轴向受力构件2—偏心受压柱

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1、6.3偏心受压构件正截面承载力计算偏心受压：既受压力，又受弯矩（有时还有剪力），是轴压和受弯的中间状态，而轴压和受弯是它的两个极端。偏心受压（单向偏心）构件的配筋：纵筋沿与偏心轴垂直的截面的两个边缘（弯矩作用方向的两个对边）配置，离偏心压力较近一侧的纵筋为受压钢筋，用As/表示，另一侧可能受拉也可能受压，但一律用As表示。6.3.1偏心受压构件正截面破坏形态试验表明，从加荷开始到接近破坏为止，偏心受压构件截面的平均应变分布也都较好地符合平截面假定。两类破坏形态——大偏心受压破坏（受拉破坏）和小偏心受压破坏（受压破坏）：①大偏心受压破坏（受拉破坏）：见图。◆截面

2、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。破坏始自受拉钢筋先屈服，最后受压区混凝土被压碎而破坏，破坏时一般受压钢筋也能达到屈服强度。属塑性破坏。◆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。6.3偏心受压构件正截面承载力计算②小偏心受压破坏（受压破坏）有两种情况：见图。(A)当相对偏心距e0/h0较小；(B)虽然相对偏

3、心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时。As太多6.3偏心受压构件正截面承载力计算6.3.1偏心受压构件正截面破坏形态②小偏心受压破坏：◆截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大；◆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。6.3偏心受压构件正截面承载力计算6.3.1偏心受压构件正截面

4、破坏形态6.3偏心受压构件正截面承载力计算6.3.1偏心受压构件正截面破坏形态6.3.2两种偏心受压破坏形态的界限大、小偏心受压破坏形态的根本区别是破坏时远离纵向力一侧的纵向钢筋是否达到受拉屈服。6.3.3附加偏心距ea和初始偏心距ei考虑到工程中实际存在着竖向荷载作用位置的不确定性、混凝土质量的不均匀性、配筋的不对称性以及施工偏差等因素，规范在偏心受压构件受压承载力计算中，规定必须计入轴向压力在偏心方向的附加偏心距ea。参考国外规范的经验，规范把ea取为20mm和偏心方向尺寸的1/30两者中的较大值。因此，轴向压力的计算初始偏心距ei应为：式中e0——轴向压

5、力对截面重心的偏心距：。6.3.4偏心受压长柱的纵向弯曲影响6.3.4.1偏心距增大系数—二阶效应在偏心受压构件中，二阶效应指的是纵向弯曲引起的二阶弯矩。即：承受偏心压力的构件将产生纵向弯曲（即侧向变形），导致e0→e0+f，使截面中弯矩变为N（e0+f），f是随着荷载的增大而不断加大的，因而弯矩的增长也就越来越快。我们把截面弯矩中的Ne0称为初始弯矩或一阶弯矩，而把Nf称为附加弯矩或二阶弯矩。见图。Nfe0（1）长细比对偏心受压柱受压承载力的影响从二阶效应的角度根据长细比的不同，可把偏心受压构件的受力情况区分为以下三类：短柱、长柱和细长柱，见下图。①偏心受压

6、短柱（l0/h≤5）：◆侧向挠度f与初始偏心距ei相比很小；◆柱跨中弯矩M=N(ei+f)随轴力N的增加基本呈线性增长；◆直至达到截面承载力极限状态产生破坏；◆对短柱可忽略挠度f影响。◆破坏属于材料破坏。6.3.4偏心受压长柱的纵向弯曲影响6.3.4.1偏心距增大系数—二阶效应图6.3.4偏心受压长柱的纵向弯曲影响6.3.4.1偏心距增大系数—二阶效应②比较细长的偏压柱（中长柱或长柱）（5

7、在M和N的共同作用下达到截面承载力极限状态，但轴向承载力明显低于同样截面和初始偏心距情况下的短柱；◆因此，对于中长柱，在设计中应考虑附加挠度f对弯矩增大的影响。6.3.4偏心受压长柱的纵向弯曲影响6.3.4.1偏心距增大系数—二阶效应③过于细长的偏压柱（长细比l0/h>30细长柱）：◆侧向挠度f的影响已很大；◆在未达到截面承载力极限状态之前，侧向挠度f已呈不稳定发展；◆柱的轴向荷载最大值发生在荷载增长曲线与截面承载力Nu-Mu相关曲线相交之前；◆这种破坏为失稳破坏。在E点的承载力以达到最大。由图可见，这三个柱虽然具有相同的外荷载偏心距ei值，其承受纵向力N值的

8、能力是不同的，其值分别为Nus、Num