受压构件的截面承载力ol.ppt

5.3偏心受压构件正截面受压破坏形态,5.3.1偏心受压短柱的破坏形态受拉破坏（大偏心受压）受压破坏（小偏心受压）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,偏心受力,受压破坏（小偏心受压破坏）,As1.0，取2=1.0,5.5矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力的基本计算公式,5.5.1区分大、小偏心受压破坏形态的界限大小偏心计算方法不同，所以计算之前先应对其进行判别。上一节已经讲述：当xxb时受拉破坏（大偏心受压）当xxb时受压破坏（小偏心受压）,以上判别只能用于截面复核。在进行截面设计时，常按偏心距来初步判定。大偏心受压小偏心受压,5.5.2矩形截面偏心受压构件正截面的承载力计算偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是相同的，即仍采用以平截面假定为基础的计算理论。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，等效矩形应力图的高度与中和轴高度的比值为b1。,实际应力图形等效矩形应力图形,根据力的平衡，计算公式：,根据受拉钢筋处力矩的平衡，计算公式：,式中：,1、大偏心受压构件,适用条件1、受拉钢筋屈服2、受压钢筋屈服,2、小偏心受压构件,受压混凝土压碎，受压钢筋屈服，远侧钢筋可能受拉或受压，一般不屈服,基本特征,As不屈服（特殊情况例外）,受力形式,部分截面受压,全截面受压,计算公式,当混凝土强度C50时，1=0.8,“受拉侧”钢筋应力ss,为避免采用上式出现x的三次方程,考虑：当x=xb，ss=fy；,当x=b1，ss=0,特殊情况,离轴向力较远一侧混凝土压坏反向破坏当偏心距很小时，如附加偏心距与荷载偏心距方向相反，或离轴向力远的一侧配筋很少，可能发生离轴向力远的一侧混凝土首先达到受压破坏的情况，这种情况称为“反向破坏”（应尽量避免出现）。NfcA,此时：,由于偏心方向与破坏方向相反，取,其中：，,5.6不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算,截面设计与截面复核5.6.1截面设计1、大偏心受压构件情形1：已知：截面尺寸(bh)、材料强度(fc、fy，fy)、构件长细比(l0/h)以及轴力N和弯矩M设计值，求As和As,1）首先计算e0，ei，2）判别大小偏心若hei0.3h0，一般可先按大偏心受压情况计算3）两个基本方程中有三个未知数，As、As和x，故无唯一解。与双筋梁类似，使总配筋面积（As+As）最小（充分发挥混凝土的作用）可取x=xbh0得,若Asrminbh?则取As=rminbh，然后按As为已知情况计算。,若Asxbh0？,则应按As为未知情况重新计算确定As,A）则可偏于安全的近似取x=2a，按下式确定As,若x2as？,B）不考虑As，另As0，求出As。取A、B较小值配筋,最后，验算轴心承载力：,2、小偏心受压构件（hei0.3h0）已知条件：截面尺寸，混凝土强度等级、钢筋级别，计算高度；外荷载产生的轴力设计值N、弯矩设计值M。求As和As,两个基本方程中有三个未知数，As、As和x，故无唯一解。,当As受压屈服时，由,可得到：,远侧钢筋As分为受拉不屈服、受压不屈服、受压屈服三种情况,受拉不屈服,受压不屈服,受压屈服,当xbxb,1、计算公式,属于小偏心受压，受压区可能为T形、形，分别计算。,（1）T型受压区,（2）I型受压区,2、适用条件,3、计算方法：同矩形截面,5.9正截面承载力NuMu的相关曲线及其应用,对于给定的截面、材料强度和配筋的偏心受压构件，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。根据正截面承载力的计算假定，可以采用以下方法求得Nu-Mu相关曲线：,取受压边缘混凝土压应变等于ecu；取受拉侧边缘应变；根据截面应变分布，以及混凝土和钢筋的应力-应变关系，确定混凝土的应力分布以及受拉钢筋和受压钢筋的应力；由平衡条件计算截面的压力Nu和弯矩Mu；调整受拉侧边缘应变，重复和,曲线的特点：曲线分两段：大偏心、小偏心（1）相关曲线上的任一点代表截面处于正截面承载力极限状态时的一种内力组合。如一组内力（N，M）在曲线内侧说明截面未达到极限状态，是安全的；如（N，M）在曲线外侧，则表明截面承载力不足。,（2）当弯矩为零时，轴向承载力达到最大，即为轴心受压承载力N0（A点）。当轴力为零时，为受弯承载力M0（C点）。,（3）截面受弯承载力Mu与作用的轴压力N大小有关。当轴力较小时，Mu随N的增加而增加（CB段，大偏心）；当轴力较大时，Mu随N的增加而减小（AB段，小偏心）。,（4）截面受弯承载力在B点(Nb，Mb)达到最大，说明轴力的存在在一定范围内会使受弯承载力提高，该点近似为界限（大小偏心）破坏。CB段（NNb）为受拉破坏；AB段（NNb）为受压破坏。,对于对称配筋截面，如果截面形状和尺寸相同，砼强度等级和钢筋级别也相同，但配筋率不同，达到界限破坏时的轴力Nb是一致的。,如截面尺寸和材料强度保持不变，Nu-Mu相关曲线随配筋率的增加而向外侧增大。,（7）偏心受压构件当轴力N不变，M增大对构件不利，使配筋量增加；（8）大偏心受压构件，若M不变，N增大，对构件有利，使构件配筋量减少；（9）小偏心受压构件，若M不变，N增大，对构件不利，使构件配筋量增加。,也可以这样理解以上特点：,受拉破坏开始于截面受拉边，拉应力使受拉钢筋屈服，使截面受拉边拉应力增大对受拉破坏不利；受压破坏开始于离轴向力近的一侧压应力使混凝土被压碎，使离轴向力近的一侧截面压应力增大对受压破坏不利。,5.10偏心受压构件斜截面受剪承载力计算,1、轴向压力对构件斜截面受剪承载力的影响压力的存在延缓了斜裂缝的出现和开展斜裂缝角度减小混凝土剪压区高度增大但当压力超过一定数值?,2、偏心受压构件斜截面受剪承载力,对矩形，T形和I形截面，规范偏心受压构件的受剪承载力计算公式,可不进行斜截面受剪承载力计算，而仅需按构造要求配置箍筋。,5.11型钢和钢管砼柱简介,5.11.1型钢混凝土柱又称钢骨混凝土柱实腹式，空腹式,与钢筋混凝土截面相比承载力