钢筋混凝土受压和受拉构.ppt

《钢筋混凝土受压和受拉构.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢筋混凝土受压和受拉构.ppt（83页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第6章 钢筋混凝土受压构件承载力计算 本章主要介绍钢筋混凝土受压构件的截面承载力计算、截面设计、截面复核及构造要求。工程结构中，除了梁、板等受弯构件外，另一种主要的构件为受压构件以承受轴向压力为主的构件。受压构件轴向力通过截面形心轴轴心受压构件N偏心受压构件轴力不通过截面形心轴N 6 6.1.1 轴心受压构件 轴心受压构件箍筋纵向钢筋普通箍筋纵向钢筋纵向钢筋螺旋式箍筋普通箍筋柱普通箍筋柱：螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱：一、短柱受力分析及破坏特征箍筋纵向钢筋箍筋纵向钢筋As普通箍筋柱普通箍筋柱：柱全截面受压，压应变均匀，且钢筋与混凝土共同变形，压应变始终保持一样。破坏时，对于一般强度的纵筋，达到屈服，柱

2、子出现与荷载平行的纵向裂缝，混凝土被压碎，构件破坏。当荷载较小时，材料处于弹性状态，压应变的增加与荷载的增加成正比，钢筋和混凝土压应力的增加也与荷载的增加成正比；应力比值符合各自弹性模量之比。荷载较大时，由于混凝土出现塑性变形，压应变增加速度加快。在相同的荷载增量下，纵筋的应力增长加快，混凝土的应力增长缓慢。混凝土塑性性能引起的钢筋和混凝土之间的应力重分布。若荷载长期作用，混凝土徐变更会引起钢筋和混凝土之间的应力重分配，导致混凝土应力减小，钢筋应力增大。对于高强钢筋，破坏时，钢筋达不到受压屈服。混凝土先被压碎，钢筋的高强度没有达到充分利用。取混凝土的峰值应变为0.002，所以混凝土破坏时纵筋的

3、应变也为0.002。u纵筋的抗压强度只能发挥至400N/mm2破坏特征 1、对于普通钢筋，破坏时，钢筋先达到受压屈服，继续增加的荷载全部由混凝土承担，直至混凝土被压碎。2、钢筋和混凝土的抗压强度都得到充分利用。普通短柱的承载力计算公式：普通短柱的承载力计算公式：二、长柱长细比的影响 对于长柱，当柱子比较细长时，破坏荷载小于短柱，对于长柱，当柱子比较细长时，破坏荷载小于短柱，且柱子长细比越大，破坏荷载小得越多。且柱子长细比越大，破坏荷载小得越多。对于短柱（长细比l0/i比较小）侧向挠度小，计算时一般可忽略侧向挠度的影响。对于长柱（长细比l0/i比较大）侧向挠度引起的附加弯矩对柱承载力的降低不可忽

4、略。对于细长柱（长细比l0/i特别大）柱发生“失稳破坏”，承载力更低。侧向挠度稳定系数 稳定系数反映长柱承载力随长细比增大而降低的程度长细比构件的计算长度l0与其截面最小回转半径i的比值。l0/i矩形截面l0/b 圆形截面l0/d计算简图支撑情况 两端固定一端固定一端铰支两端铰支一端固定一端自由计算长度l00.5l 0.7l l 2ll 实际结构中，构件端部的连接并非理想铰接或固定，在确定计算长度l0时，规范作了具体规定。三、轴心受压构件承载力计算0：结构重要性系数N：轴心压力设计值Nu：轴心受压构件承载力设计值：稳定系数，见表6-1A：构件截面面积，当配筋率大于3%时，取净面积fy：纵向钢筋

5、的抗压强度设计值。As：全部纵向受压钢筋的截面面积。箍筋纵向钢筋箍筋纵向钢筋As偏心受压构件N按照偏心力在截面上作用位置的不同：NM只对一个轴有偏心：单向偏心受压N对两个轴都有偏心：双向偏心受压NM1M2 6 6.2.2 偏心受压构件正截面承载力计算 偏心受压构件正截面承载力计算单向偏心受压构件的钢筋布置NNe0AAhb纵向钢筋的布置NMNA远离轴向力一侧的钢筋As。靠近轴向力一侧的钢筋As。正截面承载力计算斜截面承载力计算纵向钢筋箍筋as as单向偏心受压构件的钢筋布置NNe0AAhbNM正截面承载力计算斜截面承载力计算纵向钢筋箍筋箍筋的布置 为防止斜截面受剪破坏，除了配置平行于轴向力的纵向

