【正文】 縱向受拉鋼筋機械連接接頭面積百分率不宜大于50%，縱向受壓鋼筋可不受限制；在直接承受動力荷載的結構構件中不應大于50%。　?。?）焊接接頭　　 縱向受力鋼筋的焊接接頭應相互錯開。鋼筋機械連接接頭連接區(qū)段的長度為35d（d為縱向受力鋼筋的較大直徑）且不小于500mm。位于同一連接區(qū)段內縱向受拉鋼筋的焊接接頭面積百分率不應大于50%，縱向受壓鋼筋可不受限制。 受壓構件構造要求教學要求 　　1. 了解鋼筋混凝土受壓構件的材料選用、截面尺寸的確定；　　2．理解縱向受力鋼筋的作用和箍筋的作用；　　3. 掌握縱向受力鋼筋與箍筋的基本構造要求和復雜截面的箍筋形式。 　　按照縱向力在截面上作用位置的不同，縱向受力構件分為軸心受力構件和偏心受力構件?？v向力作用線與構件軸線重合的構件稱為軸心受力構件，否則為偏心受力構件。偏心受力構件又可分為單向偏心受力構件和雙向偏心受力構件?？v向力可以是拉力，也可以是壓力，因此，軸心受力構件可分為軸心受拉構件和軸心受壓構件，偏心受力構件可分為偏心受拉構件和偏心受壓構件。建筑工程中，受壓構件是最重要最常見的承重構件之一?！　”菊轮唤榻B軸心受力構件和單向偏心受力構件?！　∈軌簶嫾某休d力主要取決于混凝土強度，采用較高強度等級的混凝土可以減小構件截面尺寸，節(jié)省鋼材，因而柱中混凝土一般宜采用較高強度等級，但不宜選用高強度鋼筋。其原因是受壓鋼筋要與混凝土共同工作，鋼筋應變受到混凝土極限壓應變的限制，而混凝土極限壓應變很小，所以高強度鋼筋的受壓強度不能充分利用。《混凝土規(guī)范》規(guī)定受壓鋼筋的最大抗壓強度為400N/mm2。一般柱中采用C25及以上等級的混凝土，對于高層建筑的底層柱可采用更高強度等級的混凝土，例如采用C40或以上；縱向鋼筋一般采用HRB400和HRB335級熱軋鋼筋。　　鋼筋混凝土受壓構件通常采用方形或矩形截面，以便制作模板。一般軸心受壓柱以方形為主，偏心受壓柱以矩形為主。當有特殊要求時，也可采用其他形式的截面，如軸心受壓柱可采用圓形、多邊形等，偏心受壓柱還可采用I形、T形等?！　榱顺浞掷貌牧蠌姸?，避免構件長細比太大而過多降低構件承載力，柱截面尺寸不宜過小。一般應符合≤25及≤30（其中為柱的計算長度，h和b分別為截面的高度和 寬度）。對于方形和矩形截面，其尺寸不宜小于250250mm。為了便于模板尺寸模數(shù)化，柱截面邊長在800mm以下者，宜取50mm 的倍數(shù)；在800mm以上者，取為100mm的倍數(shù)。（1）縱向受力鋼筋　　軸心受壓構件的荷載主要由混凝土承擔，設置縱向受力鋼筋的目的有三：一是協(xié)助混凝土承受壓力，以減小構件尺寸；二是承受可能的彎矩，以及混凝土收縮和溫度變形引起的拉應力；三是防止構件突然的脆性破壞?！　≥S心受壓柱的縱向受力鋼筋應沿截面四周均勻對稱布置，偏心受壓柱的縱向受力鋼筋布置在彎矩作用方向的兩對邊，圓柱中縱向受力鋼筋宜沿周邊均勻布置?！　】v向受力鋼筋直徑d不宜小于12mm，通常采用 12～32mm。一般宜采用根數(shù)較少，直徑較粗的鋼筋，以保證骨架的剛度。方形和矩形截面柱中縱向受力鋼筋不少于４根，圓柱中不宜少于8根且不應少于6根?？v向受力鋼筋的凈距不應小于50mm，偏心受壓柱中垂直于彎矩作用平面的側面上的縱向受力鋼筋及軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋的中距不宜大于300mm（）。對水平澆筑的預制柱，其縱向鋼筋的最小凈距距可按梁的有關規(guī)定采用。從經(jīng)濟和施工方便（不使鋼筋太密集）角度考慮，全部縱向鋼筋的配筋率不宜超過5％。受壓鋼筋的配筋率一般不超過3％， ％～2％之間。　　