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1、第六章第六章 受压构件的截面承载力受压构件的截面承载力6.3 6.3 偏心受压构件的正截面受压破坏形态6.4 6.4 偏心受压长柱的二阶弯矩6.5 6.5 矩形截面偏压构件正截面承载力计算6.6 6.6 矩形截面非对称配筋构件正截面承载的计算6.7 6.7 矩形截面对称配筋构件正截面承载的计算方法6.8 6.8 对称配筋I I形截面偏压构件正截面承载力计算6.9 6.9 正截面承载力N Nu u-M-Mu u的相关曲线及应用6.10 6.10 双向偏心受压构件的正截面承载力计算6.11 6.11 偏心受压构件斜截面承载力计算第1页/共37页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
2、轴向力的共同作用。NN MNNNMN(a)(b)(c)(d)(e)(f)6.0概概 述述6.0.1 6.0.1 定义定义第六章 受压构件的截面承载力第2页/共37页压弯构件 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第3页/共37页偏心受拉(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通常承受的荷载：通常承受的荷载：（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；分类
3、：分类：第4页/共37页6.0.2.6.0.2.工程应用工程应用偏心受压构件：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。第5页/共37页思考题：思考题：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？第6页/共37页6.1.1 6.1.1 截面形式截面形式矩形hf 120mm且 为避免长细比过大降低构件承载力d 100mml0/b 30工字型(截面尺寸较
4、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。6.1偏心受力构件的构造要求偏心受力构件的构造要求第7页/共37页6.1.2 6.1.2 材材 料料钢筋：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第8页/共37页h600构造给筋212600h10001000400
5、b400b400100050mm 中距 300mm图6-2第9页/共37页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/4d8mm，且箍筋应焊成封闭箍第六章 受压构件的截面承载力第10页/共37页在绑扎骨架中：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第11页/共37页复合箍筋
6、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 第12页/共37页思考题思考题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？第13页/共37页6.3.1 6.3.1 试验研究分析试验研究分析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 0e0 6.3偏心受压构件的受力性能偏心受压构件的受力性能轴压构件受弯构件大量试验表明：构件截面中的符合 ，偏压构件的最终
7、破坏是由于混凝土压碎而造成的。其影响因素主要与 的大小和所配 有关。平截面假定偏心距钢筋数量第14页/共37页一、破坏特征一、破坏特征偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心距偏心距e0和和纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率有关有关1、受拉破坏、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15页/共37页cuNf yAs fyAs NN(a)(b)e0第六章 受压构件的截面承载力第16页/共37页特征特征 截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随
8、荷载的应力随荷载增加发展较快，增加发展较快，首先达到屈服首先达到屈服。此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小 最后受压侧钢筋最后受压侧钢筋As 受压屈服，压区混凝土压碎而达受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。到破坏。这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征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，与配有受压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于承载力主要取决于受拉侧钢筋受拉侧钢筋。形成这种破坏的条件是：形成这种破坏的条件是：偏心距偏心距e0较大，且受拉侧较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适纵向钢筋配筋率合适，通常称为，通常称为大偏心受压大
9、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第17页/共37页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18页/共37页Nf yAs f yAs NNNsAs sAs cmax2cmax1cu(a)(c)(b)eiei第六章 受压构件的截面承载力第19页/共37页 截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大，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，而受拉侧钢筋应力较小，当相
10、对偏心距当相对偏心距e0/h0很小时，很小时，受拉侧受拉侧还可能出现还可能出现受压情况。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，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，受拉侧钢筋时受压区高度较大，受拉侧钢筋未达到未达到受拉屈服受拉屈服，破坏具有脆性性质。破坏具有脆性性质。第二种情况在设计应予避免第二种情况在设计应予避免，因此受压破坏一般为，因此受压破坏一般为偏心距较小的情况，故常称为偏心距较小的情况，故常称为小偏心受压小偏心受压。特征特征第六章 受压构件的截面承载力第
11、20页/共37页 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，另一侧钢筋不屈服第21页/共37页6.3.2 6.3.2 界限破坏及大小偏心的界限界限破坏及大小偏心的界限界限破坏：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”情况时的要小通过研究界限破坏可以得出大小偏心受压构件
12、的区分标准和办法第22页/共37页bcdefghAsAsh0 x0 xb0s0.0033aaay0.002 大小偏心受压的分界：当 b 小偏心受压 ae=b 界限破坏状态 ad第23页/共37页界限破坏荷载：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ef yAseibfceAsfyAsAsasash0hxbNb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第24页/共37页6.4.1 6.4.1 附加偏心距附加偏心距e ea a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
13、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偏压长柱的二阶弯矩6.4第25页/共37页ea=h/3020mm则 ei=ea+e0e0=M/N由于附加偏心距的存在，柱的弯矩增加量为取 M=Neaei-为偏心受压柱的初始偏心距第26页/共37页6.4.2 6.4.2 偏心距增大系数偏心距增大系数纵向弯曲纵向弯曲 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
14、，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第27页/共37页短柱中长柱细长柱 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第28页/共37页长柱：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71时，取 1=1.0当l0
15、/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617618第33页/共37页思考题思考题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？第34页/共37页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？第35页/共37页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？第36页/共37页感谢您的观看。第37页/共37页