1、建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 第第3 3章章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件 3 31 1 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件 3-2 钢筋混凝土受压构件钢筋混凝土受压构件 3-3 钢筋混凝土受扭构件钢筋混凝土受扭构件 3-4 预应力混凝土构件基本知识预应力混凝土构件基本知识 3-5钢筋混凝土结构构件施工图基本知识钢筋混凝土结构构件施工图基本知识 第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3-1 3-1 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件板的构造板的构造1.厚度厚度2.配筋配筋一般一般60120mm，板厚以，板厚以1
2、0mm为模数。为模数。a.受力钢筋受力钢筋b.分布钢筋分布钢筋计算确定计算确定受力钢筋受力钢筋分布钢筋分布钢筋分布钢筋分布钢筋受力钢筋受力钢筋承受拉力承受拉力板承受的荷载均匀传给受力筋；固定受力筋位置；阻止砼开裂板承受的荷载均匀传给受力筋；固定受力筋位置；阻止砼开裂sAa间距在间距在70200mm 第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图梁的构造梁的构造1.截面截面2.梁的配筋梁的配筋a.纵向受力钢筋纵向受力钢筋b.箍筋箍筋计算确定计算确定承受弯矩引起的拉力承受弯矩引起的拉力承受剪力和弯矩引起的主拉力；固定纵向筋承受剪力和弯矩引起的主拉力；
3、固定纵向筋c.弯起钢筋弯起钢筋弯起段抗剪；水平段抗拉，承受正弯起段抗剪；水平段抗拉，承受正(负负)弯矩；弯矩；计算确定计算确定d.架立钢筋架立钢筋固定箍筋，形成钢筋骨架固定箍筋，形成钢筋骨架计算确定，并满足构造要求计算确定，并满足构造要求构造确定构造确定e.纵向构造钢筋（当腹板高纵向构造钢筋（当腹板高450mm）减小梁腹部裂缝宽度减小梁腹部裂缝宽度构造确定构造确定hblh =5.3121;14181(矩形矩形)h 415.21,=b(T形形)(简支梁简支梁)第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图箍筋箍筋架立筋架立筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋
4、弯起钢筋纵向受力钢筋纵向受力钢筋,开放式开放式封闭式封闭式 双肢双肢 四肢四肢单肢单肢第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图混凝土保护层和截面有效高度混凝土保护层和截面有效高度1.混凝土保护层厚混凝土保护层厚()最外层钢筋外缘至砼表面最外层钢筋外缘至砼表面的距离。的距离。2.截面的有效高度截面的有效高度(h0)受压砼边缘至受拉钢筋合受压砼边缘至受拉钢筋合力点的距离力点的距离单排拉筋单排拉筋,双排拉筋双排拉筋,板板,25 dh0C25 dC30 1.5dhash0ChCCCas15,d200=0bx xx x bx x判断构件破坏类判断构件
5、破坏类型，衡量破坏时型，衡量破坏时钢筋强度是否充钢筋强度是否充分利用。分利用。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图最大配筋率最大配筋率经济配筋率：经济配筋率：梁：梁：=（0.51.6）%；板：板：=（0.40.8）%ycbsbbbffbhAhx0max0 x x x xx x=C=fcbxTs=sAsM fcx=xnsyAf0hxbbx=bx x对于混凝土等级对于混凝土等级C50时时，HPB235筋筋0.6140.5500.518HRB335筋筋HRB400及及RRB400筋筋第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建
6、筑结构基础与识图建筑结构基础与识图单筋矩形截面正截面承载力计算单筋矩形截面正截面承载力计算1.基本公式基本公式C=fcbxTs=sAsM fcx=xnsyAfx20 xh-0,0=MNcysuc0ys022()()f bxf Axxf bx hf A h-555MM第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.适用条件适用条件a)防止超筋破坏防止超筋破坏b)防止少筋破坏防止少筋破坏()bb20max,0.5-1 x xx x bhfMMcu=b0bsb0 xhAbhxx x=或或或或sminAbh/min/或或3.基本公式的应用基本公式的应用