6、钢筋外，还应适当配置箍筋。箍筋应做成封闭式，与纵向钢筋形成整体骨架。箍筋作用：抗剪；约束砼；阻止纵筋受压向外凸，防止砼保护层剥落。偏心受压构件的受力和破坏特征试验结果：偏心受压短柱的破坏可归纳为两种情况：受拉破坏和受压破坏，破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关。试验试件：偏心受压短柱受拉破坏发生条件破坏过程AsAsNe0cussfyAssAs 一般发生在偏心距比较大且纵筋配置适当的时候。截面部分受拉、部分受压。受拉区由于达到混凝土的抗拉强度而开裂，横向裂缝随着荷载的增大而向受压区延伸，受拉区钢筋As首先屈服。中和轴很快向受压区移动，最后混凝土达到极限压应变，构件破坏。e0Ne0破坏特点破坏

7、开始于受拉钢筋As的屈服，然后压区混凝土压碎。破坏有明显的预兆，横向裂缝开展显著，变形急剧增大，为延性破坏。破坏过程和特征与适筋的双筋受弯构件类似。受拉破坏 这种破坏一般发生在偏心距较大的情况下，故也称“大偏心受压破坏”Ne0fyAssAsAsAs1、当轴向力N偏心距很小时 受压破坏破坏过程e0 全截面受压，构件不出现横向裂缝。靠近轴向力一侧的混凝土较大。破坏时靠近轴向力一侧的混凝土被压碎，钢筋As达到抗压屈服强度。而远离轴向力一侧的钢筋As可能达到抗压屈服强度，也可能未达到屈服。AsAsNe0cusssAsfyAsN e0受压破坏2、当轴向力N偏心距较小时 破坏过程e0AsAsN e0cus

8、ssAsfyAs 截面大部分受压。受拉区应力很小，可能出现裂缝，但出现较迟，开展也不大。破坏首先发生在受压区，受压混凝土达到极限压应变，出现纵向裂缝，受压钢筋达到抗压屈服，构件破坏。而另一侧钢筋受拉，未达到屈服强度。Ne03、当轴向力N偏心距虽然很大，但受拉钢筋As配置过多时 受压破坏破坏过程e0 本应发生大偏心受压破坏，即先受拉钢筋屈服，后混凝土压碎，钢筋压屈。但由于受拉钢筋As过多，受拉钢筋没有屈服时，受压混凝土压碎，钢筋屈服。由于有过多的受拉钢筋，应力达不到屈服。与受弯构件超筋梁类似。应避免。e0NcussAs AssAsfyAs受压破坏4、当轴向力N偏心距极小，As钢筋配置过少时 破坏

9、过程 因为混凝土质地不均匀，或考虑钢筋面积后，截面的实际重心（物理重心）可能偏到轴向力的另一侧。造成离轴向力较远的一侧混凝土压应力反而更大，破坏开始于离轴向力较远一侧的边缘混凝土的压应变达到极限值而压碎。可通过限制As的最小配筋量而防止发生。防止办法e0AsAsNe0cuss实际重心轴fyAssAs受压破坏 这种破坏一般发生在偏心距较小的情况下，故也称“小偏心受压破坏”破坏特点靠近轴向力一侧的混凝土被压碎，钢筋As达到屈服，钢筋As可能受拉，也可能受压。但一般不屈服。破坏没有明显的预兆，没有显著的横向裂缝和变形，属脆性破坏。Ne0sAsfyAsN e0sAsfyAs偏心距e0很大 偏心距e0较

10、大 偏心距e0很小偏心距e0极小As配置很少限制最小As大偏心受压破坏 小偏心受压破坏（部分截面受压或全截面受压）破坏形态 破坏条件 破坏特征 备注受拉破坏（大偏压）偏心距较大，纵筋配置适当时 受拉钢筋首先达到屈服，然后受压区砼压碎，构件破坏。破坏有明显的预兆，裂缝、变形显著发展。具有延性破坏性质。破坏时:混凝土压应力为fc;钢筋As应力为fy 或s;钢筋As应力为fy受压破坏（小偏压）偏心距较小，或偏心距较大但纵筋配筋率很高时 靠近轴向力一侧砼被压碎，受压钢筋屈服，远离一侧钢筋受拉或受压，但一般不屈服。破坏没有明显预兆，具有脆性破坏性质。破坏时:混凝土压应力为fc;钢筋As应力为fy；钢筋A