偏心受壓構件的縱向鋼筋配置方式有兩種。一種是在柱彎矩作用方向的兩對邊對稱配置相同的縱向受力鋼筋，這種方式稱為對稱配筋。對稱配筋構造簡單，施工方便，不易出錯，但用鋼量較大。另一種是非對稱配筋，即在柱彎矩作用方向的兩對邊配置不同的縱向受力鋼筋。非對稱配筋的優(yōu)缺點與對稱配筋相反。在實際工程中，為避免吊裝出錯，裝配式柱一般采用對稱配筋。屋架上弦、多層框架柱等偏心受壓構件，由于在不同荷載（如風荷載、豎向荷載）組合下，在同一截面內可能要承受不同方向的彎矩，即在某一種荷載組合作用下受拉的部位在另一種荷載組合作用下可能就變?yōu)槭軌海斶@兩種不同符號的彎矩相差不大時，為了設計、施工方便，通常也采用對稱配筋。（2）箍筋　　受壓構件中箍筋的作用是保證縱向鋼筋的位置正確，防止縱向鋼筋壓屈，從而提高柱的承載能力?！　　　　　　　　　∈軌簶嫾械闹苓吂拷顟龀煞忾]式。箍筋直徑不應小于/4（為縱向鋼筋的最大直徑），且不應小于6mm。箍筋間距不應大于400mm及構件截面的短邊尺寸，且不應大于15（為縱向受力鋼筋的最小直徑）。　　當柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過3％時，箍筋直徑不應小于8mm，間距不應大于10（為縱向受力鋼筋的最小直徑），且不應大于200mm；箍筋末端應做成135176。彎鉤且彎鉤末端平直段長度不應小于直徑的10倍?！　≡诳v向鋼筋搭接長度范圍內。箍筋間距，當搭接鋼筋為受拉時，不應大于5（為受力鋼筋中最小直徑），且不應大于100mm；當搭接鋼筋為受壓時，不應大于10，且不應大于200mm。當搭接受壓鋼筋直徑大于25mm時，應在搭接接頭兩個端面外100mm范圍內各設置2根箍筋。　　當柱截面短邊尺寸大于400mm且各邊縱向受力鋼筋多于3根時，或當柱截面短邊尺寸不大于400mm但各邊縱向鋼筋多于4根時，應設置復合箍筋，以防止中間鋼筋被壓屈（）。復合箍筋的直徑、間距與前述箍筋相同?！　‘斊氖軌褐慕孛娓叨取?600mm時，在柱的側面上應設置直徑為10～16mm的縱向構造鋼筋，并相應設置復合箍筋或拉筋?！　τ诮孛嫘螤顝碗s的構件，不可采用具有內折角的箍筋（）。其原因是，內折角處受拉箍筋的合力向外，可能使該處混凝土保護層崩裂。 受力特點與配筋構造 教學要求 　　?！　?。 　　凡是在構件截面中有扭矩作用的構件，都稱為受扭構件。扭轉是構件受力的基本形式之一，也鋼筋混凝土結構中常見的構件形式，例如鋼筋混凝土雨篷、平面曲梁或折梁、現(xiàn)澆框架邊梁、吊車梁、螺旋樓梯等結構構件都是受扭構件（）。受扭構件根據(jù)截面上存在的內力情況可分為純扭、剪扭、彎扭、彎剪扭等多種受力情況。在實際工程中，純扭、剪扭、彎扭的受力情況較少，彎剪扭的受力情況則較普遍。鋼筋混凝土結構中的受扭構件大都是矩形截面。 　　構件在扭矩作用下主要產(chǎn)生剪應力。勻質彈性材料矩形截面在扭矩的作用下（），截面中各點都將產(chǎn)生剪應力τ（）。，最大剪應力發(fā)生在截面長邊中點，與該點剪應力作用相對應的主拉應力σtp和主壓應力分別與構件軸線成45176。角，其大小為==τmax。當主拉應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土將首先在截面長邊中點處，垂直于主拉應力方向開裂。所以，在純扭構件中，構件裂縫與軸線成45角。 　　對于理想彈塑性材料而言，截面上某點的應力達到強度極限時并不立即破壞，該點能保持極限應力不變而繼續(xù)變形，整個截面仍能繼續(xù)承受荷載，直到截面上各點的應力達到τmax= ft時，構件才達到極限抗扭能力。 　　