7、a.截面设计截面设计b.截面复核截面复核第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图截截面面设设计计步步骤骤已知已知M,b,h,fc,fy否否最终确定最终确定As调整调整b,h或或fc200c2xhhf b=-Mb0 xhxcsyf bxAf=sminAbh/一一排排双排双排是是否否是是第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图安全安全已知已知M,b,h,fc,fy,As否否调整调整b,h或或fc或或Asb0 xhxsminAbh/是是否否是是yscf Axf b=bucb02()xf bx
8、h=-Muc02()xf bx h=-MMMu失效失效是是否否截截面面复复核核步步骤骤第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 （2 2）确定截面的有效高度）确定截面的有效高度【例例4-1】某钢筋混凝土简支梁截面尺寸某钢筋混凝土简支梁截面尺寸bh=250mm550mm，采用采用C30混凝土及混凝土及HRB335级钢筋，由荷载设计值产生的弯矩为级钢筋，由荷载设计值产生的弯矩为200M=c14.3f=515355500=-=-=sahh（1）查表得出有关设计计算数据查表得出有关设计计算数据（3）计算受压区高度，并判断是否超筋破坏）计算受压区高度
9、，并判断是否超筋破坏62200c22 200 10515515123.421.0 14.3 250 xhhf b=-=-=Mb00.550 515283.25hx=不属于超筋梁。不属于超筋梁。kNm,试进行截面配筋。试进行截面配筋。t1.43f=y300f=b0.550,1.0 x=0hN/mm2,N/mm2,N/mm2,，先按一排钢筋考虑，则，先按一排钢筋考虑，则mmmmmm（4）计算钢筋的面积）计算钢筋的面积sA第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图csy1.0 14.3 250 123.421470.76300f bxAf=mm2（
10、5）选筋：选用）选筋：选用422（6）判断是否属于少筋梁）判断是否属于少筋梁mm2ty1.430.450.450.21%0.20%300ff=$%21.0min=s,minmin0.21%250 550288.75Abh=s1520A=取取，不属于少筋梁，符合要求。不属于少筋梁，符合要求。mm2mm21520=sA第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图【例例4-2】如图如图4-9所示某钢筋混凝土梁截面尺寸所示某钢筋混凝土梁截面尺寸bh=250mm500mm，采用采用C30混凝土及混凝土及HRB335级钢筋，受拉钢筋为级钢筋，受拉钢筋为42
11、0（mm2），），弯矩设计值弯矩设计值kNkNm m,验算该梁是否安全。验算该梁是否安全。1256=sA120=M图4-9c14.3f=t1.43f=y300f=b0.550,1.0 x=N/mm2,N/mm2,N/mm2,（1）查表得出有关设计计算数据查表得出有关设计计算数据梁的有效高度梁的有效高度465350=-=hhmmxysc300 1256105.401.0 14.3 250f Axf b=（2）计算截面受压区高度）计算截面受压区高度（3 3）验算适用条件）验算适用条件第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图ty1.430.450
12、.450.21%0.20%300ff=$取取%21.0min=1256=sAmin0.21%250 500262.5bh=/mm2mm2uM6uc02105.40()1.0 14.3 250 105.40(465)/10155.362xf bx h=-=-=M110=$M（4）求）求并判断安全与否并判断安全与否 kNmkNm故正截面承载力满足要求。故正截面承载力满足要求。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图双筋截面双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。1.当截面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件当截
