1、第四章第四章 轴心受力构件轴心受力构件本章主要介绍：轴心受拉构件的承本章主要介绍：轴心受拉构件的承载力计算和构造要求；轴心受压构件的载力计算和构造要求；轴心受压构件的承载力计算和构造要求。承载力计算和构造要求。本本 章章 提提 要要n 当轴向力作用线与构件截面形心轴线相重当轴向力作用线与构件截面形心轴线相重合时，该构件即为合时，该构件即为轴心受力构件轴心受力构件。n 承受轴心拉力的构件称为承受轴心拉力的构件称为轴心受拉构件轴心受拉构件n 承受轴心压力的构件称为承受轴心压力的构件称为轴心受压构件轴心受压构件n为了计算方便，一般在设计为了计算方便，一般在设计以恒荷载为主以恒荷载为主的多层房屋的内柱
2、以及桁架的受压、受拉腹的多层房屋的内柱以及桁架的受压、受拉腹杆杆等时，可按轴心受力构件设计计算。等时，可按轴心受力构件设计计算。引引 入：入：轴心受力构件轴心受力构件(a)轴心受拉；轴心受拉；(b)轴心受压；轴心受压；工工 程程 实实 例例压压压拉拉多层房屋的内柱多层房屋的内柱第一节、轴心受拉构件的受力特点第一节、轴心受拉构件的受力特点 1.受拉构件的配筋形式受拉构件的配筋形式纵筋纵筋纵筋纵筋bh箍筋箍筋NcrNcrNc Nc 第一节、轴心受拉构件的受力特点第一节、轴心受拉构件的受力特点 2.试试 验验 研研 究究箍筋箍筋NNNtNt结结 论：论：三个工作阶段：三个工作阶段：开裂前：开裂前：线
3、弹性；线弹性；开裂后：开裂后：开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；破坏阶段：破坏阶段：钢筋屈服后，钢筋屈服后，Nt基本不增加基本不增加首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不在增加数量后便不在增加注意：极限承载力取决于钢筋的用量和强度注意：极限承载力取决于钢筋的用量和强度第一节、轴心受拉构件的受力特点第一节、轴心受拉构件的受力特点 2.试试 验验 研研 究究 llNNN cAs sllscccscsccscscssccssccAAEEAEAEEAAEAEAAN0)()()(第一节、轴心受拉构件的受力特点第一节
4、、轴心受拉构件的受力特点2.试试 验验 研研 究究，换算截面面积模之比，钢筋弹模与混凝土弹式中：csEcsEAAAEE0开开 裂裂 前前开始加载开始加载 llNN，混凝土的割线模量)(CSEcsEcEEAAN第一节、轴心受拉构件的受力特点第一节、轴心受拉构件的受力特点2.试试 验验 研研 究究开开 裂裂 前前随着荷载增加随着荷载增加 荷载继续增加，混凝土应力达到抗拉强度，荷载继续增加，混凝土应力达到抗拉强度，混凝土即将开裂，此时变形模量为弹模的一半混凝土即将开裂，此时变形模量为弹模的一半ccsEAAN)2(N c=ftAs sAs s（As fy）NtktkscsssctkffAAAAf开开
5、裂裂 后后 构件上最薄弱截面的混凝土应力达到抗构件上最薄弱截面的混凝土应力达到抗拉强度，裂缝开裂，裂缝截面处，混凝土拉强度，裂缝开裂，裂缝截面处，混凝土退出工作，不承担拉力，所有外力由钢筋退出工作，不承担拉力，所有外力由钢筋承受，开裂瞬间，截面处钢筋应力发生突承受，开裂瞬间，截面处钢筋应力发生突变：变：第一节、轴心受拉构件的受力特点第一节、轴心受拉构件的受力特点2.试试 验验 研研 究究注意：构件开裂，并不意味着丧失承载力，荷注意：构件开裂，并不意味着丧失承载力，荷载可继续增加，新裂缝也将产生载可继续增加，新裂缝也将产生sykAfN 破破 坏坏 阶阶 段段当轴向的拉力使裂缝截面处的钢当轴向的拉
6、力使裂缝截面处的钢筋达到抗拉强度时，构件进入破筋达到抗拉强度时，构件进入破坏阶段坏阶段第一节、轴心受拉构件的受力特点第一节、轴心受拉构件的受力特点2.试试 验验 研研 究究 As fykNn轴心受拉构件的承载力可由公式轴心受拉构件的承载力可由公式410得，而在结得，而在结构构件设计时，必须按照第二章的设计原则，构构件设计时，必须按照第二章的设计原则，n受拉构件：受拉构件：NfyAsn式中：式中：N轴向拉力设计值；轴向拉力设计值；n fy钢筋抗拉强度设计值；钢筋抗拉强度设计值；n As纵向受拉钢筋截面面积。纵向受拉钢筋截面面积。第二节、轴心受拉构件的承载力计算第二节、轴心受拉构件的承载力计算1.
