项目2：子项目6—受压构件承载力计算(2)

1、道路桥梁工程技术专业道路桥梁工程技术专业能力目标能力目标目标偏心构件能够掌握偏心受压构件特点能够掌握大与小偏心受压构件特点目标2能够掌握偏心距增大系数目标偏心受压构件偏心受压构件：当：当轴向压力N的作用线的作用线偏离偏离受压构件受压构件的轴线时。的轴线时。偏心受压构件力的作用位置图偏心受压构件力的作用位置图一、定义一、定义偏心受压构件正截面受力性能偏心受压构件正截面受力性能受压构件受压构件在结构中具有重要作用，一旦破坏将导致整个结构的损坏在结构中具有重要作用，一旦破坏将导致整个结构的损坏甚至倒塌。甚至倒塌。(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压轴心受压承载力是正截面受压承载力

2、的上限。sAsA 钢筋混凝土单向偏心受压构件的纵向受力钢筋通常布置在钢筋混凝土单向偏心受压构件的纵向受力钢筋通常布置在轴向偏心方向的两侧，离偏心压力轴向偏心方向的两侧，离偏心压力较近一侧的钢筋称为一侧的钢筋称为受压钢受压钢筋筋，用，用表示，其实际受力为受压；表示，其实际受力为受压；表示，其实际表示，其实际离偏心压力离偏心压力较远一侧的钢筋称为一侧的钢筋称为受拉钢筋，用，用受力可能为受拉也可能为受压。受力可能为受拉也可能为受压。 偏心距 e0M/N=M=N e0NAssA=Ne0AssAhl050hl50hl 根据长细比（根据长细比（）不同，在荷载作用下偏心受压构件的）不同，在荷载作用下偏心受压

3、构件的）和长柱（）和长柱（）两种。）两种。纵向弯曲对构件受力性能的影响程度不同，因此将偏心受压构件纵向弯曲对构件受力性能的影响程度不同，因此将偏心受压构件分为短柱（分为短柱（偏心受压短柱破坏形态偏心受压短柱破坏形态 受压破坏受压破坏 ( (小偏心受压破坏小偏心受压破坏) )偏压构件破坏形态偏压构件破坏形态受拉破坏受拉破坏 ( (大偏心受压破坏大偏心受压破坏) )p 截面受拉侧混凝土较早出现裂缝；截面受拉侧混凝土较早出现裂缝；p 受拉钢筋受拉钢筋的应力随荷载增加发展较快，首先的应力随荷载增加发展较快，首先；p 此后裂缝迅速开展，受压区高度减小；此后裂缝迅速开展，受压区高度减小；p 最后，最后，受

4、压侧钢筋受压侧钢筋AAs s 受压屈服，压区混凝受压屈服，压区混凝土压碎土压碎而达到破坏。而达到破坏。p 这种破坏这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，属于，变形能力较大，属于塑性破坏，破坏特征与，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁配有受压钢筋的适筋梁相似。相似。p 承载力主要取决于承载力主要取决于受拉侧钢筋受拉侧钢筋。受拉破坏大偏心大偏心受压破坏破坏发生条件：发生条件：相对偏心距 e0 /h0 较大，且受拉纵筋As 不过多时。 p 截面受压一侧混凝土和钢筋的受力较大，而另一截面受压一侧混凝土和钢筋的受力较大，而另一侧钢筋的应力较小，侧钢筋的应力较小，可能受拉也可能受压；p 截面最后是由于截面最后是

5、由于受压区混凝土首先压碎而达到破而达到破坏，坏，受压侧钢筋能够达到屈服，而而另一侧钢筋未达到屈服；临近破坏时，受拉区混凝土可能出现临近破坏时，受拉区混凝土可能出现细微的细微的横向裂缝横向裂缝。p 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，这承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，这种破坏突然，属于种破坏突然，属于脆性破坏脆性破坏。受压破坏小偏心受压破坏发生条件：发生条件：1.1.虽然虽然相对相对偏心距偏心距e e0 0 /h/h0 0 较大，较大，但受拉但受拉 纵筋纵筋A As s 数量过多时。数量过多时。 靠近纵向力一侧的压应力大于另一侧。靠近纵向力一侧的压应力大于另一侧。随着随着荷载增大，压

