进行计算；(3)受限状态计算：通常使用零应变截面方法、等效矩形应力块法、等效矩形应力块-受压钢筋法等进行计算。
总之，钢筋混凝土受压构件承载力计算是结构设计中的重要环节，需要根据构件的几何形状、受力情况和所用材料的特性等进行合理的计算。
钢筋混凝土受压构件承载力计算—轴心受压承载力计算
箍筋的作用
1
固定纵筋，形成钢筋骨架；
2
承担剪力；
3
约束混凝土，改善混凝土的性能；
4
给纵筋提供侧向支承，防止纵筋压屈。
钢筋砼柱
轴心受压承载力计算
1、轴心受压短柱的受力性能
（1）短柱的概念： l 0 / b ≤ 8 、 l 0 / i ≤ 2 8
（2）短柱的受力性能
（a）受力时，全截面应变相等，即 es =ec =e 。
N
（1）计算简图
A s
fc
（2）计算公式
f y A s
N 0.9( f A f A)
u
c
ys
—— 当 A s > 0.03A 时，公式中的 A 改用 A- A s 。
—— 0.9是考虑与偏心受压构件具有相同的可靠度。
截面设计
已知轴向设计力N，构件的计算长度，材料强度等级。 设计构件的截面尺寸和配筋。
1.5H
1.0H
1.2H
1.25H
1.0H
1.2H
2.0Hu 1.0HL 2.0HL
1.25Hu 0.8HL 1.0HL
1.5Hu 1.0HL -----
Hu HL H
柱的计算长度 —— l0
（b）一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构柱
楼盖类别 现浇楼盖 装配式楼盖
柱的类别 底层柱 其余各层柱 底层柱 其余各层柱
l0 1.0H 1.25H 1.25H 1. 5H
楼盖顶面 H
楼盖顶面
H 基础顶面
轴心受压构件承载力 计算
钢筋砼柱
(a) 轴心受压
(b) 单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
钢筋砼柱，按箍筋作用及配置方式分为：普通箍筋柱和螺旋箍筋柱。
6受压构件承载力计算
6受压构件承载力计算受压构件是指在受外部加载作用下，构件内部会发生挤压应力的构件。
在建筑设计中，受压构件的承载力计算是十分重要的，因为它直接关系到构件的安全性和可靠性。
本文将介绍受压构件的承载力计算方法，并通过一个具体的例子进行详细说明。
受压构件的承载力计算一般包括两种情况：稳定受压构件和不稳定受压构件。
稳定受压构件是指构件在受到外部加载后，构件内部只产生一种挤压应力，不会引起构件的屈曲和不稳定破坏。
而不稳定受压构件是指在外部加载作用下，构件可能会发生屈曲和不稳定破坏。
因此，在受压构件的设计中，需要考虑构件的稳定性和承载力。
首先，我们来看稳定受压构件的承载力计算方法。
稳定受压构件的承载力可以通过公式计算：\[P_{cr} = \dfrac{\pi^2 E I}{(KL)^2}\]其中，\(P_{cr}\)为稳定受压构件的临界荷载，\(E\)为构件的杨氏模量，\(I\)为构件的惯性矩，\(K\)为构件的端部系数，\(L\)为构件的长度。
具体来说，如果我们要计算一个钢筋混凝土柱的承载力，可以根据柱的截面形状和材料性质计算出惯性矩\(I\)和杨氏模量\(E\)，然后确定柱的端部系数\(K\)和长度\(L\)，最后可以根据上述公式计算出柱的稳定受压承载力。
接下来，我们来看不稳定受压构件的承载力计算方法。
不稳定受压构件的承载力一般通过欧拉公式计算：\[P_{cr} = \dfrac{\pi^2 E I}{(kL)^2}\]其中，\(P_{cr}\)为不稳定受压构件的临界荷载，\(E\)为构件的杨氏模量，\(I\)为构件的惯性矩，\(k\)为构件的有效长度系数，\(L\)为构件的长度。
不稳定受压构件的承载力计算需要考虑构件的有效长度系数\(k\)，有效长度系数与构件的支座约束条件有关。
一般来说，当构件两端都固定支座时，有效长度系数为1；当构件一端固定支座一端可转动支座时，有效长度系数为2；当构件两端都可转动支座时，有效长度系数为4通过以上介绍，我们可以看到受压构件的承载力计算是十分复杂的，需要考虑构件的材料性质、截面形状、长度、支座约束条件等因素。
受压构件的承载力计算
5.1.4 箍筋的构造要求
