钢筋混凝土受压构件承载力计算共46页
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。
混凝土结构设计原理 第六章 钢筋混凝土受压构件承载力计算
）
Nu
1 Acor
f yAs
fc Acor
f yAs
8 f y Ass1 s dcor
Acor
6.1 轴心受压构件的承载力计算
第六章 受压构件的截面承载力
(a)
(b)
s
(c)
s
1 fc 4 2
2
dcor Ass1 s Ass0
dcor
Ass 0
dcor Ass1
s
fyAss1
2
fyAss1
◆ 截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大。 ◆ 而受拉侧钢筋应力较小。 ◆ 当相对偏心距e0/h0很小时，‘受拉侧’还可能出现“反向破坏”情况。 ◆ 截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏。 ◆ 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大，
远侧钢筋可能受拉也可能受压，破坏具有脆性性质。 ◆ 第二种情况在设计应予避免，因此受压破坏一般为偏心距较小的情况，
第六章 受压构件的截面承载力
6.2 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、荷载作用位置的不确定性、混凝土 质量的不均匀性等原因，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。
由于在受压构件中，钢筋与混凝土共同受压，在混凝土达到极 限压应变时，钢筋的压应力最高只能达到 400N/mm2，采用高强度 钢材不能充分发挥其作用，因而，不宜选用高强度钢筋来试图提高 受压构件的承载力。 故一般设计中常采用HRB335、 HRB400、 RRB400级钢筋。
2. 截面形式和尺寸
钢筋混凝土受压构件的截面形式要考虑到受力合理和模板 制作方便。轴心受压构件的截面形式一般做成正方形或边长接 近的矩形，有特殊要求的情况下，亦可做成圆形或多边形；偏 心受压构件的截面形式一般多采用矩形截面。为了节省混凝土 及减轻结构自重，装配式受压构件也常采用工字形截面或双肢 截面形式。
06第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算(免费阅读)
第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算以承受轴向压力为主的构件称为受压构件（柱）。
理论上认为，轴向外力的作用线与构件轴线重合的受压构件，称为轴心受压构件。
在实际结构中，真正的轴心受压构件几乎是没有的，因为由于混凝土材料组成的不均匀，构件施工误差，安装就位不准，都会导致压力偏心。
如果偏心距很小，设计中可以略去不计，近似简化为按轴心受压构件计算。
若轴向外力作用线偏离或同时作用有轴向力和弯矩的构件称为偏心受压构件。
在实际结构中，在轴向力和弯矩作用的同时，还作用有横向剪力，如单层厂房的柱、刚架桥的立柱等。
在设计时，因构件截面尺寸较大，而横向剪力较小，为简化计算，在承载力计算时，一般不考虑横向剪力，仅考虑轴向偏心力（或轴力和弯矩）的作用。
§ 5-1 轴心受压构件承载力计算轴心受压构件按其配筋形式不同，可分为两种形式：一种为配有纵向钢筋及普通箍筋的构件，称为普通箍筋柱（直接配筋）；另一种为配有纵向钢筋和密集的螺旋箍筋或焊接环形箍筋的构件，称为螺旋箍筋柱（间接配筋）。
在一般情况下，承受同一荷载时，螺旋箍筋柱所需截面尺寸较小，但施工较复杂，用钢量较多，因此，只有当承受荷载较大，而截面尺寸又受到限制时才采用。
（一）普通箍筋柱1、构造要点普通箍筋柱的截面常采用正方形或矩形。
柱中配置的纵向钢筋用来协助混凝土承担压力，以减小截面尺寸，并用以增加对意外弯矩的抵抗能力，防止构件的突然破坏。
纵向钢筋的直径不应小于12mm ,其净距不应小于50mm ,也不应大于350mm;对水平浇筑的预制件，其纵向钢筋的最小净距应按受弯构件的有关规定处理。