素混凝土既非完全彈性，又非理想塑性，是介于兩者之間的彈塑性材料，因而受扭時的極限應力分布將介于上述兩種情況之間。為計算方便起見，取素混凝土構件的受扭承載力即開裂扭矩為　　　　　　　　　　　　　　　　　　Tcr= （）式中ft―混凝土抗拉強度設計值；Wt―受扭構件的截面抗扭塑性抵抗矩。對矩形截面Wt=b2(3h b)/6?！　?試驗表明，配置受扭鋼筋對提高受扭構件抗裂性能的作用不大，當混凝土開裂后，可由鋼筋繼續(xù)承擔拉力，因而能使構件的受扭承載力大大提高。如前所述，扭矩在勻質彈性材料構件中引起的主拉應力方向與構件軸線成45176。因此，最合理的配筋方式是在構件靠近表面處設置呈45176。走向的螺旋形鋼筋。但這種配筋方式不便于施工，且當扭矩改變方向后則將完全失去效用。在實際工程中，一般是采用由靠近構件表面設置的橫向箍筋和沿構件周邊均勻對稱布置的縱向鋼筋共同組成的抗扭鋼筋骨架()。它恰好與構件中受彎鋼筋和受剪鋼筋的配置方向相協(xié)調。 　　配置了適量受扭鋼筋的構件，在裂縫出現(xiàn)以后不會立即破壞。隨著外扭矩的不斷增大，在構件表面逐漸形成多條大致沿45176。方向呈螺旋形發(fā)展的裂縫( b)。在裂縫處，原來由混凝土承擔的主拉應力主要改由與裂縫相交的鋼筋來承擔。，其中縱向鋼筋相當于受拉弦桿，箍筋相當于受拉豎向腹桿，而裂縫之間接近構件表面一定厚度的混凝土則形成承擔斜向壓力的斜腹桿。隨著其中一條裂縫所穿越的縱筋和箍筋達到屈服時，該裂縫不斷加寬，直到最后形成三面開裂一邊受壓的空間扭曲破壞面，進而受壓邊混凝土被壓碎，構件破壞（）。整個破壞過程具有一定延性和較明顯的預兆，類似受彎構件適筋破壞?！　‘斒芘す拷詈涂v筋配置過少時，構件的受扭承載力與素混凝土沒有實質差別，破壞過程迅速而突然，類似于受彎構件的少筋破壞，稱為少筋受扭構件。如果箍筋和縱筋配置過多，鋼筋未達到屈服強度，構件即由于斜裂縫間混凝土被壓碎而破壞，這種破壞與受彎構件的超筋梁類似，稱為超筋受扭構件。少筋受扭構件和超筋受扭構件均屬脆性破壞，設計中應予避免?！　⌒枰⒁獾氖?，由于受扭鋼筋是由縱筋和箍筋兩部分組成，兩種配筋的比例對破壞強度也有影響。當其中某一種鋼筋配置過多時，會使這種鋼筋在構件破壞時不能達到屈服強度，這種構件稱為部分超筋構件。部分超筋構件的延性比適筋構件差，且不經(jīng)濟。 　　當構件處于彎、剪、扭共同作用的復合應力狀態(tài)時，其受力情況比較復雜。試驗表明，扭矩與彎矩或剪力同時作用于構件時，一種承載力會因另一種內力的存在而降低，例如受彎承載力會因扭矩的存在而降低，受剪承載力也會因扭矩的存在而降低，反之亦然，這種現(xiàn)象稱為承載力之間的相關性?！　澟は嚓P性，是因為扭矩的作用使縱筋產(chǎn)生拉應力，加重了受彎構件縱向受拉鋼筋的負擔，使其應力提前達到屈服，因而降低了受彎承載能力。剪扭相關性，則是因為兩者的剪應力在構件一個側面上是疊加的。、。圖中表示彎矩為零時純扭構件的受扭承載力，表示扭矩為零時構件的受彎承載力，表示剪力為零時構件混凝土的受扭承載力，表示扭矩為零時構件混凝土的受剪承載力。　　彎剪扭復合受扭構件由于其三種內力的比值及配筋情況的不同影響，有三種典型的破壞形態(tài)。（1）彎型破壞。當剪力很小、彎矩和扭矩的比值較大，底部鋼筋多于頂部鋼筋時，構件破壞開始于底面及兩側的混凝土開裂，底部鋼筋屈服，然后頂部混凝土壓碎。這類破壞主要因彎矩引起，所以稱彎型破壞（）。（2）扭型破壞。當剪力很小，彎矩和扭矩的比值較大，且上部鋼筋較少時，構件破壞開始于構件頂面及兩側面的混凝土開裂，頂部鋼筋因受扭而先屈服，最后底部混凝土壓碎。此類破壞主要因扭矩引起，所以稱為扭型破壞（）。（3）剪扭破壞。