【正文】 縱向受拉鋼筋機(jī)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(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中不應(yīng)大于50%?！　。?）焊接接頭　　 縱向受力鋼筋的焊接接頭應(yīng)相互錯(cuò)開。鋼筋機(jī)械連接接頭連接區(qū)段的長(zhǎng)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(nèi)縱向受拉鋼筋的焊接接頭面積百分率不應(yīng)大于50%，縱向受壓鋼筋可不受限制。 受壓構(gòu)件構(gòu)造要求教學(xué)要求 　　1. 了解鋼筋混凝土受壓構(gòu)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(gòu)造要求和復(fù)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(gòu)件分為軸心受力構(gòu)件和偏心受力構(gòu)件?？v向力作用線與構(gòu)件軸線重合的構(gòu)件稱為軸心受力構(gòu)件，否則為偏心受力構(gòu)件。偏心受力構(gòu)件又可分為單向偏心受力構(gòu)件和雙向偏心受力構(gòu)件。縱向力可以是拉力，也可以是壓力，因此，軸心受力構(gòu)件可分為軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件，偏心受力構(gòu)件可分為偏心受拉構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件。建筑工程中，受壓構(gòu)件是最重要最常見的承重構(gòu)件之一。　　本章只介紹軸心受力構(gòu)件和單向偏心受力構(gòu)件?！　∈軌簶?gòu)件的承載力主要取決于混凝土強(qiáng)度，采用較高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土可以減小構(gòu)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(qiáng)度等級(jí)，但不宜選用高強(qiáng)度鋼筋。其原因是受壓鋼筋要與混凝土共同工作，鋼筋應(yīng)變受到混凝土極限壓應(yīng)變的限制，而混凝土極限壓應(yīng)變很小，所以高強(qiáng)度鋼筋的受壓強(qiáng)度不能充分利用?！痘炷烈?guī)范》規(guī)定受壓鋼筋的最大抗壓強(qiáng)度為400N/mm2。一般柱中采用C25及以上等級(jí)的混凝土，對(duì)于高層建筑的底層柱可采用更高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，例如采用C40或以上；縱向鋼筋一般采用HRB400和HRB335級(jí)熱軋鋼筋?！　′摻罨炷潦軌簶?gòu)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(dāng)有特殊要求時(shí)，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?qiáng)度，避免構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比太大而過多降低構(gòu)件承載力，柱截面尺寸不宜過小。一般應(yīng)符合≤25及≤30（其中為柱的計(jì)算長(zhǎng)度，h和b分別為截面的高度和 寬度）。對(duì)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(zhǎng)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(gòu)件的荷載主要由混凝土承擔(dān)，設(shè)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(gòu)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(yīng)力；三是防止構(gòu)件突然的脆性破壞?！　≥S心受壓柱的縱向受力鋼筋應(yīng)沿截面四周均勻?qū)ΨQ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(duì)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(yīng)少于6根?？v向受力鋼筋的凈距不應(yīng)小于50mm，偏心受壓柱中垂直于彎矩作用平面的側(cè)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(duì)水平澆筑的預(yù)制柱，其縱向鋼筋的最小凈距距可按梁的有關(guān)規(guī)定采用。從經(jīng)濟(jì)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(gòu)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(duì)邊對(duì)稱配置相同的縱向受力鋼筋，這種方式稱為對(duì)稱配筋。對(duì)稱配筋構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，不易出錯(cuò)，但用鋼量較大。另一種是非對(duì)稱配筋，即在柱彎矩作用方向的兩對(duì)邊配置不同的縱向受力鋼筋。非對(duì)稱配筋的優(yōu)缺點(diǎn)與對(duì)稱配筋相反。