钢筋混凝土受压构件
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。
钢筋混凝土受压构件承载力计算—受压构件的构造要求
(8)纵向受力钢筋的中距： ≤ 300mm 。
受压构件的配筋构造
2、箍筋
（1）箍筋形式：采用封闭式。
（2）箍筋间距： ≤ 400mm； 且 ≤ 截面的短边尺寸； 且 ≤ 15d(绑扎骨架)或20d（焊接骨架）。
（3）箍筋直径： ≥ d/4（纵筋dmax） 且 ≥ 6mm。
受压构件的材料和截面
轴心受压构件按照配筋方式的不同，可分为两种：
a) 普通箍筋柱b) Βιβλιοθήκη 旋箍筋柱受压构件的材料和截面
纵筋的作用
1
直接受压，提高柱的承载力；
2 承担偶然偏心等产生的拉应力；
3 改善构件的破坏性能（脆性）；
4
减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。
受压构件的材料和截面
箍筋的作用
1
固定纵筋，形成钢筋骨架；
受压构件的配筋构造
（4）当柱中全部纵筋的配筋率>3%时， 箍筋直径 ≥ 8mm； 箍筋间距 ≤ 10d （纵筋dmin） ，且 ≤ 200mm。 箍筋末端应作成135°的弯钩，弯钩末端平直段长度 ≥ 5箍筋直径。
（5）复合箍筋： 下列两种情况下应设置复合箍筋： 一是柱截面短边 b > 400mm，且各边纵筋 >3根时； 二是柱截面短边 b ≤ 400mm，但各边纵筋 >4根时。
（6）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。
受压构件的配筋构造
b400
（每边4根）
（每边3根）
（每边多于4根）
（每边多于3根）
受压构件的配筋构造
复杂截面的箍筋形式
钢筋混凝土受压构件 构造
钢筋混凝土受压构件一般构造要求
3、钢筋混凝土受压构件的强度计算
3、钢筋混凝土受压构件的强度计算第三章钢筋混凝土受压构件的强度计算桥梁结构中的桥墩、桩、主拱圈、斜拉桥的索塔，以及单层厂房柱、拱、屋架上弦杆，多层和高层建筑中的框架柱、剪力墙、筒体，烟囱的筒壁等均属于受压构件。
受压构件按受力情况分为轴心受压构件和偏心受压构件两类。
第一节配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件当构件受到位于截面形心的轴向压力时，为轴心受压构件。
钢筋混凝土轴心受压构件按箍筋的作用及配置方式可分为普通箍筋柱和螺旋箍筋柱两种，本节介绍配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件。
3.1.1 一般构造要求1、混凝土标号轴心受压构件的正截面承载力，主要由混凝土提供，一般多采用C20～C30混凝土，或者采用更高标号的混凝土。
2、截面尺寸轴心受压构件截面尺寸不宜过小，因长细比越大，承载力越小，不能充分利用材料强度。
矩形截面的最小尺寸不宜小于250mm。
3、纵向钢筋纵向受力钢筋一般选R235、HRB335级钢筋，有特殊要求时，可用HRB400级钢筋。
钢筋的直径不应小于12mm，净距不应小于5Omm 且不应大于35Omm。
在构件截面上，纵向受力钢筋至少应有4根并且在截面每一角隅处必须布置一根。
柱内设置纵向钢筋的目的是：a、提高柱的承载力，以减小构件的截面尺寸；b、防止因偶然偏心产生的破坏；c、改善构件破坏时的延性；d、减小混凝土的徐变。
为此，《公桥规》规定：构件全部纵向钢筋的配筋百分率不应小于0.5%（当混凝土强度等级在C50及以上时，不应小于0.6%）；同时，一侧钢筋的配筋百分率不应小于0.2%。
轴心受压构件在加载后荷载维持不变的条件下，由于混凝土徐变，随着荷载作用时间的增加，混凝土的压应力逐渐变小，钢筋的压力逐渐变大，初期变化比较快，经过一定时间后趋于稳定。
在荷载突然卸载时，构件回弹，由于混凝土徐变变形的大部分不可恢复，故当荷载为零时，会使柱中钢筋受压而混凝土受拉,若柱的配筋率过大，还可能将混凝土拉裂；若柱中纵筋和混凝土之间有很强的粘应力时，则可能同时产生纵向裂缝。
