钢筋混凝土偏心受压构件

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。

942.482513.27注：1、上表粉色为须填写的数据，各外力均填写绝对值，其他数据则不用填写；2、如果同一层钢筋中既有单根又有两根成束的，则可以作为两层来填写，a值取各自重心值砼边缘的距离；3、“计算结果部分”各表红色为判断结果；4、若为翼缘不受压的T形截面大偏心构件，可使用此使用矩形截面验算；5、请用户认真核对下表中的数据，程序结果的正确与可靠性有用户判断，本人概不负责。

0kN·m 属于小偏心，构件全截面115kN·m 115kN·m 0.8光钢筋K1=1.0，带肋钢筋K1=0.8 0.3光钢筋α=0.5，带肋钢筋α=0.31.50020mm 942.48mm 20.0405m 20.023271.1000Mpa 200000Mpa 0.000mm 属于小偏心，构件全截面一般大气--无防护0.20mm活载作用下的弯矩 M 1=裂缝宽度计算 (TB 10002.3-2005 第5.2.8条)裂缝宽度容许值 [w f ]=受拉钢筋面积 (β1n 1+β2n 2+β3n 3)A sl =与受拉钢筋相互作用的受拉混凝土面积 A cl =受拉钢筋有效配筋率 μz =中性轴至受拉边缘的距离与中性轴至受拉钢筋重心的距离之比 r=钢筋应力 σs =钢筋弹性模量 E s =钢筋混凝土构件所在的环境类别 ：最大裂缝宽度 =恒载作用下的弯矩 M 2=全部计算荷载作用下的弯矩 N s =钢筋表面形状影响系数 K1=系数 α=荷载特征影响系数 K2=1+αM 1/M+0.5M 2/M=纵向钢筋直径 d =(不计受拉砼)重心轴⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=z s s f d E r K K w μσ4.088021值砼边缘的距离；心，构件全截面受压，不需计算裂缝！1.0，带肋钢筋K1=0.80.5，带肋钢筋α=0.3属于小偏心，构件全截面受压，不需计算裂缝！。

4.2轴心受压构件承载力计算一、偏心受压构件破坏特征偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M的共同作用时，等效于承受一个偏心距为的偏心力N的作用，当弯矩M相对较小时，气就很小，构件接近于轴心受压，相反当N相对较小时，气就很大，构件接近于受弯，因此，随着气的改变，偏心受压构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。

按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。

1.受拉破坏当轴向压力偏心距分较大，且受拉钢筋配置不太多时，构件发生受拉破坏。

在这种情况下，构件受轴向压力N后，离N较远一侧的截面受拉，另一侧截面受压。

当N增加到一定程度，首先在受拉区出现横向裂缝，随着荷载的增加，裂缝不断发展和加宽，裂缝截面处的拉力全部由钢筋承担。

荷载继续加大，受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的主裂缝，随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸，受压区高度迅速减小。

最后，受压区边缘出现纵向裂缝，受压区混凝土被压碎而导致构件破坏（图4.3.1）。

此时，受压钢筋一般也能屈服。

由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距分较大发生，故习惯上也称为大偏心受压破坏。

受拉破坏有明显预兆，属于延性破坏。

2.受压破坏当构件的轴向压力的偏心距分较小，或偏心距分虽然较大但配置的受拉钢筋过多时，就发生这种类型的破坏。

加荷后整个截面全部受压或大部份受压，靠近轴向压力M 一侧的混凝土压应力较高，远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。

随着荷载逐渐增加，靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝，进而混凝土达到极限应变先被压碎,受压钢筋的应力也达到远离一侧的钢筋可能受压，也可能受拉，但因本身截面应力太小，或因配筋过多，都达不到屈服强度（图4.3.2）。

由于受压破坏通常在轴向压力偏心距％较小时发生，故习惯上也称为小偏心受压破坏。

受压破坏无明显预兆，属脆性破坏。

3.受拉破坏与受压破坏的界限综上可知，受拉破坏和受压破坏都属于“材料破坏”。

其相同之处是，截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到极限压应变而被压碎。

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。