7、计计 算算 公公 式式RSd0n轴心受拉构件中，与纵向受力钢筋垂直放置的轴心受拉构件中，与纵向受力钢筋垂直放置的箍筋主要是固定纵向受力钢筋的位置箍筋主要是固定纵向受力钢筋的位置第二节、轴心受拉构件的承载力计算第二节、轴心受拉构件的承载力计算2.构构 造造 要要 求求纵向受力钢筋的配置纵向受力钢筋的配置n箍筋直径一般为箍筋直径一般为46mm，间距一般不大于，间距一般不大于200mm（对屋架的腹杆不宜超过（对屋架的腹杆不宜超过150mm）。）。n1）轴心受拉构件的受力钢筋不得采用绑扎搭接接轴心受拉构件的受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。受力钢筋接头应按规定错开。头。受力钢筋接头应按规定错开。n2）纵向
8、受拉钢筋的最小配筋率不应小于纵向受拉钢筋的最小配筋率不应小于0.4%和和（90ft/fy）%中的较大值（全部纵向受拉钢筋）中的较大值（全部纵向受拉钢筋）n3）纵向受力钢筋应沿截面周边均匀布置，并宜优纵向受力钢筋应沿截面周边均匀布置，并宜优先选用直径较小的钢筋。先选用直径较小的钢筋。第二节、轴心受拉构件的承载力计算第二节、轴心受拉构件的承载力计算2.构构 造造 要要 求求箍箍 筋筋 的的 配配 置置n【例【例4.1】某钢筋混凝土屋架下弦，其截面尺寸某钢筋混凝土屋架下弦，其截面尺寸为为bh=140mm140mm，混凝土强度等级为，混凝土强度等级为C30，钢筋为，钢筋为HRB335级，承受轴向拉力设
9、计值级，承受轴向拉力设计值为为N=200kN，试求纵向钢筋截面面积，试求纵向钢筋截面面积As。n【解】【解】由式由式(4-11)得得As=N/fy=666.67mm2n配置配置416(As=806mm2)n=As/bh100%=4.11%0.4%n也大于也大于90ft/fy=0.43%第二节、轴心受拉构件的承载力计算第二节、轴心受拉构件的承载力计算3.例例 题题n【例【例4.1】某钢筋混凝土屋架下弦，其截面某钢筋混凝土屋架下弦，其截面尺寸为尺寸为bh=200mm250mm，混凝土强，混凝土强度等级为度等级为C30，钢筋为，钢筋为HRB335级，其端节级，其端节间承受恒荷载标准值产生的轴心拉力间
10、承受恒荷载标准值产生的轴心拉力Ngk=185kN，活荷载标准值产生的轴心拉力，活荷载标准值产生的轴心拉力为为Nqk=70kN,结构的重要性系数为结构的重要性系数为1.1，试按，试按承载力计算所需纵向受拉钢筋的截面面积承载力计算所需纵向受拉钢筋的截面面积并选择钢筋。并选择钢筋。n【解】【解】（1）根据承载能力极限状态，计算轴心）根据承载能力极限状态，计算轴心拉力设计值拉力设计值 Nn可变荷载控制组合：可变荷载控制组合：n永久荷载控制组合：永久荷载控制组合：n故轴心拉力设计值为故轴心拉力设计值为350kNn(2)按公式按公式4-11求受拉钢筋的面积求受拉钢筋的面积AskNNNNqkQgkG352)
11、704.11852.1(1.1)(0kNNNNqkCQgkG2.350)707.04.118535.1(1.1)(023117330010352mmfNAysn【解】【解】（3）满足构造要求的配筋）满足构造要求的配筋n故应取故应取1173mm2，选择纵向受力钢筋，查附表，选择纵向受力钢筋，查附表23，选得：，选得：4 20（As=1257mm2）n箍筋选择箍筋选择HPB235级钢筋，级钢筋，62002ytmin2minmm215250200%30043.190%ff90200250200%4.0%4.0AAmmAAss及620062004 204 20第三节、轴心受拉构件的裂缝宽度验算第三节、