钢筋混凝土受压构件—受压构件的构造要求
2024/2/7
6.1.2 截面形式及尺寸
轴心受压柱截面一般采用正方形，也可以是矩形或圆形等。 偏心受压柱当截面高度h≤600mm时，宜采用矩形截面； 600mm＜h≤800mm时，宜采用矩形或I形截面；800mm＜ h≤1400mm时，宜采用I形。I形截面的翼缘厚度不宜小于 120mm，腹板厚度不宜小于100mm。
2024/2/7
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图6.3 柱的箍筋形式
2024/2/7
柱内箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸，且 不应大于15d (d为纵向受力钢筋的最小直径)。当柱中全部纵向 受力钢筋的配筋率大于3％时，箍筋间距不应大于10 d，且不应 大于200mm。
当偏心受压柱的截面高度h≥600mm时，在柱的侧面上应 设置直径为10mm～16mm的纵向构造钢筋，并设置复合箍筋或 拉筋，以保证钢筋骨架的稳定性。当柱截面短边尺寸大于400 mm，且各边纵向钢筋多于3根时；或当柱截面短边尺寸不大于 400mm，但各边纵向钢筋多于4根时，应设置复合箍筋(如图 6.3(b)所示)。复合箍筋的直径和间距与原箍筋相同。对截面形 状复杂的柱，不可采用具有内折角的箍筋，以避免向外的拉力 将折角处的混凝土剥落，而应采用分离式箍筋(如图6.3(c)所示)。
2024/2/7
钢筋混凝土受压构件按照纵向压力作用位置的不同，分为 轴心受压构件和偏心受压构件。纵向压力作用线与构件截面形 心轴重合称为轴心受压构件(图6.2(a))。纵向压力作用线偏离构 件截面形心轴或轴向力和弯矩共同作用在构件上称为偏心受压 构件。纵向压力只在一个方向有偏心称为单向偏心受压构件(图 6.2(b) )；两个方向都偏心则称为双向偏心受压构件(图6.2(c))。
钢筋混凝土受压构件
§5-3 偏心受压构件正截面承载力计算
1.2 第二类破坏情况——受压破坏
（3）偏心距较大，受拉钢筋配置过多。（超筋） 如图，当偏心距较大时，本应发生第一类大偏心受压破 坏，但若受拉钢筋配置过多，则受拉一侧的钢筋应力达 不到屈服强度，这种破坏与超筋梁类似。设计应避免。
实际工程中真正的轴心受压 构件是没有的。 我国规范目前仍把这两种构 件分别计算。 对偏心很小的构件可略去不 计，构件按轴心受压计算。
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (压构件的构造要求
1.截面形式和尺寸 ❖为了模板的制作方便，受压构件一般均采用方形或矩形截面。
§5-1 受压构件的构造要求
4. 箍筋
3）间距：柱中箍筋直径不应小于0.25倍纵筋的最大直径，也不应小 于6mm。 箍筋间距s应符合下列三个条件： І）s 15d（绑扎骨架）或s 20d（焊接骨架），d为纵筋的最小直径。 П）s b，b为截面的短边尺寸。 Ⅲ） s400mm。 4）当纵筋的接头采用绑扎搭接时，则在搭接长度范围内箍筋应加密。
根据上述试验分析，配置普通箍筋的钢筋砼短柱的正截面极限承载 力由砼及纵向钢筋两部分受压承载力组成。即
Nu
fc Ac
f y
As
适用于比较粗的短柱
Nu——破坏时的极限轴向力； Ac——混凝土截面面积； As’——全部纵向受压钢筋截面面积。
§5-2 轴心受压构件正截面承载力计算
2. 普通箍筋短柱正截面极限承载力
§5-2 轴心受压构件正截面承载力计算
2. 普通箍筋短柱正截面极限承载力
受压构件的计算长度l0与其两端的约束情况有关，可自表5-2查得。
§5-2 轴心受压构件正截面承载力计算
3. 普通箍筋柱的计算
钢筋混凝土受压构件
钢筋混凝土受压构件在建筑领域中，钢筋混凝土受压构件是极其重要的组成部分。
它们承载着建筑物的重量，确保结构的稳定与安全。
要理解钢筋混凝土受压构件，首先得明白什么是受压构件。
简单来说，受压构件就是在结构中主要承受压力作用的构件。
比如柱子，它支撑着楼板和梁传来的荷载，承受的主要就是压力。