在實(shí)際工程中，為避免吊裝出錯(cuò)，裝配式柱一般采用對(duì)稱配筋。屋架上弦、多層框架柱等偏心受壓構(gòu)件，由于在不同荷載（如風(fēng)荷載、豎向荷載）組合下，在同一截面內(nèi)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?dāng)這兩種不同符號(hào)的彎矩相差不大時(shí)，為了設(shè)計(jì)、施工方便，通常也采用對(duì)稱配筋。（2）箍筋　　受壓構(gòu)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?gòu)件中的周邊箍筋應(yīng)做成封閉式。箍筋直徑不應(yīng)小于/4（為縱向鋼筋的最大直徑），且不應(yīng)小于6mm。箍筋間距不應(yīng)大于400mm及構(gòu)件截面的短邊尺寸，且不應(yīng)大于15（為縱向受力鋼筋的最小直徑）?！　‘?dāng)柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過3％時(shí)，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)大于10（為縱向受力鋼筋的最小直徑），且不應(yīng)大于200mm；箍筋末端應(yīng)做成135176。彎鉤且彎鉤末端平直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于直徑的10倍?！　≡诳v向鋼筋搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)。箍筋間距，當(dāng)搭接鋼筋為受拉時(shí)，不應(yīng)大于5（為受力鋼筋中最小直徑），且不應(yīng)大于100mm；當(dāng)搭接鋼筋為受壓時(shí)，不應(yīng)大于10，且不應(yīng)大于200mm。當(dāng)搭接受壓鋼筋直徑大于25mm時(shí)，應(yīng)在搭接接頭兩個(gè)端面外100mm范圍內(nèi)各設(shè)置2根箍筋?！　‘?dāng)柱截面短邊尺寸大于400mm且各邊縱向受力鋼筋多于3根時(shí)，或當(dāng)柱截面短邊尺寸不大于400mm但各邊縱向鋼筋多于4根時(shí)，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋，以防止中間鋼筋被壓屈（）。復(fù)合箍筋的直徑、間距與前述箍筋相同?！　‘?dāng)偏心受壓柱的截面高度≥ 600mm時(shí)，在柱的側(cè)面上應(yīng)設(shè)置直徑為10～16mm的縱向構(gòu)造鋼筋，并相應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋或拉筋。　　對(duì)于截面形狀復(fù)雜的構(gòu)件，不可采用具有內(nèi)折角的箍筋（）。其原因是，內(nèi)折角處受拉箍筋的合力向外，可能使該處混凝土保護(hù)層崩裂。 受力特點(diǎn)與配筋構(gòu)造 教學(xué)要求 　　。　　。 　　凡是在構(gòu)件截面中有扭矩作用的構(gòu)件，都稱為受扭構(gòu)件。扭轉(zhuǎn)是構(gòu)件受力的基本形式之一，也鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常見的構(gòu)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(jié)構(gòu)構(gòu)件都是受扭構(gòu)件（）。受扭構(gòu)件根據(jù)截面上存在的內(nèi)力情況可分為純扭、剪扭、彎扭、彎剪扭等多種受力情況。在實(shí)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(jié)構(gòu)中的受扭構(gòu)件大都是矩形截面。 　　構(gòu)件在扭矩作用下主要產(chǎn)生剪應(yīng)力。勻質(zhì)彈性材料矩形截面在扭矩的作用下（），截面中各點(diǎn)都將產(chǎn)生剪應(yīng)力τ（）。，最大剪應(yīng)力發(fā)生在截面長(zhǎng)邊中點(diǎn)，與該點(diǎn)剪應(yīng)力作用相對(duì)應(yīng)的主拉應(yīng)力σtp和主壓應(yīng)力分別與構(gòu)件軸線成45176。角，其大小為==τmax。當(dāng)主拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土將首先在截面長(zhǎng)邊中點(diǎn)處，垂直于主拉應(yīng)力方向開裂。所以，在純扭構(gòu)件中，構(gòu)件裂縫與軸線成45角。 　　對(duì)于理想彈塑性材料而言，截面上某點(diǎn)的應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限時(shí)并不立即破壞，該點(diǎn)能保持極限應(yīng)力不變而繼續(xù)變形，整個(gè)截面仍能繼續(xù)承受荷載，直到截面上各點(diǎn)的應(yīng)力達(dá)到τmax= ft時(shí)，構(gòu)件才達(dá)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(shí)的極限應(yīng)力分布將介于上述兩種情況之間。為計(jì)算方便起見，取素混凝土構(gòu)件的受扭承載力即開裂扭矩為　　　　　　　　　　　　　　　　　　Tcr= （）式中ft―混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Wt―受扭構(gòu)件的截面抗扭塑性抵抗矩。