12、轴心受拉构件的裂缝宽度验算1.概概 念念 解解 析析n 由于混凝土的抗拉强度很低，钢筋混凝土轴心受拉由于混凝土的抗拉强度很低，钢筋混凝土轴心受拉构件在正常使用阶段是带裂缝工作的，故裂缝等级构件在正常使用阶段是带裂缝工作的，故裂缝等级为为3级。级。裂缝等级的判定裂缝等级的判定裂缝验算满足条件裂缝验算满足条件limmax第三节、轴心受拉构件的裂缝宽度验算第三节、轴心受拉构件的裂缝宽度验算2.裂裂 缝缝 宽宽 度度 计计 算算最大裂缝宽度最大裂缝宽度)08.09.1(7.2maxteeqssqdcE准永久组合计算构件的准永久组合计算构件的纵向受拉钢筋的应力纵向受拉钢筋的应力sqANsq混凝土的保护层
13、厚度，混凝土的保护层厚度，取取2065纵向受拉钢筋纵向受拉钢筋的等效直径的等效直径10.10.12.02.065.01.1；承受重复荷载取，取，取tetetkf裂缝间纵向受拉钢筋裂缝间纵向受拉钢筋应变的不均匀系数应变的不均匀系数按有效受拉钢筋的截面面积计按有效受拉钢筋的截面面积计算的纵向受拉钢筋的配筋率算的纵向受拉钢筋的配筋率=As/A，小于，小于0.01，取，取0.01n【例【例4-2】第二节、轴心受拉构件的承载力计算第二节、轴心受拉构件的承载力计算3.例例 题题作作 业：业：P4-9第四章第四章 轴心受力构件轴心受力构件第四节第四节 轴心受压构件概述轴心受压构件概述受压构件（柱）受压构件（
14、柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生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。破坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压第四节第四节 轴心受压构件概述轴心受压构件概述ssdcordcor在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。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。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
15、、桁架中的但有些构件，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。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。普通钢箍柱普通钢箍柱：箍筋箍筋的作用的作用？纵筋纵筋的作用的作用？螺旋钢箍柱螺旋钢箍柱：箍筋的形状为圆形，箍筋的形状为圆形，且间距较密，且间距较密，其作用其作用？碎而不散碎而不散 约束的混凝土碎约束的混凝土碎块撒开、坠落块撒开、坠落 n纵筋的作用：纵筋的作用：提高受压承载力，减小截面尺寸；提高受压承载力，减小截面尺寸；防止因初始偏心或者其它因素引起的附加弯矩防止因初始偏心或者其它因素引起的附加弯矩在构件中产生的拉力；在构
16、件中产生的拉力；减小砼的徐变；提高柱减小砼的徐变；提高柱的延性。的延性。n 箍筋的作用：箍筋的作用：与纵筋形成骨架，防止纵筋压与纵筋形成骨架，防止纵筋压屈；箍筋对内部混凝土的约束可以改善构件的屈；箍筋对内部混凝土的约束可以改善构件的延性性能。延性性能。n螺旋形箍筋：螺旋形箍筋：可以提高构件的承载力和延性。可以提高构件的承载力和延性。受压构件中钢筋的作用受压构件中钢筋的作用轴心受压构件分类轴心受压构件分类初始偏心产生附加弯矩初始偏心产生附加弯矩在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下，长在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下，长 柱的柱的承载力低于短柱，承载力低于短柱，(采用降低系数采用降低系数 来考虑来
