受压构件承载力偏心受压构件(第二课).ppt
混凝土结构Concrete Structure,6.3 偏心受压构件的正截面受压破坏形态6.4 偏心受压长柱的二阶弯矩6.5 矩形截面偏压构件正截面承载力计算6.6 矩形截面非对称配筋构件正截面承载的计算6.7 矩形截面对称配筋构件正截面承载的计算方法6.8 对称配筋I形截面偏压构件正截面承载力计算6.9 正截面承载力Nu-Mu的相关曲线及应用6.10 双向偏心受压构件的正截面承载力计算6.11 偏心受压构件斜截面承载力计算,偏心受力构件是指轴向力偏离截面形心或构件同时受到弯矩和轴向力的共同作用。,第六章 受压构件的截面承载力,压弯构件 偏心受压构件,偏心距e0=0时？当e0时，即N=0，？偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压构件和受弯构件。,6.3 偏心受压构件的承载力计算,第六章 受压构件的截面承载力,偏心受拉(拉弯构件),偏心受压(压弯构件),单向偏心受力构件,双向偏心受力构件,（1）直接承受变心的轴向压力；,（4）同时承受轴向压力、弯矩和横向力。,（2）同时承受轴向压力和弯矩；,（3）同时承受轴向压力和横向力；,偏心受压构件：受到非节点荷载的屋架上弦杆，厂房边柱，多层框架房屋边柱 多层框架房屋角柱 双向偏心受压构件,偏心受拉构件：矩形水池壁；浅仓的墙壁；工业厂房中双肢柱的柱肢。,1、钢筋混凝土受压构件有哪两种破坏情况？分别是什么？,2、偏心受力构件有哪些受力情况？分别是什 么？,3、举例说明哪些结构构件可按偏心受压构 件计算，哪些结构构件可按偏心受拉构 件计算？,矩形,hf 120mm,且 为避免长细比过大降低构件承载力,d 100mm,l0/b 30,工字型(截面尺寸较大时),b 250mm,截面形式应考虑到受力合理和模板制作方便。,l0/h25，,l0/d25。,钢筋：,混凝土：,纵筋：HRB400、HRB335、RRB400,箍筋：HPB235、HRB335,C25 且柱的保护层30mm且d,目的是为了充分利用混凝土抗压，节约钢材，减少构件的截面尺寸,在受压构件中，钢筋与混凝土共同受压，在混凝土达到极限应变时，钢筋的压应力最高能达到400kN/mm2,高强度钢筋不能充分发挥其作用,第六章 受压构件的截面承载力,纵筋布置于弯矩作用方向两侧面,d12mm 纵筋净间距50mm 中距 300mm,图6-2,0.2%=min,0.2%=min,同时：,一般不超过3%,当 h 600mm时，在侧面设1016的构造筋,箍筋：采用封闭式箍筋 d6mm 或 d/4,d8mm，且箍筋应焊成封闭箍,第六章 受压构件的截面承载力,在绑扎骨架中：s15d,在截面尺寸较大时，采用复合箍(见图6-2),在焊接骨架中：s20d,通常情况下，sb 且 400mm,其中d为纵向钢筋最小直径,箍筋末端应做成不小于1350的弯钩弯钩末端平直的长度不应小于10倍箍筋直径，间距不应大于10倍纵向钢筋的最小直径且不应大于200mm,复合箍筋要点：,1、适用情况；b400mm且截面各边纵筋多于3根 b400mm但截面各边纵筋多于4根,2、截面形状复杂的柱，不可采用具有内折角的箍 筋，避免产生向外的拉力，致使折角处的混凝 土破损，而应采用分离式箍筋,1、对受压构件截面形式、截面尺寸、纵筋、箍筋有哪些构造要求？,2、什么情况下使用复合式箍筋？复合式箍筋 有什么具体要求？,偏心受压构件是介于轴压构件和受弯构件之间的受力状态。,e0 0,e0,轴压构件,受弯构件,一、破坏特征,偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关1、受拉破坏 tensile failure 大偏心受破坏,M较大，N较小,偏心距e0较大,As配筋合适,第六章 受压构件的截面承载力,6.3 偏心受压构件的承载力计算,第六章 受压构件的截面承载力,特征,截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随荷载增加发展较快，首先达到屈服。此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小 最后受压侧钢筋As 受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为大偏心受压。,第六章 受压构件的截面承载力,6.3 偏心受压构件的承载力计算,2、受压破坏compressive failure产生受压破坏的条件有两种情况：当相对偏心距e0/h0较小,或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时,As太多,第六章 受压构件的截面承载力,6.3 偏心受压构件的承载力计算,第六章 受压构件的截面承载力,截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大，而受拉侧钢筋应力较小，当相对偏心距e0/h0很小时，受拉侧还可能出现受压情况。