钢筋混凝土柱中箍筋应符合以下规定，柱中和其它受压 构件中的箍筋应为封闭式，箍筋间距不应大于 400mm，且不 应大于构件短边尺寸，同时在绑扎骨架中，不应大于 15d， 在焊接骨架中不应大于 20d，d 为纵向钢筋的最小直径，箍 筋直径不应小于 d/4，且不应小于 6mm，d 为纵筋的最小直 径。当柱中全部纵向受拉钢筋的配筋率超过 3%时，箍筋直 径不宜小于 8mm，间距不应大于纵向钢筋最小直径的 10 倍， 且不应大于 200mm，箍筋应焊成封闭式，或在箍筋末端作成 不小于 1350 的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于 10 倍箍
5.受压构件的承载力计算
工程上常见的各种柱、拱和桁架里面的受压杆件 均为受压构件。受压构件是钢筋混凝土结构中最常见 的构件之一，解决好受压构件承载力的计算问题，即 解决了钢筋混凝土基本构件计算主要问题之一。对于 匀质材料的受压构件，当纵向压力的作用线与构件截 面形心轴线重合时，为轴心受压构件（如图 5—1）所 示，不重合时，为偏心受压。钢筋混凝土构件是由两 种材料组成，混凝土为非匀质材料，而钢筋还可不对 称布置，因此，对钢筋混凝土受压构件只有当截面上 受压应力的合力与纵向外力在同一直线上时，为轴心
尺寸），从图 5—8 可以看出， l0 / b 越大，ϕ 越小。 l0 / b <8 时，柱的承载力没有降低，可以
取ϕ =1.0。对于有相同的柱。由于混凝土强度等级和钢筋的种类以及配筋率的不同，ϕ 值还
略有大小。经数理统计得到下列经验公式：
当 l0 / b = 8~34 时： ϕ =1.177-0.021 l0 / b
试验表明，长柱的破坏荷载低于其它条件相同的短柱的破坏荷载。《规范》中采用稳定
系数ϕ 表示承载能力的降低程度，即：
3受压构件截面承载力计算
3受压构件截面承载力计算受压构件截面承载力计算指的是根据构件材料和几何形状对受压构件的最大承载能力进行估算和计算的过程。
在工程设计和结构分析中，准确计算截面承载力对于保证结构的安全性和经济性至关重要。
受压构件一般是指在受纵向压力作用下，梁、柱、墙等构件的截面。
构件材料可以是钢材、钢筋混凝土、木材等。
常见的受压构件截面形状有矩形、圆形、T形、L形等。
截面承载力计算的基本步骤如下：1.截面区域的几何形状计算：根据构件的型号和梁、柱的跨度、高度等参数，计算出截面区域的几何形状，如截面面积、惯性矩、截面模数等。
2.材料的力学性质计算：根据构件所采用的材料，查找相应的力学性质数据，如弹性模量、屈服强度、抗压强度等。
3.塑性计算和极限状态设计：根据构件所处的工况和受力情况，进行塑性计算和极限状态设计。
塑性计算是指构件材料在超过屈服强度后，发生塑性变形的计算。
极限状态设计是指在允许的极限荷载状态下，不发生塑性变形的构件设计。
4.受压构件的稳定计算：对于长细比较大的构件，需要进行稳定计算，考虑构件在受压状态下的侧扭承载能力和稳定性。
5.弯曲和剪切计算：受压构件在受力时，还会发生弯曲和剪切作用，需要进行相应的计算。
6.验算和比较：完成上述计算后，进行验算和比较，检查计算结果是否满足设计要求和规范规定。
需要注意的是，截面承载力的计算一般采用强度理论和极限平衡理论进行，计算结果应该参考相应的设计规范和标准。
总结起来，受压构件截面承载力的计算包括几何形状的计算、材料性质的计算、塑性计算和极限状态设计、稳定性计算、弯曲和剪切计算等步骤。
对于不同的构件材料和几何形状，计算方法有所不同，需要根据具体情况进行估算和计算。
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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
• 3.轴心受压构件的承载力计算
轴心受压短柱
轴心受压长柱
Nus fc A f y As
Nul Nus
稳定系数
N ul N us
• 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， 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 。
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。
• 6.2.4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 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。