13、面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件（或整个工程）限制而不能增加，而计算又不（或整个工程）限制而不能增加，而计算又不满足适筋截面条件时，可采用双筋截面，即满足适筋截面条件时，可采用双筋截面，即在在受压区配置钢筋以补充混凝土受压能力的不足。受压区配置钢筋以补充混凝土受压能力的不足。2.由于由于荷载有多种组合情况荷载有多种组合情况，在某一组合情况下，在某一组合情况下截面承受正弯矩，另一种组合情况下承受负弯截面承受正弯矩，另一种组合情况下承受负弯矩，这时也出现双筋截面。矩，这时也出现双筋截面。3.由于受压钢筋可以由于受压钢筋可以提高截面的延性提高截面的延性，因此，在，因此，在抗震结构抗震结构中要求框
14、架梁必须必须配置一定比例中要求框架梁必须必须配置一定比例的受压钢筋。的受压钢筋。一般来说采用双筋是一般来说采用双筋是不经济不经济的，工程中通常仅在以下情况下采用：的，工程中通常仅在以下情况下采用：受压钢筋受压钢筋AS受拉钢筋受拉钢筋AS双筋截面双筋截面第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图T形截面形截面1）挖去受拉区混凝土，形成）挖去受拉区混凝土，形成T形截形截 面，对受弯承载力没有影响。面，对受弯承载力没有影响。2）节省混凝土，减轻自重。）节省混凝土，减轻自重。优点：优点：第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结
15、构基础与识图建筑结构基础与识图四、受弯构件斜截面承载力计算四、受弯构件斜截面承载力计算M剪弯区剪弯区纯弯区纯弯区剪弯区剪弯区剪跨剪跨a剪跨剪跨aa.斜拉破坏斜拉破坏b.剪压破坏剪压破坏c.斜压破坏斜压破坏2.斜截面破坏的三种形式斜截面破坏的三种形式1.斜截面破坏影响因素斜截面破坏影响因素少筋破坏少筋破坏适筋破坏适筋破坏超筋破坏超筋破坏ha0=l l箍筋数量（配箍率）箍筋数量（配箍率），剪跨比剪跨比截面大小，荷载种类，截面大小，荷载种类，第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力 计算简图计算简图梁斜截面受剪承
16、载力梁斜截面受剪承载力计算公式：计算公式：ssbysvyvtAfhsAfbhfV l lsin8.0175.1%7500+，效应效应2.2.集中荷载作用或集中力集中荷载作用或集中力ssbysvyvtAfhsAfbhfV sin8.025.17.000+1.1.一般受弯构件一般受弯构件Vu=Vcs+Vsb其中，其中，Vcs=Vc+Vsv箍筋抗拉强度设计值箍筋抗拉强度设计值-yvf弯起角度弯起角度-s 截面面积截面面积同一截面内各肢箍筋全同一截面内各肢箍筋全-=1svsvnAA筋截面面积筋截面面积同一弯起平面内弯起钢同一弯起平面内弯起钢-sbA第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本
17、构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图抗剪公式适用条件抗剪公式适用条件1）上限值截面最小尺寸）上限值截面最小尺寸2）下限值最小配筋率）下限值最小配筋率时，直线内插。时，直线内插。当当时，时，当当时，时，当当0.64.02.00.625.00.400 bhbhfVbhbhfVbhwccwccw sv1svsv,minyv0.24tnAfbsf=抗剪计算位置抗剪计算位置 1)支座边缘处；支座边缘处；2)腹板宽度改变处；腹板宽度改变处；3)箍筋直径或间距改变处；箍筋直径或间距改变处；4)拉区弯起钢筋弯起点处。拉区弯起钢筋弯起点处。斜截面受剪计算截面的确定斜截面受剪计算截面的确定V1V21122V1
18、V4114433V3第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图1)求内力，绘制构件的剪力图；求内力，绘制构件的剪力图；2)验算是否满足截面限制条件，如不满足，则验算是否满足截面限制条件，如不满足，则 应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级；应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级；3)验算是否需要按计算配置腹筋；验算是否需要按计算配置腹筋；4)计算腹筋；对仅配置箍筋的梁，可按下式计计算腹筋；对仅配置箍筋的梁，可按下式计 算算,算出算出 ，根据构造要求选择箍筋的，根据构造要求选择箍筋的sv1nAssv1t0yv00.71.25nAf bhsf h-/
19、V直径直径d d和肢数和肢数n n，而后由下式算出箍筋的间距，而后由下式算出箍筋的间距s s，箍筋间距应满足箍筋间距应满足ssssmaxmax 。斜截面受剪承载力计算步骤如下：斜截面受剪承载力计算步骤如下：第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图抗剪构造规定抗剪构造规定1)集中力作用下，箍筋全长布置；集中力作用下，箍筋全长布置；2)箍筋和弯起筋间距符合构造要求，参考表箍筋和弯起筋间距符合构造要求，参考表4-6；3)弯起筋锚固长度：受拉区不小于弯起筋锚固长度：受拉区不小于20d，受压区不小，受压区不小于于10d，光圆钢筋设弯钩梁底两侧钢筋不弯