對(duì)矩形截面Wt=b2(3h b)/6。　　 試驗(yàn)表明，配置受扭鋼筋對(duì)提高受扭構(gòu)件抗裂性能的作用不大，當(dāng)混凝土開裂后，可由鋼筋繼續(xù)承擔(dān)拉力，因而能使構(gòu)件的受扭承載力大大提高。如前所述，扭矩在勻質(zhì)彈性材料構(gòu)件中引起的主拉應(yīng)力方向與構(gòu)件軸線成45176。因此，最合理的配筋方式是在構(gòu)件靠近表面處設(shè)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(dāng)扭矩改變方向后則將完全失去效用。在實(shí)際工程中，一般是采用由靠近構(gòu)件表面設(shè)置的橫向箍筋和沿構(gòu)件周邊均勻?qū)ΨQ布置的縱向鋼筋共同組成的抗扭鋼筋骨架()。它恰好與構(gòu)件中受彎鋼筋和受剪鋼筋的配置方向相協(xié)調(diào)。 　　配置了適量受扭鋼筋的構(gòu)件，在裂縫出現(xiàn)以后不會(huì)立即破壞。隨著外扭矩的不斷增大，在構(gòu)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(dān)的主拉應(yīng)力主要改由與裂縫相交的鋼筋來承擔(dān)。，其中縱向鋼筋相當(dāng)于受拉弦桿，箍筋相當(dāng)于受拉豎向腹桿，而裂縫之間接近構(gòu)件表面一定厚度的混凝土則形成承擔(dān)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(dá)到屈服時(shí)，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(jìn)而受壓邊混凝土被壓碎，構(gòu)件破壞（）。整個(gè)破壞過程具有一定延性和較明顯的預(yù)兆，類似受彎構(gòu)件適筋破壞?！　‘?dāng)受扭箍筋和縱筋配置過少時(shí)，構(gòu)件的受扭承載力與素混凝土沒有實(shí)質(zhì)差別，破壞過程迅速而突然，類似于受彎構(gòu)件的少筋破壞，稱為少筋受扭構(gòu)件。如果箍筋和縱筋配置過多，鋼筋未達(dá)到屈服強(qiáng)度，構(gòu)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(gòu)件的超筋梁類似，稱為超筋受扭構(gòu)件。少筋受扭構(gòu)件和超筋受扭構(gòu)件均屬脆性破壞，設(shè)計(jì)中應(yīng)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(duì)破壞強(qiáng)度也有影響。當(dāng)其中某一種鋼筋配置過多時(shí)，會(huì)使這種鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)不能達(dá)到屈服強(qiáng)度，這種構(gòu)件稱為部分超筋構(gòu)件。部分超筋構(gòu)件的延性比適筋構(gòu)件差，且不經(jīng)濟(jì)。 　　當(dāng)構(gòu)件處于彎、剪、扭共同作用的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，其受力情況比較復(fù)雜。試驗(yàn)表明，扭矩與彎矩或剪力同時(shí)作用于構(gòu)件時(shí)，一種承載力會(huì)因另一種內(nèi)力的存在而降低，例如受彎承載力會(huì)因扭矩的存在而降低，受剪承載力也會(huì)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(guān)性?！　澟は嚓P(guān)性，是因?yàn)榕ぞ氐淖饔檬箍v筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，加重了受彎構(gòu)件縱向受拉鋼筋的負(fù)擔(dān)，使其應(yīng)力提前達(dá)到屈服，因而降低了受彎承載能力。剪扭相關(guān)性，則是因?yàn)閮烧叩募魬?yīng)力在構(gòu)件一個(gè)側(cè)面上是疊加的。、。圖中表示彎矩為零時(shí)純扭構(gòu)件的受扭承載力，表示扭矩為零時(shí)構(gòu)件的受彎承載力，表示剪力為零時(shí)構(gòu)件混凝土的受扭承載力，表示扭矩為零時(shí)構(gòu)件混凝土的受剪承載力?！　澕襞?fù)合受扭構(gòu)件由于其三種內(nèi)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(dāng)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(shí)，構(gòu)件破壞開始于底面及兩側(cè)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(dāng)剪力很小，彎矩和扭矩的比值較大，且上部鋼筋較少時(shí)，構(gòu)件破壞開始于構(gòu)件頂面及兩側(cè)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(dāng)彎矩很小，剪力和扭矩較大時(shí)，構(gòu)件破壞開始于截面長(zhǎng)邊的一側(cè)開裂和該側(cè)的受扭縱筋和受扭、受剪箍筋屈服，最后另一長(zhǎng)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(shí)，構(gòu)件可能發(fā)生類是于剪壓型的破壞。 　　