17、考虑)受压构件受压构件lo/i 28 lo/b 8lo/i 28短柱短柱 长柱长柱 加大初始偏心，最终构件是在加大初始偏心，最终构件是在M，N共同作用下破共同作用下破坏。坏。附加弯矩引起挠度附加弯矩引起挠度轴心受压长柱的破坏形式轴心受压长柱的破坏形式 轴心受压短柱的破坏形式：轴心受压短柱的破坏形式：在在N作用下压坏作用下压坏 三、轴心受压构件的受力分析三、轴心受压构件的受力分析 1.短柱短柱bhAsANN混凝土压碎混凝土压碎钢筋凸出钢筋凸出oNl混凝土压碎混凝土压碎钢筋屈钢筋屈服服第一阶段：加载至钢筋屈服第一阶段：加载至钢筋屈服第二阶段：钢筋屈服至混凝土压碎第二阶段：钢筋屈服至混凝土压碎Nc
18、cAs ssss=Essys,hfy 0=0.002o cfc c平衡方程平衡方程ssccAAN变形协调方程变形协调方程sc三、轴心受压短柱的受力分析三、轴心受压短柱的受力分析 1.短柱短柱三、轴心受压短柱的受力分析三、轴心受压短柱的受力分析 1.短柱短柱NccAs fysyckuAfAfN当当 0=0.002时，混凝土压碎，柱达到最大承载力时，混凝土压碎，柱达到最大承载力syccuAfAfN对于高强度钢筋若对于高强度钢筋若 s=0=0.002，则则2/400200000002.0002.0mmNEss轴心受压短柱中，当轴心受压短柱中，当钢筋的强度超过钢筋的强度超过400N/mm2时，其强度时
19、，其强度得不到充分发挥得不到充分发挥变形协调方程变形协调方程sc平衡方程平衡方程三、轴心受压构件的受力分析三、轴心受压构件的受力分析 2.长柱长柱长柱的承载力长柱的承载力短柱的短柱的承载力（相同材料、承载力（相同材料、截面和配筋）截面和配筋）原因：长柱受轴力和原因：长柱受轴力和弯矩（二次弯矩）的弯矩（二次弯矩）的共同作用共同作用三、轴心受压构件的受力分析三、轴心受压构件的受力分析 2.长柱长柱短长cucuNN和和长细比长细比直接相关直接相关il/0AIi/计算长度，计算长度，取值参考规取值参考规范范6.2.20三、轴心受压构件的受力分析三、轴心受压构件的受力分析 2.长柱长柱blblblblb
20、l/012.087.05035/021.0177.1348/18/00000时，时，时，试验研究表明：混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范中，为安全计，取值小于上述中，为安全计，取值小于上述结果，详见教材表结果，详见教材表4-1)(sycAfAfN稳定系数：稳定系数：查表查表4-1应用：应用：设计、截面复核设计、截面复核 0.9()cysNf AfA三、轴心受压构件的受力分析三、轴心受压构件的受力分析 3.正截面受压承载力计算公式正截面受压承载力计算公式n截截 面面 形形 式：式：n以以方形方形为主，根据需要可采用矩形、为主，根据需要可采用矩形、圆形或正多边形圆形或正多边形n截面最小变长不宜小
21、于截面最小变长不宜小于250mm，构件，构件长细比为长细比为15左右，不宜大于左右，不宜大于30三、轴心受压构件的受力分析三、轴心受压构件的受力分析 4.构构 造造 要要 求求n纵纵 向向 钢钢 筋筋：n不宜使用高强度钢筋，且不得使用冷拉钢筋作受压筋不宜使用高强度钢筋，且不得使用冷拉钢筋作受压筋n纵向钢筋直径不宜小于纵向钢筋直径不宜小于12mm，宜选直径较大的钢筋，减少弯曲，宜选直径较大的钢筋，减少弯曲n受压钢筋的最小配筋率为受压钢筋的最小配筋率为0.6%，并不宜超过，并不宜超过5%n纵向钢筋沿截面周边均匀布置，钢筋之间的筋间距不应小于纵向钢筋沿截面周边均匀布置，钢筋之间的筋间距不应小于50m