而钢筋混凝土受压构件，则是由钢筋和混凝土共同组成，协同工作来承受压力的构件。
混凝土是一种抗压性能良好的材料，但它的抗拉性能却比较差。
而钢筋则具有良好的抗拉性能。
将钢筋配置在混凝土中，就能充分发挥两种材料各自的优势。
在受压构件中，混凝土承受压力，钢筋则帮助混凝土承受可能产生的拉力，防止混凝土开裂破坏。
钢筋混凝土受压构件有多种类型，常见的有轴心受压构件和偏心受压构件。
轴心受压构件，顾名思义，就是所受压力的作用点与构件的轴线重合。
这种构件在实际工程中比较常见，比如多层建筑中的底层柱子。
在轴心受压构件中，混凝土和钢筋的受力相对较为均匀。
偏心受压构件则是压力作用点不在构件轴线位置上。
这就导致构件的一侧受压较大，另一侧受压较小，甚至可能受拉。
偏心受压构件在实际工程中的情况更为复杂，比如框架结构中的边柱、角柱等。
在设计钢筋混凝土受压构件时，需要考虑许多因素。
首先是荷载的大小和性质。
要准确计算出构件所承受的压力大小，以及这个压力是长期作用还是短期作用，这对于确定构件的尺寸和配筋至关重要。
然后是混凝土和钢筋的强度等级。
不同强度等级的材料，其承载能力是不同的。
一般来说，高强度的材料能够减小构件的尺寸，但成本也会相应增加。
所以，要在保证安全的前提下，选择合适的材料强度等级。
构件的截面尺寸也是设计中的关键因素。
截面尺寸过小，构件可能无法承受荷载；截面尺寸过大，则会造成材料的浪费，增加建筑成本。
钢筋的配置同样重要。
钢筋的数量、直径、间距等都需要经过精确计算。
不仅要保证钢筋能够承受拉力，还要保证钢筋与混凝土之间有良好的粘结，共同工作。
除了设计，施工质量也对钢筋混凝土受压构件的性能有着重要影响。
钢筋混凝土受压构件承载力计算
ei+ f = ei(1+ f / ei) = ei
=1 +f / ei
…7－6
N
––– 偏心距增大系数
图7-9
l 20 1 f 10
cu y
h0
1
规范采用了的界限状态为 依据，然后再加以修正
…7－7
l0 2 1 ( ) 1 2 ei h 1400 h0
(e)
(f)
偏心受拉(拉弯构件)
单向偏心受力构件
偏心受压(压弯构件)
工程应用
双向偏心受力构件
偏心受压构件：受到非节点荷载的屋架上弦杆， 厂房边柱，多层房屋边柱。 偏拉构件：矩形水池壁。
混凝土
第 七 章
2
轴心受压构件承载力
1）概 述 截面形式：
正方形、矩形、圆形、多边形、环形等
配筋形式： 普通配箍 密布螺旋式或 焊接环式箍筋
混凝土
第 七 章
短柱承载力： 条件： c s 混凝土： 当 c,max 0 0.002时， c f ck
s f yk 钢 筋： 当 y c,max，则钢筋先屈服，
当采用高强钢筋，则砼压碎时钢筋未屈服 纵筋压屈(失稳)钢筋强度不能充分发挥。 's=0.002Es=0.002×2.0×105=400N/mm2
长细比过大，可能发生失稳破坏。
2 = 1.15 – 0.01l0 / h 1.0
当l0 / h 15时 2 = 1.0
• 当构件长细比l0 / h 8，即视为短柱。取 = 1.0
混凝土
第 七 章
5
矩形截面偏压构件 正截面承载力计算
e
N e
受压构件(钢筋混凝土结构课件)
常见问题的处理与预防
混凝土腐蚀
钢筋锈蚀
对于混凝土腐蚀问题，应采取措施防止水 分和有害物质侵入，如涂刷防腐涂料、增 加保护层等。
钢筋锈蚀可能导致结构承载能力下降，应 采取措施除锈、防锈，保持钢筋的良好状 态。
裂缝修补
预防性维护
对于出现的裂缝，应及时进行修补，防止 裂缝扩大，可采用压力灌浆、填充材料等 方法进行处理。
受压构件（钢筋混凝土结构课件
• 受压构件的基本概念 • 钢筋混凝土受压构件的特性 • 受压构件的设计与建造 • 受压构件的加固与维护 • 受压构件的未来发展
01
受压构件的基本概念
定义与分类
定义
受压构件是指受到压力作用的构 件，其承载能力主要依赖于混凝 的不同，受压构件 可分为轴心受压构件和偏心受压 构件两类。
为了预防常见问题的发生，应定期进行结 构检查和维护，及时发现和处理潜在问题 ，确保结构的安全性和稳定性。
05
受压构件的未来发展