20、起；，光圆钢筋设弯钩梁底两侧钢筋不弯起；4)鸭筋必须将两端锚固在受压区，不得采用浮筋鸭筋必须将两端锚固在受压区，不得采用浮筋抵抗弯矩图抵抗弯矩图以各截面实际纵向受拉钢筋所能承受的弯矩为纵坐标，以各截面实际纵向受拉钢筋所能承受的弯矩为纵坐标，以相应的截面位置为横坐标，所作出的弯矩图。以相应的截面位置为横坐标，所作出的弯矩图。可由右式确定可由右式确定ysusy0c()2f AA fhf b=-M第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 当一根钢筋由于弯矩图变化，将不考虑其抗力而切断时，当一根钢筋由于弯矩图变化，将不考虑其抗力而切断时，从按正截面
21、承载力计算从按正截面承载力计算“不需要该钢筋的截面不需要该钢筋的截面”须外伸一定的长须外伸一定的长度度l1，作为受力钢筋应有的构造措施。作为受力钢筋应有的构造措施。应从其应从其“强度充分利用截强度充分利用截面面”外伸一定的长度外伸一定的长度l2，依靠这段长度与混凝土的粘结锚固作用依靠这段长度与混凝土的粘结锚固作用维持钢筋以足够的抗力。维持钢筋以足够的抗力。钢筋混凝土连续梁、框架梁支座截面的负弯矩纵向钢筋钢筋混凝土连续梁、框架梁支座截面的负弯矩纵向钢筋不宜在受拉区截断。如必须截断时，其延伸长度不宜在受拉区截断。如必须截断时，其延伸长度ld可在可在l1和和l2中中取外伸长度较长者确定，按表取外伸长
22、度较长者确定，按表4-7取值。其中取值。其中l1是从是从“按正截按正截面承载力计算不需要该钢筋的截面面承载力计算不需要该钢筋的截面”延伸出的长度；延伸出的长度；l2是从是从“充分利用该钢筋强度的截面充分利用该钢筋强度的截面”延伸出的长度延伸出的长度”。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 图4-17 负弯矩钢筋截断构造 图4-18 悬臂梁钢筋的弯折第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3 3-2 -2 钢筋混凝土受压构件钢筋混凝土受压构件 工程结构中，以承受纵向压力为主的构件称为受
23、压构件，工程结构中，以承受纵向压力为主的构件称为受压构件，最常见的受压构件为钢筋混凝土柱，此外屋架的受压弦杆、腹最常见的受压构件为钢筋混凝土柱，此外屋架的受压弦杆、腹杆、桥梁中的桥墩等杆、桥梁中的桥墩等一、受压构件的分类一、受压构件的分类根据纵根据纵向压力向压力的作用的作用位置位置轴向压力与构件轴线重合轴向压力与构件轴线不重合第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图二、受压构件的构造要求二、受压构件的构造要求1.材料强度等级材料强度等级 我国一般结
24、构中柱的混凝土强度等级常用我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C25C40；在高层建筑中，；在高层建筑中，C50C60级混凝土也经常使用。级混凝土也经常使用。受压构件中，通常采用受压构件中，通常采用HRB335级级和和HRB400级级钢筋，不宜过高。因钢筋，不宜过高。因 为高强度钢筋在与混凝土共同受压时，并不能充分发挥其高强作用。为高强度钢筋在与混凝土共同受压时，并不能充分发挥其高强作用。2.截面形状和尺寸截面形状和尺寸 常用矩形或方形截面，（且常用矩形或方形截面，（且bh250250mm）长细比宜控制在）长细比宜控制在l0/b30或或l0/d25。也有。也有、T、形或环形的，为了节约混凝土，
25、、形或环形的，为了节约混凝土，当柱的尺寸较大时，在装配式厂房，采用当柱的尺寸较大时，在装配式厂房，采用字形，在拱结构中，字形，在拱结构中，采用采用T形，在柱、电杆、烟囱等可采用形及环形。形，在柱、电杆、烟囱等可采用形及环形。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图纵向纵向钢筋钢筋作用作用协助混凝土承受压协助混凝土承受压力以减小构件尺寸力以减小构件尺寸承受可能的弯矩，以及承受可能的弯矩，以及混凝土收缩、徐变和温混凝土收缩、徐变和温度变形引起的拉应力度变形引起的拉应力防止构件突然的脆性破坏防止构件突然的脆性破坏箍筋箍筋作用作用与纵筋形成骨架；防
