第五章受压构件的截面承载力(小偏压三种情况说明)PPT课件VIP

.,1,偏压构件破坏特征,受拉破坏tensilefailure,受压破坏compressivefailure,5.3偏心受压构件正截面承载力计算,一、概述,偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵筋配筋率有关,.,2,钢筋混凝土偏心受压构件的破坏，有两种情况：,1受拉破坏情（大偏心受压破坏）,2.受压破坏情（小偏心受压破坏）,一受拉破坏情（大偏心受压破坏）,破坏的条件：偏心距e0较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适，是延性破坏。,破坏特征：受拉钢筋首先屈服，最后受压区混凝土压碎而破坏。变形能力较大，有明显预兆延性破坏。,.,3,二、受压破坏compressivefailur（小偏心受压破坏）产生受压破坏的条件有两种情况：当相对偏心距e0/h0较小,构件全截面受压or大部分受压。,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）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。（3）偏心距大，但受拉钢筋配置较多。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。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，另一侧钢筋可能受拉也可能受压，但都未屈服。,小偏心受压破坏又有三种情况,（1）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，但未屈服。,.,5,界限破坏当受拉钢筋屈服的同时，受压边缘混凝土应变达到极限压应变。,大小偏心受压的分界：,b小偏心受压ae,=b界限破坏状态ad,b,c,d,e,f,g,h,a,a,a,.,6,偏心受压构件的试验研究,受压破坏（小偏心受压破坏）,受拉破坏（大偏心受压破坏）,界限破坏,接近轴压,接近受弯,Asbh0，应改用小偏心受压重新计算。说明受压钢筋配置少，受拉钢筋配置过多，应按受压钢筋未知计算As和As；,.,30,计算方法,.,31,另外，再按照不考虑受压钢筋As，即As=0，利用大偏心计算公式求得As值，取其中的最小值。,.,32,已知截面参数，N和M，求As和As。,公式：,未知量个数,或：,出现两个方程，对三个未知量，无定解。,下面讨论求解方法：,二、小偏心受压构件的计算,.,33,设：,由式（630）得,显然：,（1）当时，As不论受压还是受拉，均不屈服。为了使纵向钢筋最少，可令，三个未知量，对三个方程。,（2）当这是大偏压柱，应按大偏压计算。,（3）当时，三个方程，三个未知量。,（4）当时，此时，代入求解As和As。,（6-38）,教材还建议：s0，min，s0，min。,.,34,由于（3）、（4）均为偏心距很小情况，尚应验算反向破坏的承载力，即满足式（6-34）的要求：,（6-34）,e,.,35,(1)确定As，作为补充条件当cy且b时，不论As配置多少，它总是不屈服的，为了经济，可取As=minbh=0.002bh，同时考虑到防止反向破坏的要求，As按以下方法确定：当Nfcbh时，取As=0.002bh；当Nfcbh时，As由反向破坏的式(5-29)求得，如果As0.002bh，取As=0.002bh。,二、小偏心受压,.,36,(2)求出值，再按的三种情况求出As,1),代入平衡方程即可求出,如果以上求得的As值小于0.002bh，应取As=0.002bh。,.,37,.,38,.,39,5.6.2承载力复核,已知截面参数及其它条件，验算该截面能否承受预定的荷载。,分为两种情况：,是否成立。,已知e0求N，或求M（M=N*e0）,已知N求e0，或求M，但转化为求e0（）,已知M、N，验算截面是否安全。该题的目的是比较,.,40,1.弯矩作用平面的承载力复核,判别大小偏压,设为大偏压，先按大偏压计算。,由于:,不论是校核题中的哪种情况，均为两个方程，两个未知量，可得解。解的过程中，要对x进行判断。,当，假设正确。,当，假设不成立，改用小偏压公式计算。,，已述，略。,.,41,，按小偏压计算。,对于：已知e0求N,已知N求M（转化为求e0）,总有三个方程对三个未知量，有定解。,2.垂直于弯矩作用平面的承载力复核简称为平面外问题,不论大小偏压，不论是设计题还是复核题，都要进行平面外的承载力验算，平面外按轴压计算，考虑值。,以往的经验，对于混凝土结构，小偏心受压构件需要考虑，大偏心受压一般都能满足。,则按小偏心公式(5-36)重求(基本方程),.,42,例5-4：已知：混凝土柱N=396kN，M1=0.92M2,M2=218kNm,bh=300mm400mm,as=as=40mm,l0/h=6,混凝土C30,钢筋HRB400级，求：钢筋面积。,解:(1)设计参数,（2）大小偏心受压判断,.,43,（3）配筋计算,受拉侧选用钢筋：322+220，实配As=1768mm2受压侧选用钢筋：318，实配As=763mm2,.,44,一、大小偏心判断先按大偏心受压考虑,5.7对称配筋截面的承载力计算,截面设计：对称配筋，即：As=As，fy=fy，as=as,若xbh0属于大偏心受压若xbh0属于小偏心受压,.,45,二、大偏心受压,已知：截面尺寸、材料强度、N、M、l0求：ASAS,解:1)判断大小偏心,若xbh0属于大偏心受压若xbh0属于小偏心受压,.,46,二、大偏心受压,2)求钢筋面积,.,47,注:1.当x2as，近似取x=2as，对受压钢筋取矩：,2.垂直弯矩作用方向应按轴心受压进行验算：,.,48,三、小偏心受压构件的计算,As=As,将第一式中的fyAS代入第二式得到关于的一元三次方程，解方程并做简化得到,.,49,三、小偏心受压构件的计算,.,50,.,51,解方程求出x,N,已知:截面尺寸、材料强度、e0、l0，AS，AS求：N或M解：判断大小偏心,截面复核：,.,52,解方程求出x,N,.,53,注：垂直弯矩作用方向还应按轴心受压进行验算：,.,54,例5-12：已知条件同例题5-4，对称配筋，求:As,As,解:(1)大小偏心受压判别：,（2）配筋,每边配置325（As=As=1473mm2）,（3)配筋率验算,.,55,5.8对称配筋工字形截面偏心受压构件正截面承载力计算,西南科技大学网络教育课程,式中：e为轴向力N至钢筋As中心的距离e=ei+h/2-as,判断条件：,一、大偏心受压构件1、中和轴在翼缘上(第一种大偏压),相当于取b=bf的矩形截面，即,.,56,2、中和轴在腹板上（第二种大偏压）,即,判断条件：,.,57,二、小偏心受压构件判断条件：,.,58,5.9偏心受压构件的MN关系及利用图表计算,由上述承载力计算知，当构件界面尺寸、材料强度、及配筋一定时，M和N有一定关系，理论上可推到处M和N的关系，见图。,轴力一定时，弯矩越大越危险。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。,.,59,可画出各种构件的图表，利用图表进行计算。如图。,.,60,5.10受压构件斜截面抗剪计算,式中：,.,61,第六章受压构件承载力计算,如符合下列公式的要求，可不进行斜截面受剪承载力计算，仅需根据构造要求配置箍筋：,.,62,.,63,1：受压构件的一般构造要求,小结：,1：截面形式及尺寸,2：材料强度要求,3：纵筋,4：箍筋,2：轴心受压构件正截面受压承载力,3：偏心受压构件正截面受压破坏形态,1：短柱的正截面受压破坏,2：长柱的正截面受压破坏,