钢筋混凝土偏心受压构ppt课件

1、第七章钢筋混凝土偏心受压构件承载力计算Strength of Reinforced Concrete Eccentric Members(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压受压构件柱往往在构造中具有重要作用，一旦产生破受压构件柱往往在构造中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个构造的损坏，甚至倒塌。坏，往往导致整个构造的损坏，甚至倒塌。NoImage压弯构件 偏心受压构件偏心距偏心距e0=0时，为轴心受压构件时，为轴心受压构件当当e0时，即时，即N=0，为受弯构件，为受弯构件偏心受压构件的受力性能和破坏形状界于轴心受压构件和受弯偏心受压构件的受力性能和破坏形状界于轴心受压构

2、件和受弯构件。构件。NoImage7.1 概述概述7.2 偏心受压构件正截面承载力计算偏心受压构件正截面承载力计算7.2.1 偏心受压构件的破坏特征偏心受压构件的破坏特征偏心受压构件的破坏形状与偏心距偏心受压构件的破坏形状与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关和纵向钢筋配筋率有关1、受拉破坏、受拉破坏-大偏心受压情况大偏心受压情况 fyAs fyAsNMM 较大，较大，N 较小较小偏心距偏心距e0较大较大 fyAs fyAsNAs配筋适宜配筋适宜 受拉破坏, 带塑性破坏性质；、(c) 受压破坏, 带脆性破坏性质。 当相对偏心距当相对偏心距e0/h0较小较小 sAs fyAsN或虽然相对偏心距或虽然相

3、对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时 sAs fyAsNAs太太多多2、受压破坏、受压破坏-小偏心受压情况小偏心受压情况受拉破坏受拉破坏 受压破坏受压破坏“受拉破坏和受拉破坏和“受受压破坏都属于资料压破坏都属于资料发生了破坏，一样之发生了破坏，一样之处是截面的最终破坏处是截面的最终破坏是受压边缘混凝土到是受压边缘混凝土到达极限压应变而被压达极限压应变而被压碎；碎； 不同之处在于截不同之处在于截面破坏的缘由，即截面破坏的缘由，即截面受拉部分和受压部面受拉部分和受压部分谁先发生破坏。分谁先发生破坏。3、两类偏心受压破坏的界限、两类偏心受压破坏的界限n

4、b, 受拉钢筋先屈服，然后混凝土压碎受拉钢筋先屈服，然后混凝土压碎-大偏心受压；大偏心受压；n b, 混凝土先被压碎，为小偏心受压。混凝土先被压碎，为小偏心受压。4、偏心受压构件的、偏心受压构件的N-M相关曲线相关曲线5、 附加偏心距附加偏心距 荷载作用位置的不确定性、 混凝土质量的不均匀及施工误差等综合的影响。实践工程中不存在理想的轴心受压构件。为思索这些要素的不利影响，引入附加偏心距ea。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 一、附加偏心距一、附加偏心距aieee0参考以往工程阅历和国外规范，附加偏心距参考以往工程阅历和国外规范

5、，附加偏心距ea取取20mm与与h/30 两者中的较大值，两者中的较大值，h是指偏是指偏心方向的截面尺寸。心方向的截面尺寸。6、构造侧移和构件挠曲引起的附加内力、构造侧移和构件挠曲引起的附加内力PP思索二阶效应的方法思索二阶效应的方法0lNoImage-l0 法法MNN0M0NusNuseiNumNumeiNum fmNulNul eiNul flMNN0M0NusNuseiNumNumeiNum fmNulNul eiNul flMNN0M0NusNuseiNumNumeiNum fmNulNul eiNul fl偏心距增大系数偏心距增大系数NoImage偏心距增大系数偏心距增大系数iiie

6、fefe1 2/022lxdxyd1020lf 0017. 025. 10033. 00hb0hsc，NoImagel0202lf2010lf017 .1711h 0017. 025. 10033. 00hbNAfc5 . 0121b017 .1711hn对于小偏心受压构件，离纵向力较远一侧钢筋能够对于小偏心受压构件，离纵向力较远一侧钢筋能够受拉不屈服或受压，且受压区边缘的混凝土的应变小受拉不屈服或受压，且受压区边缘的混凝土的应变小普通小于普通小于0.0033，截面破坏时的曲率小于界限破坏时，截面破坏时的曲率小于界限破坏时的曲率。规范用偏心受压构件截面曲率修正系数的曲率。规范用偏心受压构件截面