11、s应力未知，记为s。两类破坏的本质区别在于破坏时钢筋As能否达到受拉屈服。6.2.2 两类偏心受压破坏的界限受拉破坏 先受拉钢筋屈服，后砼压碎。受压破坏受压砼压碎,钢筋As不屈服。界限破坏 受拉钢筋屈服的同时砼压碎。cuy受拉破坏受压破坏界限破坏xc由平截面假定可知：当xxb即b时，为大偏心受压破坏当xxb即b时，为小偏心受压破坏其中:与受弯构件完全相同NMAsAsh06.2.3 初始偏心距Ne0ANM理论上，初始偏心距应按力学方法求得：但考虑到钢筋混凝土构件中有诸多的不确定因素，如：质量不均匀性，施工造成尺寸偏差等。将初始偏心距在e0基础上增加一个附加偏心距ea ea 取20mm和h/30两

12、者中的较大值。长柱由于侧向挠度引起的二阶弯矩不可忽略。侧向挠度各截面承受的弯矩：侧向挠度最大的跨中截面：N(e0+af)Ne0初始弯矩一阶弯矩附加弯矩二阶弯矩Naf长柱的侧向挠度引起的二阶弯矩不可忽略。6.2.4 长柱初始弯矩的调整短 短 柱 柱 长 长 柱 柱 细 细 长 长 柱 柱破坏特点破坏类型简图名称处理方式类别长细比很小 长细比较大 长细比很大 侧向挠度与初始偏心距相比很小，引起的附加偏心距很小，可忽略。破坏由于钢筋拉、压坏或混凝土压坏而破坏。材料破坏 侧向挠度较大，引起的附加弯矩不可忽略，因此，偏心距随着轴向力的增大而非线性增大，最后截面上的材料达到极限强度而破坏。材料破坏 侧向挠

13、度很大，在材料未达到其强度极限值时，挠度出现不收敛的增长而致使结构破坏。失稳破坏不考虑偏心距的增大考虑偏心距增大对承载力的影响工程中避免出现受压构件的挠曲二阶效应（受压构件的挠曲二阶效应（p-p-效应）：效应）：对于有侧移和无侧移结构的偏心受压杆件，若杆件的长细比较大时，对于有侧移和无侧移结构的偏心受压杆件，若杆件的长细比较大时，在轴力作用下，由于杆件 在轴力作用下，由于杆件自身挠曲变形 自身挠曲变形的影响，的影响，通常会增大杆件中间区段 通常会增大杆件中间区段截面的弯矩 截面的弯矩，即产生，即产生p p-效应 效应。反弯点 反弯点如何考虑长柱附加偏心距对承载力的影响？精确法 根据材料本构关系

14、、平衡条件等对结构进行非线性分析，求出极限状态下各个截面的内力以及二阶效应等。较复杂，需借助计算机进行，对某些特殊的结构分析中采用。近似法02规范：增大初始偏心距，将初始偏心距变为ei 10规范：直接调整截面弯矩，引入弯矩增大系数 ns。排架结构外的其他偏心受压构件 排架结构外的其他偏心受压构件：1 1、弯矩作用平面内当同一主轴方向的杆端弯矩比M M1 1/M M2 2不大于0.9 0.9，且轴压比不大于0.9 0.9，长细比满足：，可不考虑二阶效应对 可不考虑二阶效应对e e0 0的影响 的影响构件的计算长度，可近似取偏心受压构件相应主轴方向上下支撑点之 构件的计算长度，可近似取偏心受压构件

15、相应主轴方向上下支撑点之间的距离 间的距离偏心方向的截面回转半径 偏心方向的截面回转半径分别为已考虑侧移影响的偏心受压构件两端截面按结构弹性分析确 分别为已考虑侧移影响的偏心受压构件两端截面按结构弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值，绝对值较大的为 定的对同一主轴的组合弯矩设计值，绝对值较大的为M M2 2，绝对值较，绝对值较小的为 小的为M M1 1，当构件按单曲率弯曲时，当构件按单曲率弯曲时，M M1 1/M M2 2取正值，否则取负值。取正值，否则取负值。可不考虑二阶效应的影响 可不考虑二阶效应的影响即：即：且 且且 且2 2、否则应按以下步骤调整初始弯矩、否则应按以下步骤调整初始弯