22、m，钢筋中距不应大于，钢筋中距不应大于300mm，保护层厚度不小于，保护层厚度不小于30mmn钢筋直径小于钢筋直径小于32mm，可采用非焊接接头，但位置设在受力较小，可采用非焊接接头，但位置设在受力较小处，搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接长度的处，搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接长度的0.7倍，且不应倍，且不应小于小于200mm三、轴心受压构件的受力分析三、轴心受压构件的受力分析 4.构构 造造 要要 求求n箍箍 筋：筋：n采用封闭式箍筋，以保证钢筋骨架的整体刚度，并保采用封闭式箍筋，以保证钢筋骨架的整体刚度，并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向
23、钢筋的侧向约束作用束作用n箍筋间距不应大于横截面短边尺寸，且不大于箍筋间距不应大于横截面短边尺寸，且不大于400mm，同时不大于同时不大于15倍的纵向钢筋的最小直径倍的纵向钢筋的最小直径n采用热轧钢筋，直径不小于采用热轧钢筋，直径不小于6mm，且不应小于，且不应小于0.25倍倍的纵向钢筋的最大直径的纵向钢筋的最大直径三、轴心受压构件的受力分析三、轴心受压构件的受力分析 4.构构 造造 要要 求求n箍箍 筋筋：n柱每边的纵向受力钢筋不多于柱每边的纵向受力钢筋不多于3根，可采用单个箍筋，否则设置根，可采用单个箍筋，否则设置复合箍筋复合箍筋n配筋率超过配筋率超过3%，箍筋直径不小于，箍筋直径不小于8
24、mm，间距不应大于，间距不应大于10d，且，且不大于不大于200mm，箍筋末端做成，箍筋末端做成135度弯钩，且弯钩末端平直段长度弯钩，且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的度不应小于箍筋直径的10倍，箍筋可焊成封闭环式倍，箍筋可焊成封闭环式n在受压纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距不应大于在受压纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距不应大于10受力钢受力钢筋的最小直径，且不应大于筋的最小直径，且不应大于200mm，当受压钢筋直径大于，当受压钢筋直径大于25mm，尚应在搭接接头两个端面外，尚应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个范围内各设置两个箍筋箍筋三、轴心受压构件的受力分析三、轴心受压构
25、件的受力分析 4.构构 造造 要要 求求n设计方法设计方法 （1）截面设计）截面设计 已知：轴心压力设计值已知：轴心压力设计值N，材料强度等级，材料强度等级 、构件计算长度构件计算长度 ，截面面积，截面面积bxh 求：纵向受压钢筋面积求：纵向受压钢筋面积 （2）截面复核）截面复核 已知：纵向受压钢筋面积已知：纵向受压钢筋面积 ，材料强度等级材料强度等级 、构件计算长度构件计算长度 ，截面面积，截面面积bxh 求：求：柱承载力柱承载力cfyf0lsA)(9.0sycuAfAfNNsA0lcfyf 已知已知 、，求，求 、。计算步骤：计算步骤：（1 1）根据设计经验，初步确定）根据设计经验，初步确