截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏，承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大，受拉侧钢筋未达到受拉屈服，破坏具有脆性性质。第二种情况在设计应予避免，因此受压破坏一般为偏心距较小的情况，故常称为小偏心受压。,特征,第六章 受压构件的截面承载力,大小偏心受压破坏特征对比：,大偏心受压破坏为塑性破坏，小偏心受压破坏为脆性破坏,共同点：,不同点：,混凝土压碎而破坏,大偏心受压构件受拉钢筋屈服，且受压钢筋屈服，,小偏心受压构件一侧钢筋受压屈服，另一侧钢筋不屈服,界限破坏：在“受拉破坏”与“受压破坏”之间存在一种界限状态，称为“界限破坏”。当受拉钢筋屈服的同时，受压边缘混凝土应变达到极限压应变，它不仅有横向主裂缝，而且比较明显。,界限破坏时，混凝土压碎区段的大小比“受拉破坏”情况时要大，比“受压破坏”情况时的要小,大小偏心受压的分界：,b 小偏心受压 ae,=b 界限破坏状态 ad,界限破坏荷载：,当实际的N Nb，,当实际的N Nb，且偏心距较大时：,小偏压,则：x xb,则：x xb,大偏压,实用中：e0e0min=0.3h0，为小偏压。,e0e0min=0.3h0，为大偏压。,第六章 受压构件的截面承载力,附加偏心距的提出背景：,规范中关于附加偏心距的规定：,在偏心受压构件的正截面承载力计算中考虑轴向压力在偏心方向的偏心距ea;,由于工程实际中存在着荷载作用位置的不定性、混凝土质量的不均匀性、配筋的不对称性及施工的偏差等因素，构件往往会产生附加偏心距尤其是在原始偏心距e0较小时，其影响就更为明显。,第六章 受压构件的截面承载力,6.4,ea=h/3020mm,则 ei=ea+e0,e0=M/N,由于附加偏心距的存在，柱的弯矩增加量为,取 M=Nea,ei-为偏心受压柱的初始偏心距,纵向弯曲,钢筋混凝土受压构件在承受偏心荷载后，将产 生纵向弯曲变形即会产生侧向挠度，对长细比 小的短柱，计算时一般忽略不计；对于长细比 较大的长柱，由于侧向挠度的影响，各个截面 的弯矩都有所增加，而弯矩的增加势必造成侧 向挠度的增加,“细长效应”或“压弯效用”,Ne为初始弯矩或一阶弯矩,增加弯矩附加弯矩或二阶弯矩,第六章 受压构件的截面承载力,短柱,中长柱,细长柱,材料破坏,失稳破坏,短柱：,对于矩形截面柱l0/h8,可不考虑二阶弯矩影响的短柱:,对于T形及工字形截面柱l0/i28,对于环形及圆形截面柱l0/d7,第六章 受压构件的截面承载力,长柱：,矩形截面柱 8 l0/h30,对于T形及工字形截面柱28l0/i104,对于环形及圆形截面柱7l0/d26,必须考虑二阶弯矩对其承载力的影响，特别是 偏心距较小的构件中，其二阶弯矩在总弯矩中 占有相当大的比重,细长柱：,偏心距很大的柱；当偏心压力达到最大值时，侧向挠度突然剧增，此时钢筋和混凝土的应变均未达到材料破坏时的极限值；,第六章 受压构件的截面承载力,轴压构件中：,偏压构件中：,偏心距增大系数,即柱达到最大承载力是发生在其控制截面材料强度还未达其破坏强度，但由于纵向弯曲失去平衡，引起构件破坏,侧向挠曲将引起附加弯矩，M增大较N更快，不成正比。,二阶矩效应,ei+f=ei(1+f/ei)=ei,=1+f/ei,76,偏心距增大系数,M=N(ei+f),图6-16,f,第六章 受压构件的截面承载力,规范采用了的界限状态为依据，然后再加以修正,620,式中：,ei=e0+ea,l0 柱的计算长度,第六章 受压构件的截面承载力,1 考虑偏心距的变化对截面曲率的修正系数，,2 考虑构件长细比对截面曲率的影响系数，,长细比过大，可能发生失稳破坏。,1 1时，取 1=1.0,当l0/h=1530时 2=1.15 0.01l0/h 1.0,当l0/h 15时 2=1.0,当构件长细比l0/i 17.5，取=1.0,第六章 受压构件的截面承载力,617,618,1、偏心受压构件计算中，为什么要引入偏心距 增大系数?它的概念是什么？受哪些因素 影响？什么情况下可取1.0？规范对 初始偏心距的影响是如何考虑的？,2、画出偏心受压N-M关系曲线，并说明哪一段 为大偏心受压受压破坏，哪一段为小偏心受 压破坏？N为何值时M最大？,3、怎样确定受压构件的计算长度？,4、偏心受压长柱随l0/h的变化可能发生哪几种 破坏？,5、矩形截面大、小偏心受压破坏有何本质区 别？其判别条件是什么？,6、附加偏心距的物理意义是什么？,7、偏心距的变化对偏心受压构件的承载力有何 影响？,8、偏心受压短柱和长柱的承载力有什么不同？计算时如何考虑？,9、偏心受压构件有哪几种破坏特征？在N-M曲 线中是怎样表达的？,10、怎样确定偏心受压构件截面发生界限破坏 时的偏心距？,