16、矩:构件截面偏心距调节系数，构件截面偏心距调节系数，当小于 当小于0.7 0.7时取 时取0.7 0.7小于 小于1.0 1.0时取 时取1.0 1.0，对剪力墙，对剪力墙及核心筒墙，可取 及核心筒墙，可取1.0 1.0与弯矩设计值 与弯矩设计值M M2 2相应的轴向 相应的轴向压力设计值 压力设计值截面曲率修正系数，小于等 截面曲率修正系数，小于等于 于1.0 1.0，A A为受压构件截面面 为受压构件截面面积 积6.2.5 矩形截面偏心受压构件的正截面承载力计算一、基本假定与受弯构件分析时相同v平截面假定v不考虑混凝土的抗拉作用v混凝土和钢筋的应力应变关系（本构关系）受压区混凝土采用等效矩

17、形应力图形（x=1xc）。时，受压钢筋As达到抗压设计强度。y受拉破坏受压破坏界限破坏xch0As AsxN二、基本计算公式大偏心受压，fyAsN NAs AsxefyAsAs AsxefyAssAs二、基本计算公式小偏心受压 NAs AsxesAs小偏心受压s的计算平截面假定 cu和x ss=sEscusxch0NMAsAs 将其代入到小偏心受压构件计算的公式里，变为3个方程。但引入后，会发现要解x的三次方程。因此，要将s的计算式简化。小偏心受压s的计算0拉压 s曲线为一条双曲线，经过、点。（=b，s=fy）界限破坏（=1，s=0）为简化计算，可由经过、点的直线近似代替这条曲线：试验表明，上

18、式与试验符合很好，因此，规范使用此式。，大偏心受压 小偏心受压，三、矩形截面偏心受压构件截面设计1、大小偏心受压破坏的判别 由于大小偏心受压破坏的公式不同，因此在计算前首先要判断构件属于大偏心受压还是小偏心受压破坏。大偏压 大偏压小偏压 小偏压 截面设计前x（）是未知的，所以实际无法用此式判断大小偏心受压破坏。根据设计经验的总结和理论分析，实际设计时可先根据偏心矩ei的大小来决定：ei0.3h0时，在正常配筋范围内一般属于大偏心受压破坏，故e ei i0.3 0.3h h0 0时可按大偏心受压构件设计 时可按大偏心受压构件设计 ei0.3h0时，在正常配筋范围内一般属于小偏心受压破坏，故e e

19、i i0.3 0.3h h0 0时可按小偏心受压构件设计 时可按小偏心受压构件设计判判别别原原则则，大偏心受压构件的配筋计算，已知N，e0，b，h，fy，fy，fc，求As，As两个方程，三个未知数x，As，As，无唯一解。需补充一个条件。考虑经济性，让混凝土最大限度地发挥作用，取x=bh0（x2as）。取As=minbh，按As已知的情况重算。把As代入到左上式求As。，大偏心受压构件的配筋计算，已知N，e0，b，h，fy，fy，fc，As，求As两个方程，两个未知数x，As，可解。说明As仍不能满足抗压要求，按As未知情况重算，或按小偏心受压构件计算。左边上公式求As。右边公式求As。（左

20、边上公式求As）（右边公式求As），大偏心受压构件的配筋计算，偏心受压构件还有可能由于长细比比较大，在与弯矩作用平面相垂直的平面内发生纵向弯曲而破坏。因为在该平面内没有弯矩作用，因此还需要对垂直于弯矩平面按轴心受力构件进行验算。NM（P117，式（5-4）N：轴向力设计值：钢筋混凝土构件的稳定系数As：全部纵向受压钢筋的截面面积A：构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于0.03时，A改用净面积Ac，Ac=A-As 某框架结构底层钢筋混凝土边柱，其上下端承受的弯矩设计值分别为MC上=178.4kNm，MC下=179.1kNm（均使该柱左侧受拉），轴向力设计值N=355.5kN。已知柱计算长度l0=4

21、.5m，住截面尺寸为b=300mm，h=400mm。环境类别为一类，混凝土强度等级C30，钢筋采用HRB400级，取as=as=40mm。试求纵向钢筋截面面积并绘截面配筋图。上题中，由于构造要求，在截面上已配置受压钢筋3 20（As=942.6mm2），试求受拉钢筋截面面积As，并绘配筋图。上题中，由于构造要求，在截面上已配置受压钢筋4 22（As=1520mm2），试求受拉钢筋截面面积As，并绘配筋图。小偏心受压构件的配筋计算三个方程，四个未知数x，As，As，s，无唯一解。需补充一个条件。由于远离轴向力一侧的As可能受压，也可能受拉，但一般都不屈服。因此，配置过多的As没有意义。所以，为了

