第7章钢筋混凝土柱设计和构造.ppt

第7章 钢筋混凝土柱的设计及构造;1.材料选择 受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，混凝土宜采用较高强度等级,C25及以上等级的混凝土，对于高层建筑的底层柱可采用更高强度等级的混凝土；纵向钢筋一般选用HRB335和HRB400、RRB400级热轧钢筋；箍筋一般采用HPB235级、HRB335级钢筋，也可采用HRB400级钢筋。;⑵受力纵筋的配筋率 《混凝土结构设计规范》规定全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%，也不应小于0.6%；从经济和施工方便角度考虑，受压钢筋的配筋率一般不超过3%，通常在0.5%～2%之间。;4.纵向构造钢筋 当偏心受压柱的截面高度h不小于600mm时，在侧面应设置直径为10～16mm的纵向构造钢筋，其间距不宜大于500mm，并相应地设置拉筋或复合箍筋。拉筋的直径和间距可与基本箍筋相同，位置与基本箍筋错开（图7.7）。 图7.7 偏压柱构造钢筋的设置;⑴箍筋的作用 防止纵筋向外压屈，提高柱的受剪承载力，与纵筋形成骨架，且对核心部分的混凝土起到约束作用。 ⑵箍筋的形式 受压构件中的周边箍筋应作成封闭式。对于形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋。其原因是，内折角处受拉箍筋的合力向外，可能使该处混凝土保护层崩裂。 图7.8 复杂截面的箍筋形式; 当柱截面短边尺寸大于400mm，且各边纵向钢筋多于3根时，或当柱截面短边不大于400mm，但各边纵向钢筋多于四根时，应设置复合箍筋，其布置要求是使纵向钢筋至少每隔一根位于箍筋转角处（见图7.9所示）。;⑶箍筋的直径和间距 箍筋直径不应小于d/4，且不应小于6mm，（d为纵向钢筋的最大直径）。箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸，且不应大于15d（d 为纵向钢筋的最小直径）。 柱内纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距应加密，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25 倍。当搭接钢筋受压时，箍筋间距不应大于10d，且不应大于200mm；当搭接钢筋受拉时，箍筋间距不应大于5d，且不应大于100mm，d为纵向钢筋的最小直径。当受压钢筋直径d＞25mm时，尚应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋。; 钢筋混凝土受压构件按纵向力与构件截面形心相互位置的不同，可分为轴心受压构件与偏心受压构件（单向偏心受压和双向偏心受压构件），如图7.3所示。当纵向外力N的作用线与构件截面形心轴线重合时为轴心受压构件，当纵向外力N的作用线与构件截面形心轴线不重合时为偏心受压构件。（a）轴心受压 （b）（c）单向偏心受压 （d）双向偏心受压 图7.3 轴心受压和偏心受压;1.短柱破坏形态 由于混凝土和钢筋具有相近的压应变，两者可共同工作，当混凝土达到极限压应变时，柱的四周出现明显的纵向裂缝，混凝土保护层脱落，纵向钢筋被压曲，向外凸出，混凝土被压坏而导致构件破坏。破坏时，一般中等强度的钢筋能达到抗压屈服强度，两者强度都能充分利用。;3. 承载能力计算 长柱的承载能力比短柱低，《规范》引入了稳定系数 来表示长柱承载能力的降低程度。;⑶配置纵向钢筋 根据计算，确定柱中纵向受力钢筋的直径和根数。⑷选择箍筋 应根据规范规定的构造要求选用适当的箍筋。⑸验算配筋率 柱中全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%，也不应小于0.6%；同时一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%；当采用HRB400级、RRB400级钢筋时，全部纵向钢筋最小配筋率不应小于0.5%。⑹画出配筋图;3、计算简图 除装配式框架外，一般可将框架结构的梁、柱节点视为刚性节点，柱固结于基础顶面。4、荷载及内力计算 结构承受的作用包括竖向荷载、水平荷载和地震作用。竖向荷载包括结构自重及楼（屋）面活荷载；水平荷载为风荷载；地震作用主要是水平地震作用。多层建筑中的柱以轴力为主。;案例二应用：1、图7.2中KZ3计算书：（一） 材料 混凝土强度等级： C30 fc=14.3N/mm2 ； ft=1.43N/mm2钢 筋 级 别：HRB400 fy =360N/mm2 （二） 构件尺寸对于有抗震设防要求的框架结构，（λ为柱轴压比限值，抗震等级一级时为0.7，二级时为0.8，三级时为0.9）框架柱截面高度、宽度不宜小于300 mm取b＝500mm ，h＝500mm（三）计算简图KZ1与KL3为刚性节点，固结于基础顶