偏心受压构件承载力计算09土木XIN

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1、7偏心受力构件承载力计算本章目录7.1概述7.2偏心受压构件的受力性能分析（重点及难点）7.3矩形截面偏压构件承载力计算基本公式7.4不对称配筋矩形截面偏压构件承载力计算7.5对称配筋矩形截面偏压构件承载力计算7.6偏压构件斜截面受剪承载力计算7.1概述受压构件通常在荷载作用下，其截面上作用有轴力、弯矩和剪力。在计算受压构件时，常将作用在截面上的弯矩化为等效的偏离截面重心的轴向力考虑。受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。压弯构件偏心受压构件偏心距e0=0时，轴心受压构件当e0→∞时，即N=0时，受弯构件偏心受压构件

2、的受力性能和破坏形态界于轴心受压构件和受弯构件。7.2偏心受压构件受力性能分析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M较大，N较小偏心距e0较大As配筋合适7.2.1偏心受压构件破坏特征1）大偏心受压破坏--受拉破坏1破坏类型◆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，首先达到屈服强度。◆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。◆形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受拉侧纵向

3、钢筋配筋率合适，通常称为大偏心受压。大偏心受压破坏形态和应力图计算简图2)小偏心受压破坏—受压破坏a)部分截面受压b)全截面受压c)离N较远一侧混凝土破坏小偏心受压破坏小偏心受压破坏的条件和破坏形式有三种:◆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’还可能出现反向破坏情况。◆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。◆反向破坏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

4、。As太多2两类偏心受压破坏的界限根本区别：破坏时受拉纵筋　　是否屈服。界限破坏特征与适筋梁、与超筋梁的界限破坏特征完全相同，因此，的表达式与受弯构件的完全一样。大、小偏心受压构件判别条件：界限状态时截面应变当　　　时，为大偏心受压；当　　　时，为小偏心受压。界限状态：受拉纵筋　屈服，同时受压区边缘混凝土达到极限压应变3截面承载力Nu~Mu关系曲线特点小偏压大偏压参考以往工程经验和国外规范，附加偏心距ea取20mm与h/30两者中的较大值，此处h是指偏心方向的截面尺寸。可能产生附加偏心距的原因：荷载作用位置的不定性；混凝土质量的不均匀性；施工的偏差等因素。《规范》规

5、定：两类偏心受压构件的正截面承载力计算中，均应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距。4附加偏心距5纵向弯曲的影响不同长细比柱从加荷载到破坏　　　的关系钢筋混凝土偏心受压构件按长细比的不同，分为短柱、长柱和细长柱短柱在设计时可忽略纵向弯曲的影响。Nfei二阶弯矩初始弯矩偏心受压长柱在纵向弯曲的影响下，可能发生材料破坏和失稳破坏两种形式，长细比很大时，构件的破坏是由于纵向弯曲失去平衡引起，称为“失稳破坏”；对于短柱和长细比在一定范围的长柱的破坏，为“材料破坏”。短柱不需考虑附加弯矩的影响，一般设计不采用细长柱；长柱需考虑纵向弯曲的影响。是否考虑附加弯矩的判别条件《混凝

6、土结构设计规范》（GB50010-2010）：偏心受压长柱设计弯矩计算方法设计弯矩的计算方法混凝土规范（GB50010-2010）规定，将柱端的附加弯矩计算用偏心距调节系数和弯矩增大系数来表示，即偏心受压柱的设计弯矩（考虑了附加弯矩影响后）为原柱端最大弯矩M2乘以偏心距调节系数法Cm和弯矩增大系数ns而得。（1）偏心距调节系数法Cm在柱两端相同方向、几乎相同大小的弯矩作用下将产生最大的偏心距，使该柱处于最不利的受力状态。这种情况下，需考虑偏心距调节系数法，（2）弯矩增大系数ns弯矩增大系数Nfei（GB50010-2010）弯矩增大系数ns为：为截面曲率修正系

7、数，当计算值大于1时，取1.0;（3）控制截面设计弯矩计算方法偏心受压构件两端截面按结构分析确定的弯矩设计值中，绝对值较大的弯矩设计值◆偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是相同的，即仍采用平截面假定◆根据混凝土和钢筋的应力-应变关系，即可分析截面在压力和弯矩共同作用下受力全过程。◆对于正截面承载力的计算，同样可按受弯情况，对受压区混凝土采用等效矩形应力图。◆等效矩形应力图的强度为afc。7.2.2矩形偏心受压构件承载力计算1大偏心受压构件大偏压基本公式：式中：大偏压基本公式使用条件：1）2）当计算结果时，取，此时则：小偏压基本公式：1）情况一：或部分截面受压全