22、节省钢材，按构造要求配置As即可。考虑最小配筋率考虑偏心距e0极小且As配置很少时：，NAs AsxesAs步骤 步骤1 1Ne0-ea实际重心轴fyAssAseh0-h/2h0小偏心受压构件的配筋计算考虑最小配筋率考虑偏心距e0极小且As配置很少时：NAs AsxesAs 当Nfcbh时，下式求得的As才有可能大于上式。即当Nfcbh时，应取As=0.002bh。式5-29小偏心受压构件的配筋计算NAs AsxesAs步骤 步骤2 2三个方程，三个未知数x，As，s。可解。如将代入，再将 联立，消去As，可得关于的一元二次方程。求解。或对As合力作用点取矩，列平衡方程可直接得。不满足小偏压的

23、条件，按大偏压重算。说明s-fy，As不屈服，继续求As。说明s-fy，As已屈服，取s=-fy，重求As，As。拉压e小偏心受压构件的配筋计算NAs AsxesAs步骤 步骤3 3对垂直于弯矩平面按轴心受力构件进行验算。NM（P117，式（5-4）N：轴向力设计值：钢筋混凝土构件的稳定系数As：全部纵向受压钢筋的截面面积A：构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于0.03时，A改用净面积Ac，Ac=A-As偏心受压构件截面设计计算步骤（总结）要否考虑二阶效应？计算截面偏心距调节系数、弯矩增大系数，计算e0、ea、ei计算截面内力设计值，初定截面尺寸b、h，选定材料，预估 as、as等。根据ei与0

24、.3h0的大小关系来判定大小偏心受压。ei0.3h0时，大偏心受压破坏 ei0.3h0时，小偏心受压破坏As、As均未知As已知，求As确定As 求求As、（As）垂直于弯矩平面承载力复核与双筋梁完全类似绘制配筋图垂直于弯矩作用平面承载力复核 某矩形截面框架柱，截面尺寸bh=400mm600mm，lc=5.4m，as=as=40mm；混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，1=1.0），纵向钢筋为HRB400级（fy=fy=360N/mm2，b=0.518）。柱承受的内力为一端承受偏心弯矩M1=147kNm，另一端承受偏心弯矩M2=158kNm及与它对应的轴向力设计值N=3125kN

25、，求纵向钢筋As和As。解：计算参数：C30：fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2 HRB400：fy=fy=360N/mm2;h0=560mm（1）判断是否需要考虑二阶弯矩效应的影响1）2）3）验算长细比符合考虑二阶弯矩效应的条件。某矩形截面框架柱，截面尺寸bh=400mm600mm，lc=5.4m，as=as=50mm；混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，1=1.0），纵向钢筋为HRB400级（fy=fy=360N/mm2，b=0.518）。柱承受的内力为一端承受偏心弯矩M1=147kNm，另一端承受偏心弯矩M2=158kNm及与它对应的轴向力设计值N=3125

26、kN，求纵向钢筋As和As。解：计算参数：C30：fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2 HRB400：fy=fy=360N/mm2;h0=560mm（2）求调整后柱截面设计弯矩 某矩形截面框架柱，截面尺寸bh=400mm600mm，lc=5.4m，as=as=50mm；混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，1=1.0），纵向钢筋为HRB400级（fy=fy=360N/mm2，b=0.518）。柱承受的内力为一端承受偏心弯矩M1=147kNm，另一端承受偏心弯矩M2=158kNm及与它对应的轴向力设计值N=3125kN，求纵向钢筋As和As。解：计算参数：C30：fc=

27、14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2 HRB400：fy=fy=360N/mm2;h0=560mm（3）判别大、小偏心初步判别为小偏心受压（4）确定As取 某矩形截面框架柱，截面尺寸bh=400mm600mm，lc=5.4m，as=as=50mm；混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，1=1.0），纵向钢筋为HRB400级（fy=fy=360N/mm2，b=0.518）。柱承受的内力为一端承受偏心弯矩M1=147kNm，另一端承受偏心弯矩M2=158kNm及与它对应的轴向力设计值N=3125kN，求纵向钢筋As和As。解：计算参数：C30：fc=14.3N/mm2，ft=1