• 6.2.3 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
Õ Í Æ ¨¸ Ö ¹ ¿ Ö ù
Ý Ð Â ý ¸ Ö ¹ ¿ Ö ù
6.3.1 普通箍筋柱
• 1.短柱的受力特点和破 坏形态 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' 0.002 2 105 400N mm2
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
6.2 受压构件一般构造要求
• 6.2.1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 • 偏心受压构件：一般采用矩形、工字形、 • T形和环形
s
(c)
dcor
d cor Ass 1
s
s fyAss1
2c
2 f y Ass 0 Nu f c Acor f y As
2f y Ass 0 ) N Nu 0.9( f c Acor f y As
螺旋箍筋对混凝土约束的折减系数，当fcu,k≤50N/mm2时，取 = 1.0；当fcu,k=80N/mm2时，取 =0.85，其间直线插值。
采用螺旋箍时，应注意几个问题： ◆ 如螺旋箍筋配置过多，极限承载力提高过大，则会在远未达 到极限承载力之前保护层产生剥落，从而影响正常使用。 《规范》规定， ● 按螺旋箍筋计算的承载力不应大于按普通箍筋柱受压承载 力的50%。 ◆ 对长细比过大柱，由于纵向弯曲变形较大，截面不是全部受 压，螺旋箍筋的约束作用得不到有效发挥。《规范》规定 ● 对长细比l0/d大于12的柱不考虑螺旋箍筋的约束作用。 ◆ 螺旋箍筋的约束效果与其截面面积Ass1和间距s有关，为保证 有一定约束效果，《规范》规定： ● 螺旋箍筋的换算面积Ass0不得小于全部纵筋A's 面积的25% ◆按螺旋箍筋计算的承载力不应小于按普通箍筋柱计算的受压 承载力。
c
f cc f c
达到极限状态时（保护层已剥落，不考虑）
f c Acor f y As Nu f cc Acor f y As
8 f y Ass1 s d cor
Acor
(a)
(b)
c 2
dcor Ass1 s Ass 0
Ass 0
fyAss1
•
截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角 的箍筋
6.3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。 • ◆ 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。
稳定系数 主要与柱的长细比 l0/i 有关
) N Nu 0.9 ( fc A f y As
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 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 A' s （2）截面复核
6
受压构件承载力计算
• 6.1 概述 主要以承受轴向压力为主,通常还有弯矩 和剪力作用
(a)Ö á Ð Ä Ê Ü Ñ ¹
(b)µ ¥ Ï ò Æ « Ð Ä Ê Ü Ñ ¹
(c)Ë « Ï ò Æ « Ð Ä Ê Ü Ñ ¹
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。
Â Ý Ð ý )
2c
c sdcor 2 f y Ass1
s
•
(c)
dcor fyAss1
c
c
2 f y Ass1 s d cor
8 f y Ass 1 s d cor
s
fcc fc 4 c
2
fyAss1
) N Nu 0.9 ( fc A f y As
• 6.3.2 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。
• 1.受力特点及破坏特征
Õ Í Æ ¨¸ Ö ¹ ¿ Ö ù
b 250 mm
l0 30 b
b 100 mm
l0 h 25
h f 120mm
• 6.2.2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