26、定 （或先（或先假定假定 和和 ，估算，估算 ）。）。（2 2）在表）在表4-14-1中，由长细比查中，由长细比查 。（3 3）由公式（）由公式（4-174-17）计算）计算 。（4 4）满足构造要求）满足构造要求 例题例题 4-34-3NcfyfAsAAAsA设设 计计 截截 面面 已知已知 、，求，求 。计算步骤：计算步骤：（1 1）验算配筋率，满足构造要求。）验算配筋率，满足构造要求。（1 1）在表）在表4-14-1中，由中，由 或或 查查 。（2 2）由公式（）由公式（7 72 2）计算）计算 。uNcfyfAsA0lr0lbuN设设 计计 复复 核核n【例】【例】某现浇底层柱，柱高某
27、现浇底层柱，柱高5m，截面尺寸为，截面尺寸为bh=300mm300mm，柱内配有，柱内配有4根直径根直径16的的HRB400级纵筋，混凝土强度等级为级纵筋，混凝土强度等级为C30，箍筋为，箍筋为HRB335级钢筋，试求该柱的受压承载力。级钢筋，试求该柱的受压承载力。n【解】【解】(1)验算配筋率：验算配筋率：n=As/bh100%=0.89%0.6%，且，且5%n(2)求求：l0/b=5000/300=16.7,查表查表=0.849n(3)根据公式根据公式417，求得：，求得：第三节、轴心受压构件的承载力计算第三节、轴心受压构件的承载力计算3.例例 题题kNAfAfNsyc1576)(9.0五
28、、配有螺旋筋柱的受力分析五、配有螺旋筋柱的受力分析 1.配筋形式配筋形式ssdcordcor1 1、受力分析、受力分析 螺旋箍筋或焊接圆环箍筋能约束混凝土在螺旋箍筋或焊接圆环箍筋能约束混凝土在轴向压力作用下所产生的侧向变形，对混凝土产轴向压力作用下所产生的侧向变形，对混凝土产生间接的生间接的被动侧向压力被动侧向压力，从而提高混凝土的抗压，从而提高混凝土的抗压强度和变形能力强度和变形能力。箍筋则产生箍筋则产生环向拉力环向拉力。当箍筋外部的混凝当箍筋外部的混凝土被压坏并剥落后，箍筋以内即核心部分的混凝土被压坏并剥落后，箍筋以内即核心部分的混凝土仍能继续承受荷载，当箍筋达到抗拉屈服强度土仍能继续承受
29、荷载，当箍筋达到抗拉屈服强度而失去约束砼侧向变形的能力时，核心砼才会被而失去约束砼侧向变形的能力时，核心砼才会被压碎而导致整个构件破坏。压碎而导致整个构件破坏。五、配有螺旋筋柱的受力分析五、配有螺旋筋柱的受力分析 1 受力分析及破坏特征受力分析及破坏特征 2 2、破坏特征、破坏特征 当承受轴向压力时，螺当承受轴向压力时，螺旋箍筋阻止砼的横向变形，使旋箍筋阻止砼的横向变形，使砼处于砼处于三向受力状态，三向受力状态，轴向力轴向力增大到一定数值，增大到一定数值，砼保护层开砼保护层开始剥落始剥落，随着轴向力增大，螺随着轴向力增大，螺旋箍筋应力也增大，最后达到旋箍筋应力也增大，最后达到屈服强度屈服强度，
30、失去核心砼的约束失去核心砼的约束作用，使砼压碎而破坏。作用，使砼压碎而破坏。螺旋箍筋柱轴心受压构件破坏情况螺旋箍筋柱轴心受压构件破坏情况五、配有螺旋筋柱的受力分析五、配有螺旋筋柱的受力分析 1 受力分析及破坏特征受力分析及破坏特征五、配有螺旋筋柱的受力分析五、配有螺旋筋柱的受力分析 2.试验研究试验研究Nc 素混凝素混凝土柱土柱普通钢筋普通钢筋混凝土柱混凝土柱螺旋箍筋钢螺旋箍筋钢筋混凝土柱筋混凝土柱荷载不荷载不大时螺大时螺旋箍柱旋箍柱和普通和普通箍柱的箍柱的性能几性能几乎相同乎相同保护层剥落保护层剥落使柱的承载使柱的承载力降低力降低螺旋箍筋的螺旋箍筋的约束使柱的约束使柱的承载力提高承载力提高间