受扭縱筋應(yīng)沿構(gòu)件截面周邊均勻?qū)ΨQ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(shè)置受扭縱筋。受扭縱筋的間距不應(yīng)大于200mm，也不應(yīng)大于梁截面短邊長(zhǎng)度（）。 受扭縱向鋼筋的接頭和錨固要求均應(yīng)按受拉鋼筋的相應(yīng)要求考慮。架立筋和梁側(cè)構(gòu)造縱筋也可利用作為受扭縱筋。 　　在受扭構(gòu)件中，箍筋在整個(gè)周長(zhǎng)上均承受力。因此，受扭箍筋必須做成封閉式，且應(yīng)沿截面周邊布置，這樣可保持構(gòu)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(dāng)鋼筋骨架采用綁扎骨架時(shí)，應(yīng)將箍筋末端彎折135176。，彎鉤端頭平直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于10d（d為箍筋直徑）?！　∈芘す拷畹拈g距s及直徑d 均應(yīng)滿足第3章中受彎構(gòu)件的最大箍筋間距smax及最小箍筋直徑的要求。 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念　教學(xué)要求　　?！　　?　　鋼筋混凝土是由混凝土和鋼筋兩種物理力學(xué)性能不同的材料所組成的彈塑性材料。混凝土抗拉強(qiáng)度及極限拉應(yīng)變值都很低，其抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/10～1/18，～，~，超過后就會(huì)出現(xiàn)裂縫。而鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)的應(yīng)變卻要大得多，～，102。對(duì)使用上不允許開裂的構(gòu)件，受拉鋼筋的應(yīng)力只能用到20~30N/mm2，不能充分利用其強(qiáng)度。對(duì)于允許開裂的構(gòu)件，當(dāng)受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到250N/mm2時(shí)，~，構(gòu)件耐久性有所降低，不宜用于高濕度或侵蝕性環(huán)境中。　　由于混凝土的抗拉性能很差，使鋼筋混凝土存在兩個(gè)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(gòu)件通常是帶裂縫工作的。裂縫的存在，不僅使構(gòu)件剛度大為降低，而且不能應(yīng)用于不允許開裂的結(jié)構(gòu)中；二是從保證結(jié)構(gòu)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(gòu)件的截面尺寸和用鋼量，這將導(dǎo)致自重過大，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用于大跨度或承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)成為不可能或很不經(jīng)濟(jì)。從理論上講，提高材料強(qiáng)度可以提高構(gòu)件的承載力，從而達(dá)到節(jié)省材料和減輕構(gòu)件自重的目的。但在普通鋼筋混凝土構(gòu)件中，提高鋼筋強(qiáng)度卻難以收到預(yù)期的效果。這是因?yàn)?，?duì)配置高強(qiáng)度鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)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(gòu)件的撓度。當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到500~1000N/mm2時(shí)，裂縫寬度將很大，無法滿足使用要求。因而，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)度鋼筋是不能充分發(fā)揮其作用的。而提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)提高構(gòu)件的抗裂性能和控制裂縫寬度的作用也極其有限。　　為了避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫過早出現(xiàn)，充分利用高強(qiáng)度鋼筋及高強(qiáng)度混凝土，可以設(shè)法在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受使用荷載前，預(yù)先對(duì)受拉區(qū)的混凝土施加壓力，使它產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應(yīng)力，從而將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應(yīng)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(bǔ)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(gòu)件的抗裂性能和剛度。這就是預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理?！　?，進(jìn)一步說明預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理。在構(gòu)件承受使用荷載q以前，設(shè)法將鋼筋