28、.43N/mm2 HRB400：fy=fy=360N/mm2;h0=560mm（5）求解（x）。解得x=473mm；某矩形截面框架柱，截面尺寸bh=400mm600mm，lc=5.4m，as=as=50mm；混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，1=1.0），纵向钢筋为HRB400级（fy=fy=360N/mm2，b=0.518）。柱承受的内力为一端承受偏心弯矩M1=147kNm，另一端承受偏心弯矩M2=158kNm及与它对应的轴向力设计值N=3125kN，求纵向钢筋As和As。解：计算参数：C30：fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2 HRB400：fy=fy=36

29、0N/mm2;h0=560mm（6）求As。0.518 1.0821.091按大偏压设计继续根据方程组求As取s=-fy,重求As、As取s=-fy,=h/h0，重求As和As所以，As=480mm2，As=1175mm2。配筋 某矩形截面框架柱，截面尺寸bh=400mm600mm，lc=5.4m，as=as=50mm；混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，1=1.0），纵向钢筋为HRB400级（fy=fy=360N/mm2，b=0.518）。柱承受的内力为一端承受偏心弯矩M1=147kNm，另一端承受偏心弯矩M2=158kNm及与它对应的轴向力设计值N=3125kN，求纵向钢筋A

30、s和As。解：计算参数：C30：fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2 HRB400：fy=fy=360N/mm2;h0=560mm远离轴向力一侧：2 18靠近轴向力一侧：4 20（5）垂直于弯矩作用平面承载力验算满足要求600400 某矩形截面框架柱，截面尺寸bh=400mm600mm，lc=5.4m，as=as=50mm；混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，1=1.0），纵向钢筋为HRB400级（fy=fy=360N/mm2，b=0.518）。柱承受的内力为一端承受偏心弯矩M1=147kNm，另一端承受偏心弯矩M2=158kNm及与它对应的轴向力设计值N=3125

31、kN，求纵向钢筋As和As。解：计算参数：C30：fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2 HRB400：fy=fy=360N/mm2;h0=560mm 在实际工程中，柱要承受异号弯矩的作用；为了保证柱吊装时不会出错；为了构造简单，便于施工。柱常采用对称 对称配筋 配筋：As=As，fy=fy，as=as 两侧配置钢筋的级别、两侧配置钢筋的级别、面积、位置等均相同，关 面积、位置等均相同，关于重心轴对称。于重心轴对称。N As As。四、对称配筋矩形截面的计算方法NNb时，大偏心受压。大偏心受压。NNb时，小偏心受压。小偏心受压。（大偏心）（小偏心）（界限破坏）偏心类型判别：偏心类型

32、判别：判别方法：判别方法：xbh0时，大偏心受压。大偏心受压。x bh0时，小偏心受压。小偏心受压。即：即：，对称配筋大偏心受压，As、As要满足最小配筋率的要求。对称配筋小偏心受压 关于的三次方程，求解不方便。对称配筋小偏心受压令：发现Y与的关系接近直线：是关于的一次方程，求解：此外，垂直于弯矩作用平面按轴心受压构件验算。As、As要满足最小配筋率的要求。材料强度等级、截面尺寸、长细比lc/h、配筋As和As等均已知。e0已知，求能承受的轴力设计值NuN已知，求偏心距e0？（求能承受的弯矩设计值Mu）五、偏心受压构件截面承载力复核N已知，能有多大的偏心？（能承受的弯矩设计值Mu）（大偏心）（

33、小偏心）（界限破坏）NNbNNb大偏心受压 大偏心受压 小偏心受压 小偏心受压 NNb大偏心受压 大偏心受压（Mu=Ne0，求e0。），步骤 步骤：求x 求得e或e。由e或e求得e0，得Mu。N已知，能有多大的偏心？（能承受的弯矩设计值Mu）（大偏心）（小偏心）（界限破坏）NNbNNb大偏心受压 大偏心受压 小偏心受压 小偏心受压 小偏心受压 小偏心受压（Mu=Ne0，求e0。）步骤 步骤：由式求x 由式求得e。由e求得e0，得Mu。NNb假设截面为大偏心受压，对纵向压力作用点N取矩：（1）先确定截面受压区高度x：NAs AsxefyAseN作用于As及As以外，取负，N作用于As及As之间，