26、止与纵筋形成骨架；防止混凝土受力后外凸，约混凝土受力后外凸，约束核心混凝土，增加构束核心混凝土，增加构件的承载能力和延性。件的承载能力和延性。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 级别：级别：采用采用HRB335级级、HRB400级级 直径：直径：纵筋直径纵筋直径d12mm，常在，常在1232mm之间选用，宜之间选用，宜 用较粗钢筋；根数，用较粗钢筋；根数，矩形时不小于矩形时不小于4根根，圆柱不宜，圆柱不宜 少于少于8根，且不小于根，且不小于6根；根；配筋率：配筋率：配筋率配筋率min0.6%，max5%3.纵向钢筋纵向钢筋距离：距离：
27、钢筋净距钢筋净距50mm，中距，中距300mm（受力钢筋）；（受力钢筋）；第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图4.箍筋箍筋 柱中箍筋应做成封闭式柱中箍筋应做成封闭式；箍筋直径不应小于纵向钢筋直；箍筋直径不应小于纵向钢筋直径的四分之一，且不应小于径的四分之一，且不应小于6mm；箍筋间距不应大于纵向钢筋最小直径的箍筋间距不应大于纵向钢筋最小直径的15倍，且不应大倍，且不应大于于400mm及柱截面的短边尺寸及柱截面的短边尺寸b；当柱中纵向受力钢筋的配筋率大于当柱中纵向受力钢筋的配筋率大于3%时，箍筋直径不应时，箍筋直径不应小于小于8mm，间距
28、不应大于纵向受力钢筋直径的，间距不应大于纵向受力钢筋直径的10倍，且不大倍，且不大于于200mm，其末端应做，其末端应做1350的弯钩，弯钩末端平直段长度不的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的应小于箍筋直径的10倍；倍；当柱截面短边尺寸大于当柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于且各边纵向钢筋多于3根时，根时，或当柱截面短边尺寸不大于或当柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢筋多余但各边纵向钢筋多余4根根时，应设置复合箍筋；时，应设置复合箍筋；柱中纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距应按柱中纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距应按规范规范9.4.5规定加密。规定加密。第四章第四章
29、钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图柱的箍筋形式柱的箍筋形式第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图复合菱形箍筋复合菱形箍筋第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图受压构件复合井字箍筋受压构件复合井字箍筋第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图三、轴心受压构件的承载力计算三、轴心受压构件的承载力计算1 1、轴心受压短柱、轴心受压短柱 临近破坏时，柱子表面出临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，箍
30、筋之间的纵筋现纵向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈外凸，混凝土被压碎崩裂压屈外凸，混凝土被压碎崩裂而破坏。而破坏。2、轴心受压长柱、轴心受压长柱 破坏时首先在凹边出现纵破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵筋压弯外凸，侧向挠度急速发筋压弯外凸，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡。展，最终柱子失去平衡。轴心受压短柱轴心受压长柱第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图snlnNN 长短柱的承载力长短柱的承载力 柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生大
31、的长柱，还有可能发生“失稳破坏失稳破坏”的现象。的现象。在同等条件下（即截面相同，配筋相同，材料相同），在同等条件下（即截面相同，配筋相同，材料相同），长柱受压承载能力低于短柱受压承载能力，即：长柱受压承载能力低于短柱受压承载能力，即：第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图snlnNN=1=1式中：式中：l0为构件的计算长度；为构件的计算长度；b为矩形截面短边尺寸；为矩形截面短边尺寸；d为为圆形截面直径；圆形截面直径；矩形截面矩形截面 l0/b8圆形截面圆形截面 l0/d 7其它截面其它截面 l0/i28反之，为长柱，反之，为长柱，按表按