新材料的应用
高强度材料
利用高强度钢材、混凝土 等材料，提高受压构件的 承载能力和稳定性。
复合材料
采用纤维增强复合材料， 如碳纤维、玻璃纤维等， 增强构件的抗拉、抗压和 抗剪切性能。
受压构件在建筑中的作用
01
02
03
支撑作用
受压构件是建筑物的主要 支撑结构，能够承受竖向 荷载，保持建筑物的稳定 性。
传递荷载
受压构件将竖向荷载传递 至基础，确保建筑物的安 全性和可靠性。
抗震能力
在地震作用下，受压构件 能够通过其承载能力和变 形能力，减小地震对建筑 物的破坏作用。
受压构件的设计原理
承载能力包括极限承载能力和正常使 用承载能力。
构件的稳定性
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顶层纵筋 中间层纵筋
室外地坪
基础插筋
钢筋连接形式：
•绑扎搭接 •焊接连接 •机械连接
绑扎搭接
焊接连接
机械连接
绑扎搭接长度
•抗震要求=LlE •非抗震要求=Ll
错开长度 •抗震要求=0.3Lle •非抗震要求=0.3Lll
错开长度=Max(35d,500) 错开长度=35d
钢筋搭接 及 错开长度
抗震要求=2.3Lle 非抗震要求=2.3ll
同的条件下，长柱承载力低于短柱承载力。在确定轴心受压构件承截力
计算公式时，规范采用构件的稳定系数 来表示长柱承截力降低的程度。
长细比l0/b越大， 值越小，当l0/b ≤ 8时， = 1。
稳定系数 可按下式计算：
1
1 0.002(l0
/
b
8)2
（4.2.1）
l 式中 —— 柱的计算长度; 0 b —— 矩形截面的短边尺寸，圆形截面可取
柱中纵向受力钢筋的净间距不应小于50mm；对水平浇筑的预制柱，其纵 向钢筋的最小净间距可按梁的有关规定取用；
在偏心受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋以及轴 心受压柱中各边的纵向受力钢筋，其中距不宜大于300mm
４、配筋率
受压构件纵向钢筋的最小配筋率应符合下表的规定。全部纵向 钢筋的配筋率不宜超过5％。受压钢筋的配筋率一般不超过3％， 通常在0.5 ％～2％之间。
（1）初始偏心距导致附加弯矩，附加弯 矩产生的水平挠度又加大了初始偏心距；较大 的初始偏心距将导致承截能力的降低。破坏时 首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土被压碎， 纵向钢筋被压弯向外凸出，侧向挠度急速发展， 最终柱子失去平衡并将凸边混凝土拉裂而破坏。
（2）长细比较大时，可能发生“失稳破坏 ”。
由上述试验可知，在同等条件下，即截面相同，配筋相同，材料相
Max(35d,500)
35d
表示方法1
标高及截面尺寸
表示方法2
五、箍筋
1、作用 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。
2、构造要求
1、柱及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式； 2、箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸， 且不应大于15d，d为纵向受力钢筋的最小直径； 3、箍筋直径不应小于d/4,且不应小于6mm，d为纵向钢 筋的最大直径； 4、当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时，箍筋 直径不应小于8mm，间距不应大于给向受力钢筋最小直径的 10倍，且不应大于200mm；箍筋末端应做成135°弯钩且弯 钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍；箍筋也可焊 成封闭环式； 5、当柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3 根时，或当柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢筋多 于4根时，应设置复合箍筋；
