下午在看书复习的时候看到一个名词---回转半径，有关它的知识和计算有些忘记了，于是就网络上面搜索了相关的知识，下面把资料整理好贴上来，以便随时查阅了。

 

§3-3 钢筋混凝土轴心受压构件正截面承载力计算

概述：

轴压构件的截面形式：正方形、矩形、圆形、多边形及环形等。

钢筋骨架  

 

图3-3 普通箍筋柱和螺旋箍筋柱

纵筋的作用：

1、帮助混凝土承受压力；

1、承担由初始偏心引起的附加弯矩所产生的拉力；

2、防止构件突然脆性破坏以增加构件的延性；

3、减小混凝土的徐变变形。

箍筋的作用：

1、与纵筋形成骨架，防止纵筋受力后向外凸。

2、密排箍筋或螺旋式箍筋约束核心混凝土横向变形，进一步提高构件承载力及受压延性。

一、配置普通箍筋的轴心受压构件

1、试验研究分析

轴心受压构件按长细比不同分为短柱和长柱，《规范》规定以为l₀/i =28为界，其中l₀为柱的计算长度，i为截面的最小回转半径。

从大量短柱试验研究分析，在构件破坏时，钢筋能达到屈服，混凝土能达到极限压应变ε_u而破坏。根据内外力平衡条件及应力应变关系直接求得

混凝土压应力                                 （3-2）

钢筋的压应力                                 （3-3）

式中： ——混凝土弹性系数；

——钢筋与混凝土弹性模量之比， 。

当N较小时，构件处于弹性阶段，此时弹性系数 =1，故钢筋应力 与混凝土应力 成直线增长，当 增大时，混凝土出现塑性应变，弹性系数 就减小。因此 和 的应力增长就成曲线形状（图3-4）。

 

图3-4 应力-荷载曲线示意图

短柱的试验表明，混凝土可以达到极限压缩应变 而破坏。但在设计时仍应以混凝土达到抗压强度f_c时的相应应变 作为控制条件，即 =0.002，此时，钢筋应力 =0.002×2.0×10⁵=400N/mm²,这表明热轧钢筋HPB235、HRB335、HRB400及RRB400都可达到强度设计值。

在轴心受压短柱中，不论受压钢筋在构件破坏时是否屈服，构件的最终承载力都是由混凝土被压碎来控制的。

    对于长柱的承载能力 低于相同条件下的短柱承载能力 。目前采用引入稳定系数 来考虑这个因素， 值随着长细比的增大而减小，可查表3-1。

 钢筋混凝土受压构件的稳定系数             表3-1

   注 —构件计算长度； —矩形截面短边； —圆形截面直径； —截面最小回转半径，

2、  基本计算公式

在轴向力设计值N作用下，轴心受压构件承载力可按式（3-4）计算（图3-5）。

 

 

图3-5 轴心受压柱计算图

                 （3-4）

式中：

——稳定系数，按表3-1取用；

N——轴向力设计值；

f^’_y——钢筋抗压强度设计值，f^’_y≤400N/mm²

——混凝土轴心抗压强度设计值；

——纵向受压钢筋截面面积；

A——混凝土截面面积，当纵向钢筋配筋率大于3%时，A改用A_c=A-

0.9——为了保持与偏心受压构件正截面承载力计算具有相近的可靠度而引入的系数。

﹡当现浇钢筋混凝土轴心受压构件截面长边或直径大于300mm时，构件制作缺陷对承载力的影响较大，式（3-4）中混凝土强度设计值乘以系数0.8（构件质量确有保障时不受此限制）。

3、公式的应用

﹡截面设计问题：

已知：N， ， ， ，求： ，

步骤：

（1）根据构造要求及经验，定截面尺寸 （b，h）

，        b，h

或令 ， ，则       

（2）计算 ，确定

（3）计算

（4）选配筋并绘制配筋图。

﹡截面校核问题：

已知：b，h， ， ， ， 求：   

步骤：（1）确定

     （2）计算 ，若 ，则

                    若 ，则

4、构造要求

1）材料构造要求

混凝土抗压强度较高，为了减少柱截面尺寸，节约钢筋用量，应该采用强度等级较高的混凝土，对于高层建筑的底层柱，必要时可采用更高强度等级的混凝土。但钢筋不宜采用更高强度的钢筋，这是由于它与混凝土共同工作时，一般不能充分的挥其高强度的作用。

2）截面形式

轴心受压构件一般都采用正方形。在建筑上有美观要求时根据需要也可采用圆形及其它截面形式。为了施工方便，截面尺寸一般不小于250×250mm，而且要符合模数，800mm以下采用50mm的模数，800mm以上则采用100mm模数，构件长细比一般为15左右，不宜大于30。

3）纵向钢筋

  纵筋是钢筋骨架的主要组成部分，为便于施工和保证骨架有足够的刚度，纵筋直径不宜小于12mm，通常选用16mm~28mm。纵筋要沿截面四周均匀布置，不得少于4根。全部受压钢筋的最小配筋率为0.6%，一侧的纵向钢筋最小配筋率为0.2%。纵筋间距一般不小于50mm。当构件在水平位置浇注时，纵筋净距不应小于30mm和1.5倍纵筋直径。

4）箍筋

  ①应当采用封闭式箍筋，以保证钢筋骨架的整体刚度，并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约束作用。

②箍筋采用热轧钢筋时，直径不应小于d/4，且不应小于6mm；采用冷拔低碳钢丝时应小于5mm和d/5（d为纵向钢筋的最大直径）。

③箍筋间距不应大于400mm，且不应大于构件截面的短边尺寸；同时，在绑扎骨架中，不应大于15d；在焊接骨架中，不应大于20d（d为纵向钢筋的最小直径）。

④当柱中全部纵向钢筋配筋率超过3%时，箍筋直径不宜小于8mm，间距不应大于纵向钢筋最小直径的10倍，且不应大于200mm。

⑤当柱中每边的纵向受力钢筋不多于3根（或当柱短边尺寸 而纵筋不多于4根时可采用单个箍筋，否则应设置复合箍筋（图3-6）。

 

图3-6  箍筋形式

[例3-2] 某钢筋混凝土柱，承受轴心压力设计值N=2600kN，若柱的计算长度为5.0m，选用C25砼（f_c=11.9N/mm²）热轧钢筋HRB400（ =360N/mm²），截面尺寸b×h=400×400mm，试求该柱所需钢筋截面面积。

    解：

1、确定稳定系数

由 5000/400=12.5，查表3-1得： =0.94

2、由公式

  得

 

选用钢筋4  25+4  20  ( =3220mm²)

3、验算配筋率

 

截面配筋如图所示。

 

  截面配筋图