结构设计原理单元偏心受力构件PPT课件

.,1,第八章偏心受压构件的正截面承载力计算CalculationtoNormalSectionCarryingCapacityofMembersunderEccentricLoads,.,2,本章主要内容：,偏压构件正截面的受力特点和两种破坏形态,大小偏压的分界和判别条件;熟习偏心受压构件的二阶效应及计算;矩形截面偏心受压构件的正截面承载力计算方法，包括计算公式、公式的适用条件、对称配筋和非对称配筋的截面设计和截面复核；I形、T形截面偏心受压构件的正截面承载力计算方法；圆形截面偏心受压构件的截面设计和截面复核；偏心受压构件配筋的构造要求和合理布置。,.,3,偏心受压构件：当轴向压力N的作用线偏离受压构件的轴线时。,偏心受压构件力的作用位置图,7.0概述,一、定义,.,4,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,.,5,二.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e0,.,6,矩形截面为最常用的截面形式截面高度h大于600mm的偏心受压构件多采用工字型或箱形截面圆形截面主要用于柱式墩台、桩基础中,三.构造要求,（1）截面形式,.,7,(2）截面尺寸：矩形截面最小尺寸不宜小于300mm，长短边比值为1.5-3，长边设在弯矩作用方向。,（3）纵向钢筋大偏心受压：小偏心受压：,（4）箍筋（复合箍筋）,.,8,7.1偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态,一、偏心受压构件的破坏形态,.,9,1受拉破坏大偏心受压破坏,破坏性质：塑性破坏。,.,10,产生条件：（1）偏心距很小。（2）偏心距很小，但离纵向压力较远一侧钢筋数量少，而靠近纵向力N一侧钢筋较多时,截面实际形心轴偏移，钢筋数量较少一侧压力较大。（3）偏心距较小，或偏心距较大而受拉钢筋较多。,2受压破坏小偏心受压破坏,.,11,破坏特征：一般是靠近纵向力一侧的混凝土首先达到极限压应变而压碎，该侧的钢筋达到屈服强度，远离纵向力一侧的钢筋不论受拉还是受压，一般达不到屈服强度。构件的承载力取决于受压区混凝土强度和受压钢筋强度。破坏性质：脆性破坏。,.,12,二、大小偏心的界限,界限破坏：受拉钢筋达到屈服应变时，受压区混凝土也刚好达到极限压应变而压碎。,图7-9偏心受压构件的截面应变分布图,f,大偏心,小偏心,界限,.,13,三、偏心受压构的相关曲线,M-N曲线,.,14,1）当,上或曲线以外,落在曲线,3）三个特征点（a、b、c）,则截面发生破坏。,2）当,内侧,落在曲线,则坐标点给出的M和N组合未达到承载能力极限状态。,.,15,4）M-N曲线特征,cb段(受压破坏段)：轴压力的增加会使其抗弯能力减小。,ab段(受拉破坏段)：轴压力的增加会使其抗弯能力增加,.,16,钢筋混凝土受压构件在承受偏心荷载后，将产生纵向弯曲变形，即会产生侧向挠度。由于侧向挠度的影响，各截面所受的弯矩不再是，而变成，即：,称为附加弯矩,由于附加弯矩的影响，对不同长细比偏心受压构件，破坏类型也各不相同。,N,7.2偏心受压构件的纵向弯曲,.,17,一、偏心受压构件的破坏类型,.,18,短柱,侧向挠度值很小，一般可不计其影响，柱的截面破坏是由于材料达到其极限强度而引起的，称为材料破坏。,长柱,侧向挠度较大，实际荷载偏心距是随荷载的增大而非线性增加，构件控制截面最终仍然是由于截面中材料达到其强度极限而破坏，属材料破坏。,细长柱,长细比很大的柱，当偏心压力达到最大值时，侧向挠度突然剧增，此时，压杆达到最大承载力是发生在其控制载面材料强度还未达到其破坏强度，这种破坏类型称为失稳破坏。工程中一般不宜采用细长柱。,-材料破坏，不考虑二阶弯矩,-材料破坏，考虑二阶弯矩，承载力降低,-失稳破坏，避免采用,.,19,二、偏心距增大系数,1、定义：偏心受压构件控制截面的实际弯矩应为：,令,则,称为偏心受压构件考虑纵向挠曲影响的轴向力偏心距增大系数。,.,20,2、公桥规规定偏心距增大系数按下式计算：,2偏心受压构件长细比对截面曲率的影响系数,2=1.150.01l0/h1.0,1荷载偏心率对截面曲率的影响系数10.2+2.7e0/h01.0,注意：公路桥规规定，对下列情况应考虑构件在弯矩作用平面内的变形对轴向力偏心乘以偏心距增大系数,.,21,7.3矩形截面偏心受压构件的正截面承载力计算,一、矩形截面偏心受压构件承载力计算的基本公式,基本假定为：,平截面假定.,不考虑受拉区混凝土的抗拉强度。,受压区混凝土的极限压应变。,混凝土的压应力图为矩形，应力集度为,.,22,矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算图式,受压一侧钢筋屈服，另一侧钢筋未屈服,.,23,.,24,对公式的使用要求及有关说明如下：,（1）钢筋的应力取值：,当时，大偏心受压：取,当时，小偏心受压：,对C50以下的混凝土,.,25,小偏心受压构件的截面应变分布图,As,a,d,cu,sb）的小偏心受压两种情况进行。,.,87,1、非对称配筋截面,大偏心受压工字形截面的受力图式,.,88,1）大偏心受压情况（）,与矩形截面受弯构件相同，按受压区高度x的不同可分为两类。A当受压区高度在翼缘内xbf时，按照宽度为bf的矩形截面计算。B当受压区高度进入腹板时，xhf，应考虑腹板的受压作用，按下列公式计算：,.,89,2）小偏心受压情况（）,在这种情况下，通常受压区高度已进入腹板（xhf），按下列公式计算：,.,90,小偏心受压工字形截面的受力图式,.,91,2、对称配筋截面,当时，受压区高度x小于翼缘厚度hf，可按宽度为bf的矩形截面计算，一般截面尺寸情况下b，属大偏心受压情况，这时故如xhf,但xbh0,仍属大偏心受压情况。这时可求得受压区高度x，可求解钢筋面积As=As。,.,92,当时，为b的小偏心受压情况。与矩形截面相似，为了避免求解的三次方程,可按下列近似公式计算：,由上式得出的,可算得x则,.,93,建筑工程偏心受压构件正截面承载能力计算方法，与公路桥涵受弯构件正截面承载能力的计算方法大同小异。学习时，要多注意对它们进行比较，找出二者相同和不同之处。,.,94,小结,偏心受压构件的基本构造要求。,根据偏心距的大小和配筋情况，偏心受压构件可分为大小偏心受压两种破坏状态，当时，为大偏心受压构件。当时为小偏心受压构件。,矩形截面大偏压承载能力极限状态时，受拉和受压钢筋都达到屈服。与受弯构件的适筋梁相同，建立两个平衡方程进行截面设计和强度复核。,由于纵向弯曲的影响将降低长柱的承载力，因此当或时，引