第五章 轴心受力构件的第五章 轴心受力构件的　　　截面承载力计算　　　截面承载力计算

本章内

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容容第一节 轴心受压构件的　　　 承载力计算第二节 轴心受拉构件的　　　 承载力计算

一、轴心受力构件分类：

1、轴压构件： 以恒荷为主的多层房屋的

内 柱，桁架的受压腹杆。2、轴拉构件：： 桁架的受拉腹杆，下拉杆， 圆形水池。

二、轴压构件分类：二、轴压构件分类：1、根据配筋方式：

a 、纵筋和箍筋（或纵筋上焊横向钢筋）b 、纵筋和螺旋式（或焊接环式）间接钢筋

2、截面形式：矩形、方形、环形、圆形、正多边形

第一节 轴心受压构件的第一节 轴心受压构件的　　　　　承载力计算　　　　　承载力计算

本节内容

本节内容

　　

一、配有纵筋和箍筋柱的承载力计算

二、配有纵筋和螺旋式（焊接环 式）箍筋柱的承载力计算

一、配有纵筋和箍筋柱的承载力计算1、钢筋的作用

① 纵筋：

a 、协助砼承担压力，减小截面尺寸。b 、防止脆性破坏，提高延性。c 、减小徐变变形

② 箍筋：

a 、能与纵筋形成骨架b 、防止纵筋受力后外凸。c 、采用加密箍筋时能约束核　 芯砼，提高极限变形值。

2、短期加荷破坏特征和应力分布① 破坏特征② 应力分布

sA

N

E

S

)1(

A

N

EC

)1(

εS′=εc ∵εc=σ c /Ec′=σc/γEc εs′=σs ′/ Es σc/γEc=σs′/ Es∴ σs′=Esσc/γE c =α Eσc/γ又∵ N=σcA+σs′As ′ ρ′= As′/ A

a 、荷载较小时，弹性阶段　 σs′ 、 σc和 N 成线性关系

b 、随荷载增加，砼进入塑性阶段时在相同荷载增量下 σs′ 比 σc 增加得快

3、长期荷载作用下的应力分析① 应力分析

② 配筋率 ρ′的限值：如果配筋率过大，可能使砼的拉应力超过其抗拉强度后开裂，产生与构件轴线相垂直的裂缝，设计时ρ′≤5% 如果过小，纵筋的存在对砼的承载力影响较小，接近素砼 , 徐变也使砼的应力降低很少，纵筋起不到防止脆性破坏的缓冲作用。同时为了承受可能引起的较小弯矩，以及砼收缩，温度变形引起的拉应力 ρ′≥0.4% 一般可取 0.5 ~ 2% .

4、钢筋应力的限值素砼棱柱体构件达到应力峰值时的应变一般为 0.0015~0.002

钢筋砼短柱构件达到应力峰值时的应变一般为 0.0025~0.0035

设计时，当构件压应变达到 0.002 时，认为此时构件达到抗压强度值，此时纵筋的应力值： σs′= Esεs′= 200×10-5×0.002 = 400 N/mm 2

对 I ， II ， III 级钢筋已达到屈服，而对于 IV 级和热处理钢筋也只能取 400N/mm

5、长细比对长柱承载力的影响引入稳定系数 　　　考虑长柱承载力的降低l/b<8 时 =1l/b>8 时：当 l/b = 8~34 时： =1.177- 0.021×l/b当 l/b =35~50 时： =0.87- 0.012×l/b《规范》中对 的取值制成计算用表

6、承载力计算公式)(9.0 AsfAfN yC

当 ρ′>3% 时， A 改为 An

An=A-As′

NN

l

u

l

u

二、配有纵筋和螺旋式（焊接环式）箍筋柱的 承载力计算

11 、适用条件、适用条件当柱承受很大轴心受压荷载，并且柱截面尺寸由于建筑上和使用上的要求受到限制，若按配纵筋和箍筋的柱来计算，提高砼强度等级和增加配筋量不起作用时。

22 、计算公式推导、计算公式推导4σr

Asso—— 间接钢筋的换算截面面积：

3、注意几点1 ）为使间接钢筋外的保护层不致过早剥落，《规范》规定按上式算得的构件承载力不应比按下式算得的大 50%

2 ）在下列情况中，不考虑间接钢筋的影响，直接按 下式计算

① 当 lo/d >12 时，此时侧向弯曲过大而使螺旋筋不起作用

)(9.0 AsfAfN yC

)(9.0 AsfAfN yC

② 当用式　　　　　　　　　　　　　　计算的值比用式　　　　　　　　 计算的值小时　

　 ③ 当 Asso 小于纵筋全部截面面积的 25% 时，可认为间 接钢筋配置得太少，约束作用不明显。

　　3 ）构造：间接钢筋间距不应大于 800mm ，及dcor/5 ， 也不应小于 40mm ，其直径的规定同箍筋。

)(9.0 AsfAfN yC

AfAfAf syssoycorcN

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第二节 轴心受拉构件的承载力

本节内容

一、受力过程和破坏特征

二、承载力计算公式

一、受力过程和破坏特征分三个阶段：（从加载至砼　　　　　　　　开裂）

1 、第 I 阶段（ OA 段）σ 与 ε 成正比， N 和平均应变成正比

2 、第 II 阶段（ AB 段）从砼开裂至钢筋屈服前。此阶段在相同拉力增量时，平均拉应变比前一阶段大。

3 、第 III 阶段（ BC 段）受拉钢筋屈服阶段钢筋全部达到屈服时，也就是荷载达到 N ｙ时，裂缝开展很大，可认为构件达到了破坏状态。

二、承载力计算公式二、承载力计算公式

N≤fyAs