32、表4-8取用。取用。规范规范引入了稳定系数引入了稳定系数 来表示长柱承载能力的降低程度。来表示长柱承载能力的降低程度。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图表4-8 钢筋混凝土构件的稳定系数81012141618202224262878.510.5121415.517192122.52428354248556269768390971.00.980.950.920.870.810.750.700.650.600.563032343638404244464850262829.5313334.536.5384041.54310411111812
33、51321391461531601671740.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19bl0dl0il0bl0dl0il0第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图轴心受压构件的承载力截面承载力的计算公式为：轴心受压构件的承载力截面承载力的计算公式为：()AfAfNcsy+.90（4-22）式中：式中：N轴向压力设计值轴向压力设计值 A构件的截面面积，当纵向钢筋的配筋率大于构件的截面面积，当纵向钢筋的配筋率大于3%时，时，A改用改用 Ac,Ac=AAS。稳定系数，按教材表稳定系数，按教材表4-8。
34、设计中全部受压钢筋的配筋率不应超过设计中全部受压钢筋的配筋率不应超过5%，一般为，一般为0.52%，但也不应小于，但也不应小于0.6%，同一侧配筋不应小于，同一侧配筋不应小于0.2%0.9调整系数，为了保证轴心受压和偏心受压具有相调整系数，为了保证轴心受压和偏心受压具有相近的保证率。近的保证率。1=第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图【例例4-4】某多层现浇钢筋混凝土框架房屋，底层中柱承受轴心压力设某多层现浇钢筋混凝土框架房屋，底层中柱承受轴心压力设 计值计值N=750kN，底层的层高为，底层的层高为3.6m，基础顶面标高，基础顶面标高
35、-0.3m，采用，采用C30 混凝土，混凝土，HRB335级钢筋，试设计该柱截面。（按规范规定如截面的级钢筋，试设计该柱截面。（按规范规定如截面的 边长小于边长小于300mm时，混凝土的强度设计值应乘以系数时，混凝土的强度设计值应乘以系数0.8）ucys0.9()f Af A=+NN【解解】根据表根据表4-9可知可知l0=1.0H=1.0（3.60.3）=3.9m,fc=14.3N/mm2,fy=300N/mm2，min=0.6%。（1）确定截面的尺寸：先假设）确定截面的尺寸：先假设=1.0，=0.01，则，则As=A=0.01A，7501030.91.0(14.3A+3000.01A)得得
36、A48170mm2采用正方形截面，采用正方形截面，b=h=481701/2=219.5mm,取取b=h=250mm。（2）确定稳定系数）确定稳定系数由由l0 0/b=3900/250=15.6,查表查表4-8得得=0.88。代入公式代入公式（4-22）即即第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（3）求纵向钢筋的截面面积）求纵向钢筋的截面面积sA 由于现浇受压柱截面边长小于由于现浇受压柱截面边长小于300mm,故混凝土轴心抗压强度设计值故混凝土轴心抗压强度设计值fc应乘系数应乘系数0.8，由式（，由式（4-22）得）得32csy750 10
37、14.3 0.8 2500.90.9 0.88773.2300f AAf-=Nmm2sA选择选择416（=804mm2）=804/2502=1.29%,在经济配筋率在经济配筋率0.6%3%之间，满足要求。之间，满足要求。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图四、偏心受压构件简介四、偏心受压构件简介 偏心受压构件的破坏特征与纵向力的偏心距、纵筋的数量等因偏心受压构件的破坏特征与纵向力的偏心距、纵筋的数量等因素有关，一般分为素有关，一般分为大偏心受压和小偏心受压大偏心受压和小偏心受压。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件