34、取正。（2-1）当x xbh0时，大偏心受压x2asx2ase0已知，求能承受的轴力设计值Nu(2-2)当xxbh0时，小偏心受压算出xNu取s=-fy，重求x。NAs AsxesAsee0已知，求能承受的轴力设计值Nu（3）Nu1fcbh，Nu即为构件的承载力 Nu1fcbh:防止反向破坏的发生求出Nu,NNu（4）垂直于弯矩作用平面的承载力验算 步骤 步骤：按大偏压试算xxbh0按大偏压公式求Nu。xbh0按小偏压重算x（），求得Nu。验算防止反向破坏的发生验算垂直于弯矩平面承载力 6 6.4.4 正截面承载力 正截面承载力N Nu u-M Mu u的相关曲线 的相关曲线N Nu uM M

35、u u0 0轴压纯弯小偏心受压 小偏心受压大偏心受压 大偏心受压界限破坏 界限破坏短柱 短柱长柱 长柱细长柱 细长柱5.5 5.5 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算四、构造要求 一、受力特点和破坏形态提纲第7章 钢筋混凝土受拉构件7.1 概述轴心受拉受拉构件 受拉构件N只对一个轴有偏心：单向偏心受拉 单向偏心受拉N对两个轴都有偏心：双向偏心受拉 双向偏心受拉NMNM1M2偏心受拉轴心受拉NufyAs1N NsAs1当N很小时，未开裂，混凝土和钢筋共同承受拉力。随着N的增大，混凝土开裂，开裂后完全退出工作，全截面裂通。拉力全部由钢筋承担。当钢筋应力达到屈服强度时

36、，构件破坏。（As：截面全部纵向钢筋的面积）截面设计 承载力复核7.2 偏心受拉构件的受力特点和破坏特征NAs Asee根据偏心受拉构件的破坏特点，可以分为：小偏心受拉构件 小偏心受拉构件和大偏心受拉构件 大偏心受拉构件。仅与轴向拉力的作用位置有关。当轴向力作用在As和As合力点之间当轴向力作用在As和As合力点之外As AsNAs AsN小偏心受拉构件 小偏心受拉构件大偏心受拉构件 大偏心受拉构件小偏心受拉构件的破坏特点As AsNe0偏心距e0很小时 全截面受拉，N很小时，混凝土和钢筋共同承担拉力。随着N的增大，拉力较大侧混凝土先开裂，裂缝迅速贯通，混凝土退出工作。拉力由As和As共同承受

37、。当配筋适量时最后As先屈服，As后屈服。截面破坏。fyAsAs AsNe0偏心距e0较大，但N仍在As和As之间时fyAsN很小时，截面一侧受拉一侧受压。随着N的增大，靠近拉力一侧的混凝土先开裂，开裂后受拉区混凝土退出工作。根据力的平衡，截面上不可能有受压区存在。因此裂缝迅速发展，原来受压区也立即变为受拉（全截面受拉），拉力由As和As共同承受。当配筋适量时最后As先屈服，As后屈服。截面破坏。N作用在As和As之间小偏心受拉构件的破坏特点破坏时，轴向拉力由As和As共同承受，配筋适量时均达到屈服。大偏心受拉构件的破坏特点As AsNe0N作用在As和As之外N很小时，靠近轴向力一侧受拉，远

38、离轴向力一侧受压。随着N的增大，拉力较大侧混凝土先开裂。根据力的平衡，裂缝虽能开展，但不全截面裂通，始终保持一定受压区。当配筋适量时先As先拉屈服，最后受压区混凝土达到极限压应变。截面破坏。sAsx破坏时，截面不全部裂通，配筋适量时先As受拉屈服后砼受压破坏。N作用在As和As之间7.3 偏心受拉构件的正截面承载力计算小偏心受拉 小偏心受拉As AsNe0fyAsee对As取矩对As取矩设计已知N，b，h，fc，fy，e等。求As、As。且满足最小配筋率的要求复核已知b，h，fc，fy，e，As，As等。求Nu。Nu1Nu2取较小值大偏心受拉 大偏心受拉As AsNe0sAsxee已知N，e0

39、，b，h，fy，fy，fc，求As，As两个方程，三个未知数x，As，As，无唯一解。需补充一个条件。考虑经济性，让混凝土最大限度地发挥作用，取x=bh0，当然x2as。取As=minbh，按As已知的情况重算。把As代入到左上式求As。设计大偏心受拉 大偏心受拉As AsNe0sAsxee设计已知N，e0，b，h，fy，fy，fc，As，求As两个方程，两个未知数x，As，可解。说明As仍不能满足抗压要求，按As未知情况重算上公式求As。下公式求As。（上公式求As）（下公式求As）大偏心受拉 大偏心受拉As AsNe0sAsxee复核已知e0，b，h，fy，fy，fc，As，As。求Nux

