受压构件正截面承载力计算课件.ppt

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1、6.4偏心受压构件正截面承载力计算偏压构件是同时受到轴向压力N和弯矩M的作用，等效于对截面形心的偏心距：e0=M/N的偏心压力的作用。偏心受压构件与压弯构件图1.偏心受压构件正截面的破坏形态2工程应用偏心受压构件：拱桥的钢筋砼拱肋，桁架的上弦杆，刚架的立柱，柱式墩（台）的墩（台）柱等。偏心受压：(压弯构件)单向偏心受力构件双向偏心受力构件大偏心受压构件小偏心受压构件压弯构件：截面上同时承受轴心压力和弯矩的构件。偏心距：压力N的作用点离构件截面形心的距离e03偏心距e0=0时，轴心受压当e0→∞时

2、，即N=0，受弯构件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。AssAh0asas'b1偏心受压短柱的破坏形态偏心受压构件=M=Ne0NAssA¢压弯构件¢Ne0AssA¢4偏心受压短柱的破坏形态大量试验表明：构件截面变形符合平截面假定，偏压构件的最终破坏是由于混凝土压碎而造成的。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。偏心受压短柱的破坏形态：（1）大偏心受压（受拉破坏形态）；（2）小偏心受压（受压破坏形态）。5M较大，N较小偏心距e0较大1）大偏心受压破坏的

3、特征在靠近轴向力的一侧受压，远离轴向力的一侧受拉。◆随着荷载的增加，截面受拉侧混凝土出现横向裂缝，受拉钢筋As的应力随荷载增加发展较快，首先达到屈服；◆最后受压侧钢筋As’受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。◆此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小；1)大偏心受压破坏特征NN7◆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。◆破坏的特点是：塑性破坏，受拉钢筋先达到屈服强度，最后受压区钢筋受压屈服，受压区混凝土压碎。◆破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配

4、有受压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。1)大偏心受压破坏特征efyAsf'yA'sNα1fcbxx08⑴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。（类似于超筋梁）2）小偏心受压破坏的特征NAs太多◆当轴力N的相对偏心距较小时，截面全部受压或大部分受压；◆离轴力N较近一侧混凝土和钢筋的应力较大，另一侧钢筋应力较小；2）小偏心受压破坏的特征偏心受压构件正截面受压破坏形态10◆截面最后是由于离轴力N较近一侧混凝土首先压碎而达到破坏，离轴力N较

5、近一侧钢筋As’受压屈服，离轴力N较远一侧的钢筋As未受拉屈服。2）小偏心受压破坏特征ssAsf'yA'sNα1fcbxxe0偏心受压构件正截面受压破坏形态NN11◆承载力主要取决于离轴力N较近一侧混凝土和钢筋，离轴力N较远一侧钢筋未达到屈服。破坏具有脆性性质。2）小偏心受压破坏特征ssAsf'yA'sNα1fcbxxe0偏心受压构件正截面受压破坏形态大、小偏心破坏的共同点是受压钢筋均可以屈服123）大、小偏心破坏的本质界限界限状态定义为：当受拉钢筋刚好屈服时，受压区混凝土边缘同时达到极限压应变

6、的状态。此时的相对受压区高度成为界限相对受压区高度，与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。因此，其相对界限受压区高度仍为:当<b–––大偏心受压ab>b–––小偏心受压ae=b–––界限破坏状态ad不同配筋偏心受压理论界限破坏bcdefghAsAsh0xxcbscuaaay0.002大小偏心受压的分界：142.偏心受压构件的纵向弯曲影响长细比在一定范围内时，属“材料破坏”，即截面材料强度耗尽的破坏；长细比较大时，偏心受压构件的纵向弯曲引起不可忽略的二阶弯矩，构件由于纵向弯曲

7、失去平衡，即“失稳破坏”。结论：构件长细比的加大会降低构件的正截面受压承载力；柱：在压力作用下产生纵向弯曲1短柱2长柱3细长柱–––材料破坏–––失稳破坏1）正截面受压破坏形式15短柱－发生剪切破坏长柱－发生弯曲破坏由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因，实际工程中不存在理想的偏心受压构件。为考虑这些因素的不利影响，引入附加偏心距ea(accidentaleccentricity)，即在正截面压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距e0=M/N与附加偏心距ea之和，称为初始偏心距ei参考以往工程

8、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。2）附加偏心距ea6.3偏心受压构件正截面受压破坏形态173）长柱的正截面受压破坏长柱的正截面受压破坏试验表明：钢筋混凝土柱在承受偏心受压荷载后，会产生纵向弯曲。但长细比较小的柱子，即所谓“短柱”，由于纵向弯曲小，在设计时可以忽略纵向弯曲引起的二次弯矩。对于长细比较大的柱子则不同，在承受偏心受压荷载后，会产生比较大的纵向弯曲，设计时必须予以考虑。fyxeieiNNl018◆由于侧向挠曲变形，轴向力将产