31、距间距NcNc五、配有螺旋筋柱的受力分析五、配有螺旋筋柱的受力分析3.承载力计算承载力计算dcor rfyAss1fyAss1约束混凝土的抗压强度约束混凝土的抗压强度1ccrff当箍筋屈服时当箍筋屈服时 r达最大值达最大值corssycorcorssycorssyrAAfsddAfsdAf244220211核心区混凝核心区混凝土的截面积土的截面积间接钢筋的间接钢筋的换算面积换算面积12yssrcorf Asd而此时，约束混凝土所受的而此时，约束混凝土所受的压力等于螺旋箍筋的拉力压力等于螺旋箍筋的拉力五、配有螺旋筋柱的受力分析五、配有螺旋筋柱的受力分析3.承载力计算承载力计算10corssssd
32、AAsdcorrfyAss1fyAss110()2cuccoryscrcorysccorysyssNf AfAfAfAf AfAf A24dorsordA故：根据力的平衡条件，得到：故：根据力的平衡条件，得到：00.9(2)uccorysyssNf AfAf A令令2=/2，同时考虑可靠度的调整系数，同时考虑可靠度的调整系数0.9后，故：后，故：间接钢筋对混凝土约间接钢筋对混凝土约束的折减系数，束的折减系数，=C80取取0.85，中，中间内插法间内插法一、凡属下列条件时，按式一、凡属下列条件时，按式417417计算构件的承载力：计算构件的承载力：l0/d12l0/d12时，此时因长细比较大，可
33、能导致纵向弯曲引起时，此时因长细比较大，可能导致纵向弯曲引起螺旋箍筋不起作用；螺旋箍筋不起作用；按式按式424424计算的承载力小于按式计算的承载力小于按式417417计算的受压承载力计算的受压承载力时，时，；当间接钢筋的换算截面面积当间接钢筋的换算截面面积A Ass0ss0，小于纵筋全部截面面积的，小于纵筋全部截面面积的25%25%，认为间接箍筋太少，套箍作用不明显；，认为间接箍筋太少，套箍作用不明显；螺旋筋不能提高强度过多，否则会导致混凝土保护层剥落，螺旋筋不能提高强度过多，否则会导致混凝土保护层剥落，即即 注意：螺旋箍筋柱不如普遍箍筋柱经济，一般不宜采用。注意：螺旋箍筋柱不如普遍箍筋柱经
34、济，一般不宜采用。五、配有螺旋筋柱的受力分析五、配有螺旋筋柱的受力分析3.承载力计算承载力计算1.51.35()cssNNf Af A螺普NN螺普 1、螺旋箍筋柱的纵向钢筋应沿圆周均匀分布，、螺旋箍筋柱的纵向钢筋应沿圆周均匀分布，不宜少不宜少于于8根，不应少于根，不应少于6根，根，其截面积应不小于箍筋圈内核心其截面积应不小于箍筋圈内核心截面积的截面积的0.5%。常用的配筋率在常用的配筋率在0.8%1.2%之间。之间。2、构件核心截面积构件核心截面积应不小于构件整个截面面积的应不小于构件整个截面面积的2/3。3、螺旋箍筋螺旋箍筋的直径不应小于纵向钢筋直径的的直径不应小于纵向钢筋直径的1/4，且，
35、且不小于不小于8mm，一般采用（一般采用（812）mm。为了保证螺旋箍为了保证螺旋箍筋的作用，螺旋箍筋的间距筋的作用，螺旋箍筋的间距S应满足：应满足：S应不大于核心直径应不大于核心直径dcor的的1/5，即，即S0.2dcor；S应不大于应不大于80mm，且不应小于且不应小于40mm，以便施工以便施工。五、配有螺旋筋柱的受力分析五、配有螺旋筋柱的受力分析4.构造要求构造要求 已知已知N N、f fy y、fcfc、A A，求，求A As s、A AssOssO 。计算步骤：计算步骤：（1 1）计算构件核心截面面积）计算构件核心截面面积 Acor Acor。（2 2）计算间接箍筋换算面积）计算间接箍筋换算面积 Ass0 Ass0。（3 3）计算受压钢筋面积）计算受压钢筋面积 As As。（4 4）验算公式使用条件，且满足构造要求）验算公式使用条件，且满足构造要求 （5 5）绘制配筋断面图）绘制配筋断面图 例题例题 4-44-4设设 计计 截截 面面