40、？AsAsNe0fyAsxee破坏时受拉钢筋As没有屈服，混凝土先压坏，As压屈。偏心受拉构件中，破坏时 偏心受拉构件截面不存在受压区。小（）是小偏心受压破坏的特征。A破坏前有明显征兆B裂缝显著开展，变形急剧增大C破坏具有塑性性质D由于受压混凝土达到其抗压强度（钢筋As未达屈服）而破坏关于偏心受压构件，说法正确的是（）。A大偏心受压构件破坏是脆性的B小偏心受压构件破坏带有延性性质C设计时应避免出现小偏心受压构件D当受拉钢筋开始屈服时，大偏心受压构件开始破坏DD判断钢筋混凝土偏心受压构件大小偏心的根本依据是（）。A截面破坏时，受压钢筋是否达到抗压强度 B偏心距的大小 C截面破坏是否从受拉钢筋屈服

41、开始 D混凝土是否达到极限压应变C截面设计时，（）可直接用x判别大小偏心受压？A对称配筋时B不对称配筋时C长柱D.短柱A何种情况下令x=bh0来计算偏压构件。（）A AsAs 而且均未知的大偏压B AsAs 而且均未知的小偏压C AsAs 且As 已知时的大偏压D AsAs 且As 已知时的小偏压 A钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是（）。A远离轴向力的一侧的钢筋先受拉屈服，随后另一侧钢筋应力不定，混凝土压碎 B远离轴向力的一侧的钢筋应力不定，而另一侧钢筋压屈，混凝土压碎C靠近轴向力的一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧钢筋受压屈服，混凝土压碎D靠近轴向力的一侧的钢筋和混凝土先屈服和压碎，而

42、远离轴向力的一侧钢筋随后受拉屈服A何种情况下令As=minbh计算偏压构件。（）A、AsAs且均未知的大偏压B、AsAs且均未知的小偏压C、AsAs且已知As的大偏压D、As=As的小偏压B以下四种钢筋混凝土构件的破坏形态中，（）与适筋的双筋梁类似。A小偏心受压破坏 B剪压破坏 C小偏心受拉破坏 D大偏心受拉破坏D轴心受压的钢筋混凝土构件，荷载逐步增大的过程中，钢筋承担压力的比例不断。满足b的偏心受压构件的破坏形态为。增大小偏心受压破坏（受压破坏）画出钢筋混凝土大偏心受压构件（x2as）的计算简图，并根据平衡条件写出大偏心受压构件的基本计算公式。2、某框架结构钢筋混凝土柱，其上下端承受的弯矩设

43、计值分别为MC上=108.1kNm，MC下=119.1kNm（均使该柱左侧受拉），轴向力设计值N=1386kN。已知柱计算长度l0=5m，住截面尺寸为bh=300mm500mm，环境类别为一类，混凝土强度等级C30，钢筋采用HRB400级，取as=as=40mm。试计算该柱所需的纵向钢筋并绘截面配筋图。1、某框架结构钢筋混凝土偏心受压柱截面尺寸bh=400mm600mm，弯矩作用平面内的计算长度为6m，承受的弯矩设计值Mt=630kNm，Mb=600kNm，轴向力设计值为N=500kN，混凝土强度等级C30，钢筋采用HRB400级，as=as=40mm。（1）按非对称配筋计算该柱所需的纵向钢筋

44、。（2）若已配置受压钢筋为2 25+2 22，试求As。（3）按对称配筋计算该柱所需的纵向钢筋。（4）以上三种配筋方式那种最经济 某钢筋混凝土偏心受压柱截面尺寸bh=400mm500mm，弯矩作用平面内的计算长度为5.4m，混凝土强度等级C25，钢筋采用HRB400级，承受的弯矩设计值M1=272kNm，M2=296kNm，与M2对应的轴向力设计值为N=980kN，取as=as=60mm。试计算该柱所需的纵向钢筋并绘截面配筋图。某框架结构底层钢筋混凝土边柱，其上下端承受的弯矩设计值分别为M上=178.4kNm，M下=209.1kNm（均使该柱左侧受拉），轴向力设计值为N=257.5kN，已知柱的计算长度l0=2.8m，柱截面尺寸为bh=300mm400mm，环境类别为一类，混凝土强度等级C30，钢筋采用HRB400级，as=as=40mm，采用对称配筋。试计算该柱所需的纵向钢筋并绘截面配筋图。