配筋率不应小于0.5%，当混凝土强度等级为C50 及以上时应不小于0.6%；同时，一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。
受压构件的配筋率按构件的全截面面积计算（图5.1-1）。
柱内除配置纵向钢筋外，在横向围绕着纵向钢筋配置有箍筋，箍筋与纵向钢筋形成骨架，防止纵向钢筋受力后压屈。
柱的箍筋应做成封闭式，其直径应不小于纵向钢筋直径的1/4，且不小于8mm。
钢筋混凝土受压构件承载力计算
3)轴心受压长柱的应力分布及破坏形态
• 由于初始偏心距的存在，构件受荷后产生附加弯矩， 伴之发生横向挠度。
• 构件破坏时，首先在靠近凹边出现大致平行于纵轴 方向的纵向裂缝，同时在凸边出现水平的横向裂缝， 随后受压区混凝土被压溃，纵筋向外鼓出，横向挠度 迅速发展，构件失去平衡，最后将凸边的混凝土拉断。
• 随着荷载的进一步增加，螺旋箍筋中的拉应力逐渐增大， 当螺旋箍筋达到屈服强度时，横向约束力不能再增大，混 凝土的抗压强度不能再提高，混凝土被压碎，构件破坏。
钢筋混凝土受压构件承载力计算
S
钢筋混凝土受压构件承载力计算
S
dcor
fyAss1
fyAss1
（2）N 承载 力N 计u 算 0 .9 ( fc A c o r 2fy A s s 0 fy A s )
（1）混凝土在间接钢筋约束下的受力性能分析 • 配螺旋式（或焊接环式）箍筋的柱在纵向钢筋屈服前受力
性能与配有纵筋和普通箍筋柱的受力性能基本相同；
• 当纵向钢筋达到屈服强度后，螺旋箍筋外面的混凝土保护 层开始脱落，受力混凝土面积减小，承载力略有下降；由 于螺旋箍筋约束了核芯混凝土，使核芯混凝土处于三向受 压状态，提高了混凝土的抗压强度，承载力开始增大，同 时在螺旋箍筋中产生拉应力；
钢筋混凝土受压构件承载力计算
f y As
f y As
(a)
σ s As
f y As
(b)
σ s As
f y As
(c)
f y As
f y As
(d)
(a)大偏心受压的破坏形态
(b)、(c)、(d)小偏心受压的破坏形态
钢筋混凝土受压构件承载力计算
• 破坏特点：截面部分受拉、 部分受压；破坏时，受拉钢 筋首先达到屈服强度，而后 受压区边缘混凝土达到极限 压应变时，受压区混凝土被 压碎而破坏,受压钢筋应力一 般都能达到屈服强度。
第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算
第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算欢迎开始本章内容的学习。
学习基本要求：1. 掌握普通箍筋轴心受压构件正截面承载力的计算方法。
2. 充分理解长细比对构件承载力影响的物理意义。
3. 掌握偏心受压构件的两种破坏形态、判别条件、正截面及斜截面承载力计算。
4. 熟练掌握矩形截面大偏心受压构件截面设计计算方法。
5. 理解弯矩与轴力关系曲线及其应用。
学习重点：1. 轴心受压构件普通箍筋柱的承载力计算方法。
2. 偏心受压构件的破坏特征。
3. 矩形截面偏心受压构件截面设计计算方法。
学习内容：5.1 概述•5.2 轴心受压构件正截面承载力计算•5.3 偏心受压构件正截面受力性能研究•5.4 不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算•5.5 对称配筋矩形截面偏心受压构件的截面承载力计算•5.6 偏心受压构件正截面承载力Nu-Mu相关曲线•钢筋混凝土受压构件承载力计算• 5.1 概述•1．受压构件有哪些一般构造？•答：受压构件的一般构造：•1．截面形式与尺寸•轴心受压构件一般采用方形或矩形截面；偏心受压构件常采用矩形截面，截面长边布置在弯矩作用方向，为了减轻自重，预制装配式受压构件也把截面做成工形。
•受压构件截面尺寸与长度相比不宜大小。
因为构件越细长，纵向弯曲的影响越大，承载力降低得越多，不能充分利用材料的强度。
水工建筑中现浇立柱的截面边长不宜小于300mm，否则因施工缺陷所引起的影响就较为严重。
在水平位置浇筑的装配式柱不受此限制。
•为施工方便，截面尺寸应符合模数要求。