38、建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（1 1）大偏心受压破坏）大偏心受压破坏受拉破坏受拉破坏 此类破坏在压力的偏心距较大，且受拉钢筋配置适量时发生。截面的此类破坏在压力的偏心距较大，且受拉钢筋配置适量时发生。截面的破坏特征是破坏特征是:受拉钢筋首先屈服，截面受压区高度逐渐减小，最后受压区混受拉钢筋首先屈服，截面受压区高度逐渐减小，最后受压区混凝土被压碎而使构件破坏，凝土被压碎而使构件破坏，这种破坏有明显的预兆，属于延性破坏。这种破坏有明显的预兆，属于延性破坏。（2 2）小偏心受压破坏）小偏心受压破坏受压破坏受压破坏 如偏心距较小，或虽然偏心距不小但受拉纵筋配置过多时，会发生此如偏心距较小，或虽
39、然偏心距不小但受拉纵筋配置过多时，会发生此种破坏。截面破坏特征一般是：种破坏。截面破坏特征一般是：靠近压力一侧的受压区边缘的混凝土压应靠近压力一侧的受压区边缘的混凝土压应变首先达到极限值被压坏，该侧的受压钢筋屈服；而压力远侧的钢筋可能变首先达到极限值被压坏，该侧的受压钢筋屈服；而压力远侧的钢筋可能受拉或者受压，但一般应力未达到屈服。受拉或者受压，但一般应力未达到屈服。由于这种破坏始于混凝土受压破由于这种破坏始于混凝土受压破坏，故又称为受压破坏坏，故又称为受压破坏，这种破坏无明显预兆，故具有脆性破坏的特征。，这种破坏无明显预兆，故具有脆性破坏的特征。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土
40、结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图4-3 4-3 钢筋混凝土受扭构件钢筋混凝土受扭构件 扭转是结构构件受力的基本形式，只要在构件截面中有扭扭转是结构构件受力的基本形式，只要在构件截面中有扭矩作用的构件都称为受扭构件。矩作用的构件都称为受扭构件。雨篷梁雨篷梁、现浇框架边梁现浇框架边梁、吊车梁吊车梁等均属于受扭构件。在实等均属于受扭构件。在实际工程中很少有纯扭构件，多数是弯、剪、扭复合受力状态际工程中很少有纯扭构件，多数是弯、剪、扭复合受力状态。(a)雨篷梁 (b)吊车梁 (c)框架边梁图4
41、-22 受扭构件示例第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图一、受力特点一、受力特点T纵向受扭钢筋受扭箍筋空间扭曲破坏曲面cptp(a)弹性应力分布 (b)钢筋混凝土纯扭的破坏图4-23 纯扭构件 在纯扭矩作用下，无筋矩形截面混凝土构件开裂前具有与匀质弹性材在纯扭矩作用下，无筋矩形截面混凝土构件开裂前具有与匀质弹性材料类似的性质，截面长边中点剪应力最大，在截面四角点处剪应力为零。料类似的性质，截面长边中点剪应力最大，在截面四角点处剪应力为零。当截面长边中点附近最大主拉应变达到混凝土的极限拉应变时，构件就会当截面长边中点附近最大主拉应变达到混
42、凝土的极限拉应变时，构件就会开裂。随着扭矩的增加，裂缝与构件纵轴线成开裂。随着扭矩的增加，裂缝与构件纵轴线成45角向相邻两个面延伸，角向相邻两个面延伸，最后构件三面开裂，一面受压，形成一空间扭曲斜裂面而破坏。自开裂至最后构件三面开裂，一面受压，形成一空间扭曲斜裂面而破坏。自开裂至构件破坏的过程短暂，破坏突然，属于脆性破坏，抗扭承载力很低。构件破坏的过程短暂，破坏突然，属于脆性破坏，抗扭承载力很低。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图二、构造要求二、构造要求1.受扭纵筋受扭纵筋 应沿构件截面应沿构件截面周边均匀对称布置周边均匀对称布置。矩
43、形截面的四角以及。矩形截面的四角以及T形形和工字形截面各分块矩形的四角，均必须设置受扭纵筋。受扭和工字形截面各分块矩形的四角，均必须设置受扭纵筋。受扭纵筋的间距不应大于纵筋的间距不应大于200mm，也不应大于梁截面短边长度。受，也不应大于梁截面短边长度。受扭纵筋的接头和锚固要求均应按受拉钢筋的相应要求考虑。架立扭纵筋的接头和锚固要求均应按受拉钢筋的相应要求考虑。架立筋和梁侧构造纵筋也可利用作为受扭纵筋。筋和梁侧构造纵筋也可利用作为受扭纵筋。2.受扭箍筋受扭箍筋 在靠近受扭构件表面应均匀设置受扭箍筋。受扭箍筋必须为在靠近受扭构件表面应均匀设置受扭箍筋。受扭箍筋必须为封闭式，受扭箍筋末端应做成封闭
44、式，受扭箍筋末端应做成135的弯钩，弯钩端头平直段长的弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于度不应小于10d（d为箍筋直径）。箍筋的间距还应符合表为箍筋直径）。箍筋的间距还应符合表4-6的的要求。要求。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3 3-4 -4 预应力混凝土构件基本知识预应力混凝土构件基本知识 由于混凝土的抗拉性能很差，使得钢筋混凝土构件出现了由于混凝土的抗拉性能很差，使得钢筋混凝土构件出现了两个问题两个问题：1、钢筋混凝土受拉、受弯等构件通常带裂缝工作；、钢筋混凝土受拉、受弯等构件通常带裂缝工作；2、为保证结构耐久性，必须限制裂缝
