第五章 受压构件的承载力计算

受压构件的承载力计算一、梁柱的承载力计算方法对于受压构件，在弹性范围内，可以采用弹性承载力计算方法。

弹性承载力计算方法是根据梁柱的理论，主要应用弹性力学原理和应变能平衡条件进行计算。

在弹性承载力计算之外，受压梁柱的承载力还受到稳定性要求的限制。

稳定性要求主要包括屈曲的要求和稳定的要求。

稳定性承载力计算方法就是根据稳定性要求来计算的。

二、承载力计算的基本原理和方法1.构件的截面形态与材料的力学性能有关。

几何形态方面，可以通过截面形心深度、截面形态系数和截面面积等参数来描述。

力学性能方面，主要包括材料的抗压强度、屈服强度和弹性模量等参数。

2.构件的边界条件与受力特性有关。

边界条件主要包括自由端的约束、内力的约束和约束条件等。

边界条件对构件的承载力有着直接的影响，需要进行准确的分析和计算。

3.构件的荷载和荷载组合也是影响承载力计算的重要因素。

荷载包括静力荷载和动力荷载，荷载组合则是不同荷载的叠加组合。

需要根据具体情况来确定荷载和荷载组合，并进行相应的计算。

假设一个矩形柱的尺寸为300mm×400mm，材料抗压强度为250MPa，弹性模量为200 GPa。

根据以上参数，可以进行如下步骤的承载力计算。

1.计算截面形态参数：矩形柱的形心深度h=400/2=200mm形态系数α=(h/t)f/π^2=2.692.弹性承载力计算：根据梁柱的理论，弹性承载力可通过以下公式计算：Pcr=(π^2*E*I)/(kl)^2其中，E为弹性模量，I为惯性矩，kl为有效长度系数。

惯性矩I=1/12*b*h^3=1/12*300*400^3=32,000,000mm^4有效长度系数kl可根据梁柱的边界条件和约束情况进行计算。

假设矩形柱两端均固定，则kl=0.5代入以上参数，可以得到弹性承载力Pcr=200,000N=200kN。

3.稳定性承载力计算：稳定性承载力计算主要包括屈曲的要求和稳定的要求。

对于矩形柱，屈曲要求可通过欧拉公式计算，稳定的要求可通过查表确定。

受压构件的承载力计算6.1 重点与难点6.1.1 轴心受压构件正截面承载力计算 1. 配置一般箍筋的柱受压破坏时混凝土被压碎，纵向受压钢筋达到其受压屈服强度，正截面承载力公式如下:)''(9.0s y c u A f A f N N +=≤ϕ （6—1）式中：φ—稳定性系数，按规范查表6.2.15确定，对于短柱，φ＝１（如矩形截面，当80≤b l 时即为短柱,b 为截面较小边长；圆形7/0≤d l ，d 为直径；其他截面，28/0≤i l ，i 为截面最小回转半径）；A —构件截面面积，但当纵向钢筋配筋率大于3%时，取混凝土净截面面积'S A A -；'y f ——纵向钢筋抗压强度设计值；N ——轴向压力设计值；其他符号与前同； 0.9——可靠度调整系数2. 配置螺旋式（或焊接环式）箍筋的柱柱截面形状一般为圆形或多边形。

受压破坏时核芯混凝土达到其三向抗压强度，保护层剥落，纵向受压钢筋达到其受压屈服强度，环向箍筋达到其抗拉屈服强度，正截面承载力公式如下:)2(9.00''ss y s y cor c u A f A f A f N N α++=≤ （6—2）sA d A ss cor ss 10 π=（6—3）式中： cor A ——构件的核心截面面积；取间接钢筋内表面范围内混凝土面积y f ——间接钢筋的抗压强度设计值；0ss A ——间接钢筋的换算截面面积； cor d ——构件的核心截面直径； s ——间接钢筋间距；1ss A ——单根间接钢筋的截面面积；α——间接钢筋对砼的约束的折减系数：C50级以下砼，α=1.0 ，C80级砼，α=0.85其间现性插入。

按式（6—2）计算时尚须注意：⑴式（6—2）计算的承载力设计值不应大于按式（6—1）计算所得的1.5倍；⑵下列任一情况下，不考虑间接钢筋的作用。

①当120>d l 时；②当按式（6—2）算得的承载力设计值小于按式（6—1）计算所得值时；③当'0%25s ss A A <时。

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。

第5章_钢筋混凝土受压构件承载力计算钢筋混凝土受压构件承载力计算是建筑设计中非常重要的一部分。

这一章节将介绍如何计算钢筋混凝土受压构件的承载力。

首先，我们需要了解一些基本概念和符号。

钢筋混凝土受压构件是指在受压状态下的梁、柱等结构构件。

计算承载力时，通常采用极限状态设计法，即根据结构在最不利工况下的破坏状态进行计算。

钢筋混凝土受压构件的承载力主要包括弯曲承载力和轴心受压承载力两个方面。

弯曲承载力指的是构件在受弯矩作用下的破坏，而轴心受压承载力指的是构件在受轴向压力作用下的破坏。

本章将主要介绍弯曲承载力的计算方法。

首先，我们需要计算构件的截面性能参数，如截面面积、惯性矩、抵抗矩等。

这些参数可通过截面尺寸和施工材料的材料力学性质进行计算。

对于常见的矩形截面，截面面积为b×h，其中b为截面的宽度，h为截面的高度。

惯性矩和抵抗矩可通过以下公式计算：I=b×h^3/12W=b×h^2/6其中，I为惯性矩，W为抵抗矩。

接下来，我们需要确定混凝土的受压峰值应力和钢筋的受拉峰值应力。

根据混凝土的强度和钢筋的屈服强度，可确定其中的应力值。

混凝土的受压峰值应力可根据混凝土的强度和安全系数计算得到。

而钢筋的受拉峰值应力通常取屈服强度的0.87倍。

然后，我们需要计算弯曲承载力的设计值。

弯曲承载力的设计值是根据构件的几何形状和材料力学参数计算得到的。

常见的弯曲承载力计算公式如下：MＲd = W×fcd×(d-0.5a)＋A5fyd(a+(d-a)/2)其中，MＲd为弯曲承载力的设计值，W为截面的抵抗矩，fcd为混凝土的设计受压强度，d为混凝土受压区高度，a为混凝土受压区到受拉钢筋的距离，A5为受拉钢筋的截面面积，fyd为受拉钢筋的设计抗拉强度。

最后，我们需要检查计算得到的弯曲承载力是否满足设计要求。

通常，需要将设计值与允许值进行比较。

如果设计值小于允许值，则说明构件能够满足设计要求；如果设计值大于允许值，则需要进行调整，以满足设计要求。