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第三节 轴心受压构件计算 二 配置密排环式箍筋的轴心受压构件 * 一 配置普通箍筋的轴心受压构件 　　构件存在着纵向弯曲问题，纵向弯曲会使构件的承载力降低，其降低程度随着构件的长细比增大而增大。 根据构件的长细比（构件的计算长度l0与构件截面回转半径i之比）的不同，轴心受压构件可分为短柱（对矩形截面l0/b≤8,b为截面短边尺寸）和长柱。 　　钢筋混凝土短柱经试验表明：在整个加载过程中，由于纵向钢筋与混凝土粘结在一起，两者变形相同，当混凝土的极限压应变达到混凝土棱柱体的极限压应变ε0=0.002时，构件处于承载力极限状态，稍再增加荷载，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋向外凸出，最后中部混凝土被压碎而宣告破坏。因此在轴心受压柱中钢筋的最大压应变为0.002，故不宜采用高强钢筋，对抗压强度高于400N/mm2者，只能取400N/mm2。 　　对于长柱，由于轴向压力的可能初始偏心和纵向失稳，故长柱的承载能力比短柱低。 试验研究分析 轴心受压短柱的破坏形态 轴心受压长柱的破坏形态 　　截面承载力由混凝土和纵向受压钢筋承担，并考虑纵向弯曲的降低作用，由平衡条件得轴心受压柱承载力计算公式为： 　　　　N≤0.9φ(fcA+fy′As′）　　 　　构件的计算长度l0与构件端部的支承情况有关，取 　　　　l0=ψH　 　　刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱，其计算长度l0可按表1取用。一般多层房屋中梁、柱为刚接的框架结构，各层柱的计算长度l0可按表2取用。 2 截面承载力计算 轴心受压柱计算图形 表1 刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱的计算长度l0 — 1.0Hl 2.0Hl 露天吊车柱和栈桥柱 1.0Hl 0.8Hl 1.0Hl 下柱 1.5Hu 1.25Hu 2.0Hu 上柱 有吊车房屋柱 1.2H 1.0H 1.25H 两跨及多跨 1.0H 1.2H 1.5H 单跨 无吊车房屋柱 无柱间支撑 有柱间支撑 垂 直 排 架 方 向 排架方向 l0 柱的类别 表2 框架结构各层柱的计算长度 1.5H 其余各层柱 1.25H 底 层 柱 装配式楼盖 1.25H 其余各层柱 1.0H 底 层 柱 现 浇 楼 盖 l0 柱 的 类 别 楼 盖 类 型 　　 已知轴向力设计值N、柱的截面A、材料强度、柱的计算长度（或实际长度），求纵向钢筋截面面积As′。 　可先根据构件的长细比求出稳定系数，再根据受压柱承载力计算公式求出As’。　 3 截面设计与截面复合 （1） 截面设计 （2） 截面复核 已知：构件计算长度，截面尺寸，材料强度等级和纵向钢筋，求柱的极限承载力。 先求出构件的长细比所对应的稳定系数φ，然后按基本公式求出截面极限承载力。 N≤0.9φ(fcA+fy′As′） 1、螺旋式箍筋柱的受力特点： 轴向压力较小时，混凝土和纵筋分别受压，螺旋箍筋受拉但对混凝土的横向作用不明显；接近极限状态时，螺旋箍筋对核芯混凝土产生较大的横向约束，提高混凝土强度，从而间接提高柱的承载能力。 螺旋箍筋又称为“间接钢筋”，产生“套箍作用”。 达到极限状态时，保护层已剥落，不考虑。 2. 承载力计算 s τ f y A s s1 f y A ss1 s τ s d cor s ( a) ( b ) ( c ) 1 2 ss y cor τ A f sd = s cor ss y τ d s A f = 1 2 s 螺旋箍筋对混凝土约束的折减系数a，当fcu,k≤50N/mm2时，取a = 1.0；当fcu,k=80N/mm2时，取a =0.85，其间直线插值。 Ass0 —— 间接钢筋的换算截面面积 *