钢筋混凝土轴心受压构件配筋探讨

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摘要：深入理解规范精神，完善各种截面配置螺旋式或焊接环式间接钢筋的轴心受压构件承载力的计算。提出间接钢筋的换算截面面积不能简单按规范公式计算，而应该按其产生的侧向约束应力合理换算。

关键词：螺旋式，焊接环式，间接钢筋，轴心受压构件，钢筋换算截面面积

Acor-构件的核心截面面积，取间接钢筋内表面范围内的混凝土截面面积；

dcor-构件的核心截面直径，取间接钢筋内表面之间的距离；

fyv-间接钢筋的抗拉强度设计值，按规范规定采用；

Ass0-螺旋式或焊接环式间接钢筋的换算截面面积；

Ass1-螺旋式或焊接环式单根间接钢筋的截面面积；

s-间接钢筋沿构件轴线方向的间距；

α-间接钢筋对混凝土约束的折减系数：当混凝土强度等级不超过C50时，取1.0，当混凝土强度等级为C80时，取0.85，其间按线性内插法确定。

采用《规范》方法，计算圆形截面构件的轴心受压承载力是没有问题的，但是如果有方形截面轴心受压构件采用螺旋式或焊接环式间接钢筋，直接采用规范公式，则未免令人困惑。

轴心受压构件采用螺旋式或焊接环式间接钢筋承载力计算，其理论基础就是利用混凝土在三轴受压状态下抗压强度的提高。对于这一问题，F.E.Richart经过研究曾提出过以下公式。

方可将构件受压承载力计算结果归一到《规范》表达式。进一步得出，螺旋式或焊接环式间接钢筋的换算截面面积Ass0不仅与构件受压截面形状有关，而且与间接钢筋的配置形式有关。因此，计算配置螺旋式或焊接环式间接钢筋轴心受压构件承载力，不能机械套用《规范》公式，而应该搞明白间接钢筋作用方式，才能得出正确的结果。

推而广之，依照这一思路，各种截面的受压构件，配各种形式的能够提供有效侧向约束的间接钢筋，都可以采用这一方法，计算出间接钢筋能够提供的侧向约束应力，乘以4之后作为受压构件轴向应力提高幅度，作用在受压构件截面核心区上，从而计算出其轴心受压承载力。当螺旋式或焊接环式间接钢筋提供的各个方向的侧向约束应力不一致时，可以取约束应力最小方向的约束应力来作为控制条件，从而计算出其轴心受压承载力。

当然，以上这些计算都是以配置的螺旋式或焊接环式间接钢筋符合《规范》第9.3.2条规定为条件，计算的结果也必须符合《规范》对公式（1）计算结果的规定，即：

（1）按配置的螺旋式或焊接环式间接钢筋计算的轴心受压构件承载力设计值不应大于按《规范》公式6.2.15算得的轴心受压构件承载力设计值的1.5倍。

（2）当遇到下列任意一种情况时，不应计入间接钢筋的影响，而应按《规范》公式6.2.15进行计算。

1）当l0/d>12时； 2）当按本文算法得出的受压承载力设计值小于按《规范》公式6.2.15算得的轴心受压构件承载力设计值时；当间接钢筋的换算截面面积Ass0小于纵向普通钢筋的全部截面面积的25%时。

参考文献

[1]《混凝土结构设计规范GB50010-2010》.

[2] 《混凝土结构中钢筋配筋率的计算参数》.

白生翔著.