45、宽度。、为保证结构耐久性，必须限制裂缝宽度。为了避免普通钢筋混凝土构件过早开裂，保证其抗裂性和刚为了避免普通钢筋混凝土构件过早开裂，保证其抗裂性和刚度，充分利用高强度材料，可在构件承受外荷载之前，度，充分利用高强度材料，可在构件承受外荷载之前，通过张拉通过张拉钢筋，利用钢筋的回弹，预先对受拉区的混凝土施加压力，以此钢筋，利用钢筋的回弹，预先对受拉区的混凝土施加压力，以此产生的预压应力用来减小或抵消由荷载所产生的拉应力，产生的预压应力用来减小或抵消由荷载所产生的拉应力，这种构这种构件就称为件就称为“预应力混凝土构件预应力混凝土构件”。一、预应力混凝土的基本概念一、预应力混凝土的基本概念第四章第四
46、章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图预应力混凝土预应力混凝土优点：优点：1、抗裂性好、抗裂性好2、节省材料、减轻构件自重、节省材料、减轻构件自重3、能充分利用高强度材料、能充分利用高强度材料4、耐久性好、耐久性好5、提高构件的抗疲劳能力、提高构件的抗疲劳能力其它：提高构件的跨越能力及其它：提高构件的跨越能力及刚度、减少变形、改善耐久性、刚度、减少变形、改善耐久性、增强抗渗性等。增强抗渗性等。缺点：缺点：1、设计、计算比普通钢筋、设计、计算比普通钢筋混凝土构件要复杂混凝土构件要复杂2、施工工艺多且复杂，质、施工工艺多且复杂，质量要求较高，需要有专门
47、量要求较高，需要有专门的施工设备和技术条件。的施工设备和技术条件。3、造价较高。、造价较高。第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图施加预应力的原理施加预应力的原理第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图二、施加预应力的方法二、施加预应力的方法（1 1）先张法）先张法 先张拉预应先张拉预应力钢筋后浇筑混力钢筋后浇筑混凝土的施工方法，凝土的施工方法，称为称为先张法先张法。主要工艺过程主要工艺过程：1）张拉钢筋）张拉钢筋2）支模、浇筑混）支模、浇筑混凝土并养护凝土并养护3）切断钢筋）切断钢筋
48、图4-24 先张法操作工序第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（2 2）后张法）后张法 先浇筑混凝土，先浇筑混凝土，待混凝土硬化后，在待混凝土硬化后，在构件上直接张拉预应构件上直接张拉预应力钢筋，这种施工方力钢筋，这种施工方法称为法称为后张法后张法。主要工艺过程主要工艺过程：1）浇筑混凝土构件，浇筑混凝土构件，并在构件中预留孔道并在构件中预留孔道2）穿预应力钢筋并张）穿预应力钢筋并张拉钢筋拉钢筋3）锚固预应力钢筋并锚固预应力钢筋并往孔道内压力灌浆。往孔道内压力灌浆。图4-25 后张法操作工序第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土
49、结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图三、预应力混凝土结构对材料的要求三、预应力混凝土结构对材料的要求（一）预应力混凝土结构对钢筋的要求1.强度高强度高2.具有一定的塑性具有一定的塑性3.良好的加工性能良好的加工性能4.与混凝土有较好的粘结强度与混凝土有较好的粘结强度1.强度高强度高2.收缩、徐变小收缩、徐变小3.快硬、早强快硬、早强（二）预应力混凝土结构对混凝土的要求宜采用预应力钢宜采用预应力钢丝、钢绞线和预丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋应力螺纹钢筋混凝土强度等级混凝土强度等级不宜低于不宜低于C40第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础
50、与识图四、预应力混凝土构件的主要构造要求（不讲）四、预应力混凝土构件的主要构造要求（不讲）（一）一般要求（一）一般要求直线布置直线布置：跨度及荷载较小时，施工简单，先张法、后张法均：跨度及荷载较小时，施工简单，先张法、后张法均可采用。可采用。曲线布置曲线布置：跨度及荷载较大时，一般采用后张法施工。：跨度及荷载较大时，一般采用后张法施工。折线布置折线布置：适用于有倾斜的受拉边的梁，一般采用先张法施工。：适用于有倾斜的受拉边的梁，一般采用先张法施工。预应力纵向钢筋的布置预应力纵向钢筋的布置第四章第四章 钢筋混凝土结构基本构件钢筋混凝土结构基本构件建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图(c)折线形折线