边长在800mm以下时以50mm为模数，在800mm以上时以100mm为模数。
•2．混凝土材料•混凝土强度等级对受压构件的承载力影响较大，为了减少截面尺寸并节省钢材，宜采用强度等级较高的混凝土，一般情况下受压构件采用C20或C20以上等级的混凝土。
若截面尺寸不是由强度条件确定时（如闸墩桥墩），也可采用C15混凝土。
•3．纵向钢筋•钢筋混凝土柱内配置的纵向钢筋常用Ⅱ级或Ⅲ级，并应符合下列要求：•（1）纵向钢筋的根数不得少于4根，每边不得少于2根；直径不应小于12mm，工程中常用钢筋直径为12～32mm，宜选用根数较少的粗直径钢筋以形成劲性较好的骨架。
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。
钢筋混凝土构件受压构件承载力计算
轴心受压、偏心受压和受弯构件截面极限应力状态
’
构件截面应力随偏心距变化
矩形截面偏心受压
偏
心 受
计算基本假定
重心轴
压 平截面假定
构
计算中和轴
件 不考虑混凝土的抗拉作用
正
实际中和轴
截 混凝土和钢筋的应力应变关系
面
承 受压区混凝土采用等效矩形应力图形。 载
力 x 2 a 时，受压钢筋达到抗压设计强度。
偏
心
受
N与M线性关系
压
N与M曲线关系
构
dN/dM=0
件
纵
向
弯
曲
的
影
响
短柱、长柱和细长柱 e0相同、长细比不同时Nu的变化
长细比增加，附加弯矩增大， 长柱承载力Nu降低。(同轴压)
偏
偏心距增大系数法是一个传统的方法，使
心
用方便，在大多数情况下具有足够的精度，至
受 压
今被各国规范所采用。
构
式（5-11）是由两端铰支、计算长度为l0 、
x) 2
f cbx f y As
KV
Vu
0.7 ftbh0
1.25 f yv
Asv s
h0
fy Asb sins
1.正截面承载力(N、M)
单
KN
Nu
fcbx
f
' y
As
s
As
向 偏
KNe
Nue
fcbx h0
x 2
f
' y
As'
算
推导
适筋、超筋、界限破坏时的截面平均应变图
《混凝土受压构件承载力计算》
N ufcA cfyA s
e N ufcA c E s0A s
5.1 轴心受压构件的承载力计算
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
N(kN)
1200
fy=540MPa
1000
fy=235MPa
800
600 400 200
0
b×h=200×200
As=804 C30
e
0.001
◆界限破坏特征：在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时，受压区 混凝土被压碎。即受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应
变ecu同时达到。
◆ 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。
◆
பைடு நூலகம்
因此，相对界限受压区高度仍为：
b
1
fy
ecuEs
◆ “受拉破坏”与“受压破坏”判别条件
当 ≤b时，受拉破坏(大偏心受压) 当 > b时，受压破坏(小偏心受压)
若在持续荷载过程卸载至零，由于混凝土的徐变变形基本不 可恢复，在此时钢筋将有残余的压应力，混凝土有残余的拉应力， 两者自相平衡。如果徐变变形较大，配筋率又过高，则混凝土的 残余拉应力有可能达到混凝土的抗拉强度而引起开裂。
5.1 轴心受压构件的承载力计算
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
纵筋的作用：
◆协助混凝土承受压力，受压钢筋最小配筋率：0.4% ； ◆防止构件突然脆性断裂及增强构件延性，承担弯矩作用； ◆ 减小混凝土收缩和徐变的影响。
5.2 偏心受压构件正截面受力性能
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力
二、极限承载力表达式
当 ≤b时 —受拉破坏(大偏心受压)
Nu Mu
N u 1 f cbx f y As f y As