偏心受压构件的截面承载力计算

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1、第七章偏心受力构件承载力计算当纵向压力N作用线偏离构件轴线或同时作用轴压力及弯矩时，称为偏心受压构件。7.1概述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。压弯构件偏心受压构件当纵向拉力N作用线偏离构件轴线或同时作用轴拉力及弯矩时，称为偏心受拉构件。工程中的双肢受拉柱的受拉肢、矩形水池的的池壁属于偏心受拉构件。正截面承载力计算，斜截面承载力计算在偏心受力构件的截面中，一般在轴力、弯矩作用的同时，还作用有横向剪力。当横向剪力值较大时，偏心受力构件也应和受弯构件一样，除进行正截面承载力计算外，还要进行斜截面承载力计算。7.2偏心受压构件正截面承载力计算7.2.1偏心受压构

2、件正截面受压破坏形态M=Ne0AssA¢M=Ne0NAssA¢NAssA¢M=Ne0NAssA¢=ANe0ssA¢一、偏心受压短柱破坏形态试验表明，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,钢筋混凝土偏心受压构件的破坏，有两种情况：1．受拉破坏2.受压破坏e0较小时,全截面受压e0增加，一侧受拉，一侧受压e0较大，As较多e0较大，As适中1、受拉破坏◆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。是延性破坏◆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

3、筋A's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。2、受压破坏产生受压破坏的条件有两种情况：⑴当相对偏心距e0/h0较小⑵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2、受压破坏⑴当相对偏心距e0/h0较小（b）偏心距小，构件全截面受压，靠近纵向力一侧压应力大，最后该区混凝土被压碎，同时压筋达到屈服强度，另一侧钢筋受压，一般不屈服。（a）偏心距小，截面大部分受压，小部分受拉，破坏时压区混凝土压碎，受压钢筋屈服，另一侧钢筋受拉，但由于离中和轴近，未屈服。只有当偏心距很小（对矩形截

4、面e0≤0.15h0），而轴向力N又很大（N≥α1fcbh0）时，远侧钢筋才有可能受压屈服。当相对偏心距很小时，由于构件实际形心与几何形心不重合，若近侧钢筋比远侧钢筋多很多，也会出现远侧混凝土先被压坏的现象——“反向破坏”。◆承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏具有脆性性质。2、受压破坏⑵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由于受拉钢筋配置较多，钢筋应力小，破坏时达不到屈服强度，破坏是由于受压区混凝土压碎而引起，类似超筋梁。◆受压破坏特征：破坏是由于混凝土被压碎而引起的，破坏时靠近纵向力一侧钢筋达到屈服强度，远侧钢筋可能受拉也可能受压，受拉时未屈服，受压时

5、可能屈服也可能未屈服。偏心受压构件的破坏形态展开图二、两类偏心受压的“界限”破坏特征：破坏时受拉区纵向钢筋达到屈服强度，同时压区混凝土达到极限压应变，混凝土被压碎。同受弯构件的适筋梁和超筋梁间的界限破坏一样。此时相对受压区高度称为界限相对受压区高度b。试验表明：偏心受压构件的截面平均应变值都较好地符合平截面假定。因此，利用平截面假定和受压区极限应变值就可以像受弯构件一样，求出偏心受压构件理论界限受压区高度界限相对受压区高度b同受弯构件一样。对于给定的截面、材料强度和配筋，达到正截面承载力极限状态时，其压力和弯矩是相互关联的，可用一条Nu-Mu相关曲线表示。试验表明，在“受压破坏”的

6、情况下，随着轴力的增加，构件的抗弯能力随之减小。但在“受拉破坏’’的情况下，轴力的存在反而使构件的抗弯能力提高。在界限状态时，构件能承受弯矩的能力达到最大值。三、偏心受压构件的Nu-Mu相关曲线弯矩一定时，小偏心受压，轴力越大越危险，大偏心受压，轴力越小越危险。轴力一定时，弯矩越大越危险。四、偏心受压构件的二阶效应1、偏心受压构件纵向弯曲引起的附加内力（P—δ效应）2、结构侧移引起的的附加内力（P—Δ效应）偏心受压构件在荷载作用下，由于侧向挠曲变形，引起附加弯矩，通常称为P-δ效应。对于长细比较大的构件，附加弯矩在计算中不能忽略。图示典型偏心受压柱，跨中侧向挠度为f。因此，对跨中截面，

7、轴力N的偏心距为ei+f，即跨中截面的弯矩为M=N(ei+f)。（一）P-δ效应在截面和初始偏心距相同的情况下，柱的长细比l0/h不同，侧向挠度f的大小不同，影响程度会有很大差别。长细比较小时，其侧向挠度小，引起的附加弯矩就小；长细比较大时，其侧向挠度大，引起的附加弯矩就大。（一）P-δ效应eiyfyxeiNNNeiN(ei+f)le除了长细比这一影响因素外，纵向弯曲引起的二阶弯矩还随构件两端弯矩的不同而不同。1、两端弯矩同号时的P—δ效应PP