7、曲率修正系数11, 111 0017. 025. 10033. 00hbhl0201. 015. 121b017 .1711hn实验阐明，随着长细比的增大，到达最大承载力时截实验阐明，随着长细比的增大，到达最大承载力时截面应变值面应变值 (钢筋与混凝土钢筋与混凝土)减小，使控制截面的极限曲率减小，使控制截面的极限曲率随随l 0/h的添加而减小，经过乘一个修正系数的添加而减小，经过乘一个修正系数2称为偏称为偏心受压构件长细比对截面曲率的影响系数心受压构件长细比对截面曲率的影响系数1,1520hl 0017. 025. 10033. 00hb21200140011hlhei取取h=1.1h0 7

8、.171121020020hlhlf017 .1711h实践思索是在初始偏心距实践思索是在初始偏心距ei 的根底上的根底上 偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是一样的，偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是一样的，即仍采用以平截面假定为根底的计算实际。即仍采用以平截面假定为根底的计算实际。 等效矩形应力图的强度为等效矩形应力图的强度为1 fc，等效矩形应力图的，等效矩形应力图的高度与中和轴高度的比值为高度与中和轴高度的比值为。当受压区高度满足当受压区高度满足x2a/ 时，受压钢筋可以屈服。时，受压钢筋可以屈服。7.2.2、偏心受压构件正截面承载力计算、偏心受压构件正截面承载力计算1. 当当x

9、 xb时时 为大偏心受压破坏为大偏心受压破坏 1sysycuAfAfbxfNN fyAs fyAsNM)2(01xhbxfeNMNcuu)(0ahAfsye 轴向力作用点至受拉钢筋合轴向力作用点至受拉钢筋合力点之间的间隔；力点之间的间隔；aieeeahee0i - 2 思索二阶弯矩影响的轴向力思索二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数；偏心距增大系数；适用条件n b, 保证受拉钢筋应力先到达屈服；保证受拉钢筋应力先到达屈服；n x2a，保证受压钢筋应力能到达屈服。，保证受压钢筋应力能到达屈服。As受压不屈服2.当当x xb时时受压破坏受压破坏(小偏心受压小偏心受压)As受拉不屈服As受压屈服 sA

10、s fyAsNM 1sssycuAAfbxfN)2(01xhbxfeNMcuu)(0ahAfsy11bysfysyffb12ysf 3、截面配筋计算、截面配筋计算近似判据近似判据小偏压大偏压 bb真实判据真实判据按小偏压计算按大偏压计算 3 . 0 3 . 000heheii大偏心受压不对称配筋小偏心受压不对称配筋大偏心受压对称配筋小偏心受压对称配筋不对称配筋不对称配筋对称配筋对称配筋 实践工程中，受压构件常接受变号弯矩作用，所以采用对实践工程中，受压构件常接受变号弯矩作用，所以采用对称配筋称配筋 对称配筋不会在施工中产生过失，为方便施工通常采用对对称配筋不会在施工中产生过失，为方便施工通常采

11、用对称配筋称配筋一、非对称配筋矩形截面一、非对称配筋矩形截面n截面设计截面设计n按按e i 0.3h0按小偏心受压计算按小偏心受压计算n假设假设ei 0.3h0先按大偏心受压计算，先按大偏心受压计算， (b确定为大偏心受压构件。假设求得的确定为大偏心受压构件。假设求得的b时，按小偏心受压计算。时，按小偏心受压计算。)n强度复核强度复核一、不对称配筋截面设计一、不对称配筋截面设计1、大偏心受压受拉破坏、大偏心受压受拉破坏知：截面尺寸知：截面尺寸(bh)、资料强度、资料强度( fc、fy，fy )、构件长细比、构件长细比(l0/h)以及轴力以及轴力N和弯矩和弯矩M设计值，设计值，假设假设hei0.

12、3h0，普通可先按大偏心受压情况计算普通可先按大偏心受压情况计算 fyAs fyAsNeei 1sysycuAfAfbxfNNaheei5 . 0)()2(001ahAfxhbxfeNsycAs和和As均未知时均未知时)()2(00ahAfxhbxfeNAfAfbxfNNsycsysycu两个根本方程中有三个未知数，两个根本方程中有三个未知数，As、As和和 x，故无独一解。，故无独一解。与双筋梁类似，为使总配筋面积与双筋梁类似，为使总配筋面积As+As最小最小?可取可取x=xbh0得得)()5 . 01 (0201ahfbhfNeAybbcsysybcsfNAfbhfA01As为知时为知时)

13、()2(0011ahAfxhbxfeNAfAfbxfNNsycsysycu两个根本方程求两个未知数两个根本方程求两个未知数As 和和 x，先由第二式求解，先由第二式求解x，假设，假设x 2as，那么可将代入第一式得，那么可将代入第一式得ysycsfNAfbxfA1假设假设x xbh0？那么应按那么应按As为未知情况重新计算确定为未知情况重新计算确定As)()5 . 0(0ahfaheNAyis近似取近似取x=2a，按下式确定，按下式确定As假设假设x2a ？ fyAs sAsNei2、小偏心受压受压破坏、小偏心受压受压破坏 ei0.3h0 1sssycuAAfbxfNN11bysfysyff