6、应力较大压应力较大一侧的混一侧的混凝土先被凝土先被压碎压碎，同时该侧，同时该侧受压钢筋受压钢筋也也达到达到受压屈服强度受压屈服强度；而另一侧的；而另一侧的混凝混凝土土和和钢筋钢筋在破坏时均在破坏时均未达到未达到其相应的其相应的抗压强度，如图抗压强度，如图6.14b6.14b）所示。当偏心）所示。当偏心距很小，距很小，靠近纵向力较近一侧的钢筋靠近纵向力较近一侧的钢筋数量又过多数量又过多，而，而另一侧钢筋数量过少另一侧钢筋数量过少时时，破坏也可能，破坏也可能发生在距离纵向力发生在距离纵向力较较远远一侧一侧，如图，如图6.14c)6.14c)所示。所示。 受压破坏小偏心受压破坏发生条件：发生条件：2

7、.2.当偏心距很小时，构件全截面受压 由于受拉钢筋配置过多，由于受拉钢筋配置过多，受压区混受压区混凝土凝土已先已先达到达到极限压应变极限压应变而而，同，同时时受压钢筋受压钢筋也达到也达到，其，其破坏特征与破坏特征与类似，破坏时无明类似，破坏时无明显的破坏预兆，属显的破坏预兆，属，如图，如图6.14e)6.14e)所示。所示。受压破坏小偏心受压破坏发生条件：发生条件：3.3.当偏心距较大但受拉钢筋数量过多时，截面还是部分受压，部分受拉 三种破坏情况的三种破坏情况的是：是： 是由于是由于而造而造成的。破坏时，成的。破坏时，的的一般一般，而，而，不论是，不论是受拉还是受压，其应力受拉还是受压，其应力

8、。与与很接近，压碎区段很长，破坏无明很接近，压碎区段很长，破坏无明显预兆，属显预兆，属且且，故统称为受压破坏。，故统称为受压破坏。 两类偏心受压破坏的两类偏心受压破坏的界限界限根本区别：根本区别：破坏时破坏时 sA界限破坏特征与适筋梁、与超筋梁的界限破坏特征完全相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，同，因此， 的表达式与受弯构件的完全一样。的表达式与受弯构件的完全一样。b大、小偏心受压构件大、小偏心受压构件判别条件判别条件： 当当 时，为时，为 大大 偏心受压；偏心受压；当当 时，为时，为 小小 偏心受压。偏心受压。bbcu界限状态：界限状态： ，同时，同时受压区混凝土

9、受压区混凝土达到达到 。sA共同点：共同点：破坏时破坏时均可以均可以。=Ne0AssAp 偏心距偏心距e0M/Naieee030mm20maxh/，p为考虑施工误差及材料的不均匀等因素的不利影响，为考虑施工误差及材料的不均匀等因素的不利影响，引入引入ea；p即在承载力计算中，偏心距取计算偏心距即在承载力计算中，偏心距取计算偏心距e0=M/N与附与附加偏心距加偏心距ea之和，称为之和，称为ei： 当轴力较小时，当轴力较小时，M随随N的增加的增加 而增加；当轴力较大时，而增加；当轴力较大时，M随随 N的增加而减小；的增加而减小； 相关曲线上的任一点代表截面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；处于正截面承载力极限状态； CB段为受拉破坏（大偏心）段为受拉破坏（大偏心） AB段为受压破坏（小偏心）段为受压破坏（小偏心） N- -M相关曲线相关曲线 反映了在压力和弯矩共同作用下偏心受压构件承载力的规律反映了在压力和弯矩共同作用下偏心受压构件承载力的规律偏心受压构件偏心受压构件N-MN-M相关曲线相关曲线 配筋设计用：配筋设计用：N- -M相关曲线设计图表相关曲线设计图表偏心距增大系数偏心距增大系数elxfysin f y xeieiNNN eiN ( ei+ f )lep 钢筋混凝土偏心受压构件中的压力在构件发生挠曲变形时会引起钢筋混凝土偏心受压构件中