第二章 钢筋混凝土结构
第三节 钢筋混凝土受压构件
一、分类
二、材料的选用
混凝土 宜采用较高强度等级的混凝土，一般采
用C25 及以上等级的混凝土。 钢筋
不宜选用高强度钢筋，一般采用HRB400 和HRB335。
三、截面形式和尺寸
截面形状：正方形、矩形、圆形、环形。
截面尺寸：截面尺寸一般应符合l0/b≤30及 l0/h≤25(其中l0为柱的计算长度，h和b分别为截面 的高度和宽度）。
矩形截面的短边尺寸。
1．轴心受压短柱的破坏特征 轴心受压短柱的破坏过程
（1）当轴向力较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形，轴向力 在截面内产生的压应力由混凝土合钢筋共同承担。 （2）随着荷载的增大，构件变形迅速增大，此时混凝土塑性变形 增加，弹性模量降低，应力增加缓慢，而钢筋应力的增加则越来越 快。在临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥 落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩 裂而破坏。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。
对于方形和矩形截面，其尺寸不宜小于 250×250mm。为了便于模板尺寸模数化，柱截面边 长在800mm以下者，宜取50mm 的倍数；在800mm以 上者，取为100mm的倍数。
四、纵向钢筋
１、设置纵向受力钢筋的目的 协助混凝土承受压力； 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； 防止构件突然的脆性破坏。
受力类型
受压构件
全部纵向钢筋 一侧纵向钢筋
受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受 拉钢筋
最小配筋百分率 0.6 0.2
0.2%和45Leabharlann t/fy%中的较大值5、配筋方式
对称配筋：在柱的弯矩作用方向的两对边对称布 置相同的纵向受力钢筋。
非对称配筋：在柱的弯矩作用方向的两对边布置 不同的纵向受力钢筋。
b 3d 2
（ d为截面直径），对任意截面可取 b 12i （i为截面最小回转
半径）。
构件的计算长度l0与构件两端支承情况有关，对于一般的多层房屋 的框架柱，梁柱为刚接的框架各层柱段。现浇楼盖：底层柱l0 ＝1.0H ；其余各层柱段l0 ＝1.25H。装配式楼盖：底层柱l0 ＝1.25H；其余各 层柱段l0 ＝1.5H。
2、构造要求
2、构造要求
对于截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋箍筋
截面注写示例
六、受压构件的受力及破坏特征
1.轴心受压构件的破坏特征
按照长细比 l０／ｂ 的大小，轴心受压柱可分为 短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当 l０／ｂ ≤ 8 时 属于短柱，否则为长柱。其中l０为柱的计算长度，ｂ为
当短柱破坏时，混凝土达到极 限压应变 =0.002，相应的纵向钢筋 应力值
=Es=2×105×0.002=400N/mm2。因此，
当纵筋为高强度钢筋时，构件破坏 时纵筋可能达不到屈服强度。显然， 在受压构件内配置高强度的钢筋不 能充分发挥其作用，这是不经济 的。
2．轴心受压长柱的破坏特征 轴心受压长柱的破坏过程
２、布置方式
轴心受压柱的纵向受力钢筋应沿截面四周均匀对称 布置；
偏心受压柱的纵向受力钢筋放置在弯矩作用方向的 两对边；
圆柱中纵向受力钢筋宜沿周边均匀布置。
３、构造要求
纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，通常采用 12～32mm。一般宜采用根 数较少，直径较粗的钢筋，以保证骨架的刚度。
方形和矩形截面柱中纵向受力钢筋不少于４根，圆柱中不宜少于8根且 不应少于6根。