14、sAs fyAsNeie两个根本方程中有三个未知数，两个根本方程中有三个未知数，As、As和和x，故无独一解。，故无独一解。为运用钢量最小，故可取为运用钢量最小，故可取As =max( 0.002bh)。)()2(001ahAfxhbxfeNsyc当偏心距很小时，如附加偏心距当偏心距很小时，如附加偏心距ea与荷载偏心距与荷载偏心距e0方向相反，那么能方向相反，那么能够发生够发生As一侧混凝土首先到达受一侧混凝土首先到达受压破坏的情况，这种情况称为压破坏的情况，这种情况称为“反反向破坏向破坏( N fcbh ) fyAsNe0 - eae fyAs)()5 . 0(001ahfhhbhfeNAy

15、cse=0.5h-a-(e0-ea), h0=h-a)()5 . 0(002. 0max00ahfhhbhfeNbhAycs确定确定As后，就只需后，就只需x 和和As两个未两个未知数，故可得独一解。知数，故可得独一解。根据求得的根据求得的x ，可分为三种情况，可分为三种情况)()2(001111ahAfxhbxfeNAfAfbxfNNsycsbysycu假设假设x (21-xb)，即，即s(21-xb)，即，即ss -fy ，取，取s= -fy )()2(0011ahAfxhbxfeNAfAfbxfNNsycsysycu假设假设x h0h，应取，应取x=h，同时应取，同时应取a 1=1，代入

16、根本公式直接解得，代入根本公式直接解得As)()5 . 0(00ahfhhbhfNeAycs重新求解重新求解x 和和As二、不对称配筋截面复核二、不对称配筋截面复核在截面尺寸在截面尺寸(bh)、截面配筋、截面配筋As和和As、资料强度、资料强度(fc、fy，f y)、以及构件长细比以及构件长细比(l0/h)均为知时，根据构件轴力和弯矩作用方式，均为知时，根据构件轴力和弯矩作用方式，截面承载力复核分为两种情况：截面承载力复核分为两种情况：1、给定轴力设计值、给定轴力设计值N，求弯矩作用平面的弯矩设计值，求弯矩作用平面的弯矩设计值MNMuNuNMMuNu2、给定轴力作用的偏心距、给定轴力作用的偏心

17、距e0，求轴力设计值，求轴力设计值N二、不对称配筋截面复核二、不对称配筋截面复核在截面尺寸在截面尺寸(bh)、截面配筋、截面配筋As和和As、资料强、资料强度度(fc、fy，f y)、以及构件长细比、以及构件长细比(l0/h)均为知均为知时，截面承载力复核分为两种情况：时，截面承载力复核分为两种情况：1、给定轴力设计值、给定轴力设计值N，求弯矩作用平面的弯矩，求弯矩作用平面的弯矩设计值设计值M2、给定轴力作用的偏心距、给定轴力作用的偏心距e0，求轴力设计值，求轴力设计值N1、给定轴力设计值、给定轴力设计值N，求弯矩作用平面的弯矩设计值，求弯矩作用平面的弯矩设计值M由于给定截面尺寸、配筋和资料强

18、度均知，未知数由于给定截面尺寸、配筋和资料强度均知，未知数只需只需x和和M两个。两个。假设假设N Nb，为大偏心受压，为大偏心受压，sysybcbAfAfhbfN01假设假设N Nb，为小偏心受压，为小偏心受压，)()2(0011ahAfxhbxfeNAfAfbxfNsycsysyc)()2(001111ahAfxhbxfeNAfAfbxfNsycsbysyc2、给定轴力作用的偏心距、给定轴力作用的偏心距e0，求轴力设计值，求轴力设计值N假设假设hei0.3h0，先按大偏心受压，先按大偏心受压)()2(0011ahAfxhbxfeNAfAfbxfNsycsysyc未知数为未知数为x和和N两个，

19、联立求解得两个，联立求解得x和和N。假设。假设 按小偏按小偏心心0hxb假设假设hei0.3h0，且，且N Nb时，为大偏心受压时，为大偏心受压 x=N /a1 fcb)()2(0011ahAfxhbxfeNAfAfbxfNsycsysyc)()5 . 0(001ahfxhbxfNeAAycss假设假设x=N /a1 fcb0.3h0，但，但N Nb时，为小偏心受压时，为小偏心受压)()2(001111ahAfxhbxfeNAfAfbxfNNsycsbysycubbcsysyhbfNAfAf101)()()5 . 01 (0012011ahhbfNbhfNecbbcbbbcbccbbhfahbhfNebhfN010120101)(43. 0)(