當彎矩很小，剪力和扭矩較大時，構件破壞開始于截面長邊的一側開裂和該側的受扭縱筋和受扭、受剪箍筋屈服，最后另一長邊壓區(qū)混凝土壓碎。此類主要因剪力和扭矩引起的破壞稱為剪扭破壞（）。此外，若扭矩很小，而彎矩和剪力作用明顯時，構件可能發(fā)生類是于剪壓型的破壞。 　　受扭縱筋應沿構件截面周邊均勻對稱布置。矩形截面的四角以及T形和Ι形截面各分塊矩形的四角，均必須設置受扭縱筋。受扭縱筋的間距不應大于200mm，也不應大于梁截面短邊長度（）。 受扭縱向鋼筋的接頭和錨固要求均應按受拉鋼筋的相應要求考慮。架立筋和梁側構造縱筋也可利用作為受扭縱筋。 　　在受扭構件中，箍筋在整個周長上均承受力。因此，受扭箍筋必須做成封閉式，且應沿截面周邊布置，這樣可保持構件受力后，箍筋不至于被拉開，可以很好地約束縱向鋼筋。為了能將箍筋的端部錨固在截面的核心部份，當鋼筋骨架采用綁扎骨架時，應將箍筋末端彎折135176。，彎鉤端頭平直段長度不應小于10d（d為箍筋直徑）?！　∈芘す拷畹拈g距s及直徑d 均應滿足第3章中受彎構件的最大箍筋間距smax及最小箍筋直徑的要求。 預應力混凝土的基本概念　教學要求　　?！　?。 　　鋼筋混凝土是由混凝土和鋼筋兩種物理力學性能不同的材料所組成的彈塑性材料?；炷量估瓘姸燃皹O限拉應變值都很低，其抗拉強度只有抗壓強度的1/10～1/18，～，~，超過后就會出現(xiàn)裂縫。而鋼筋達到屈服強度時的應變卻要大得多，～，102。對使用上不允許開裂的構件，受拉鋼筋的應力只能用到20~30N/mm2，不能充分利用其強度。對于允許開裂的構件，當受拉鋼筋應力達到250N/mm2時，~，構件耐久性有所降低，不宜用于高濕度或侵蝕性環(huán)境中?！　∮捎诨炷恋目估阅芎懿睿逛摻罨炷链嬖趦蓚€無法解決的問題：一是在使用荷載作用下，鋼筋混凝土受拉、受彎等構件通常是帶裂縫工作的。裂縫的存在，不僅使構件剛度大為降低，而且不能應用于不允許開裂的結構中；二是從保證結構耐久性出發(fā)，必須限制裂縫寬度。為了要滿足變形和裂縫控制的要求，則需增大構件的截面尺寸和用鋼量，這將導致自重過大，使鋼筋混凝土結構用于大跨度或承受動力荷載的結構成為不可能或很不經(jīng)濟。從理論上講，提高材料強度可以提高構件的承載力，從而達到節(jié)省材料和減輕構件自重的目的。但在普通鋼筋混凝土構件中，提高鋼筋強度卻難以收到預期的效果。這是因為，對配置高強度鋼筋的鋼筋混凝土構件而言，承載力可能已不是控制條件，起控制作用的因素可能是裂縫寬度或構件的撓度。當鋼筋應力達到500~1000N/mm2時，裂縫寬度將很大，無法滿足使用要求。因而，鋼筋混凝土結構中采用高強度鋼筋是不能充分發(fā)揮其作用的。而提高混凝土強度等級對提高構件的抗裂性能和控制裂縫寬度的作用也極其有限?！　榱吮苊怃摻罨炷两Y構的裂縫過早出現(xiàn)，充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土，可以設法在結構構件承受使用荷載前，預先對受拉區(qū)的混凝土施加壓力，使它產(chǎn)生預壓應力來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應力，從而將結構構件的拉應力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態(tài)。也就是借助混凝土較高的抗壓能力來彌補其抗拉能力的不足，以推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展，從而提高構件的抗裂性能和剛度。這就是預應力混凝土的基本原理?！　?，進一步說明預應力混凝土的基本原理。在構件承受使用荷載q以前，設法將鋼筋