鋼筋混凝土偏心受力構(gòu)件承載力計算(簡化)

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1、第7章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助第7章鋼筋混凝土偏心受力構(gòu)件承載力第7章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助本章重點了解偏心受壓構(gòu)件的受力特性；掌握兩類偏心受壓構(gòu)件的判別方法；熟悉偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)及計算方法；掌握兩類偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算方法;了解雙向偏心受壓構(gòu)件正截面承能力計算;掌握偏心受拉構(gòu)件的受力特性及正截面承載力計算;掌握偏心受力構(gòu)件斜截面受剪承載力計算;7.1概述7.2.1偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)大小偏壓的判別AsAs′bcdefghxcxcba″a′a大偏壓破壞界限破

2、壞小偏壓破壞εs>εyεyεs<εyεoεcu偏心受壓構(gòu)件的Nu-Mu相關(guān)曲線對于給定的截面、材料強度和配筋，達(dá)到正截面承載力極限狀態(tài)時，其壓力和彎矩是相互關(guān)聯(lián)的，可用一條Nu-Mu相關(guān)曲線表示。Nu-Mu相關(guān)曲線反映了在壓力和彎矩共同作用下正截面承載力的規(guī)律，具有以下一些特點：⑴相關(guān)曲線上的任一點代表截面處于正截面承載力極限狀態(tài)時的一種內(nèi)力組合。●如一組內(nèi)力（N，M）在曲線內(nèi)側(cè)說明截面未達(dá)到極限狀態(tài)，是安全的；●如（N，M）在曲線外側(cè)，則表明截面承載力不足；⑵當(dāng)彎矩為零時，軸向承載力達(dá)到最大，即為軸心受壓承載

3、力N0（A點）；當(dāng)軸力為零時，為受純彎承載力M0（C點）；⑶截面受彎承載力Mu與作用的軸壓力N大小有關(guān)；●當(dāng)軸壓力較小時（大偏壓），Mu隨N的增加而增加（CB段）；●當(dāng)軸壓力較大時（小偏壓），Mu隨N的增加而減?。ˋB段）；⑷截面受彎承載力在B點達(dá)(Nb，Mb)到最大，該點近似為界限破壞；●CB段（N≤Nb）為受拉破壞(大偏心受壓破壞)，●AB段（N>Nb）為受壓破壞(小偏心受壓破壞)；⑹對于對稱配筋截面，達(dá)到界限破壞時的軸力Nb是一定的。⑸如截面尺寸和材料強度保持不變，Nu-Mu相關(guān)曲線隨配筋率的增加而向外側(cè)

4、增大；由于施工誤差、計算偏差及材料的不均勻等原因，實際工程中不存在理想的軸心受壓構(gòu)件。為考慮這些因素的不利影響，引入附加偏心距ea(accidentaleccentricity)，即在正截面壓彎承載力計算中，偏心距取計算偏心距e0=M/N與附加偏心距ea之和，稱為初始偏心距ei(initialeccentricity)，參考以往工程經(jīng)驗和國外規(guī)范，附加偏心距ea取20mm與h/30兩者中的較大值，此處h是指偏心方向的截面尺寸。附加偏心距結(jié)構(gòu)側(cè)移和構(gòu)件撓曲引起的附加內(nèi)力◆由于側(cè)向撓曲變形，軸向力將產(chǎn)生二階效應(yīng)，引

5、起附加彎矩◆對于長細(xì)比較大的構(gòu)件，二階效應(yīng)引起附加彎矩不能忽略?！魣D示典型偏心受壓柱，跨中側(cè)向撓度為f?！魧缰薪孛?，軸力N的偏心距為ei+f，即跨中截面的彎矩為M=N(ei+f)?！粼诮孛婧统跏计木嘞嗤那闆r下，柱的長細(xì)比l0/h不同，側(cè)向撓度f的大小不同，影響程度會有很大差別，將產(chǎn)生不同的破壞類型。對于長細(xì)比l0/h≤5的短柱◆側(cè)向撓度f與初始偏心距ei相比很小。◆柱跨中彎矩M=N(ei+f)隨軸力N的增加基本呈線性增長?！糁敝吝_(dá)到截面承載力極限狀態(tài)產(chǎn)生破壞?！魧Χ讨珊雎該隙萬影響。長柱(材料破壞)NM

6、ADN0N0e0N1N1e1N2N2e2OBCN1f1N2f2短柱(材料破壞)細(xì)長柱(失穩(wěn)破壞)E長細(xì)比l0/h=5~30的長柱◆雖然最終在M和N的共同作用下達(dá)到截面承載力極限狀態(tài)，但軸向承載力明顯低于同樣截面和初始偏心距情況下的短柱。◆因此，對于中長柱，在設(shè)計中應(yīng)考慮附加撓度f對彎矩增大的影響?！鬴與ei相比已不能忽略。◆f隨軸力增大而增大，柱跨中彎矩M=N(ei+f)的增長速度大于軸力N的增長速度，◆M隨N的增加呈明顯的非線性增長長柱(材料破壞)NMADN0N0e0N1N1e1N2N2e2OBCN1f1N2

7、f2短柱(材料破壞)細(xì)長柱(失穩(wěn)破壞)E◆側(cè)向撓度f的影響已很大◆在未達(dá)到截面承載力極限狀態(tài)之前，側(cè)向撓度f已呈不穩(wěn)定發(fā)展，即柱的軸向荷載最大值發(fā)生在荷載增長曲線與截面承載力Nu-Mu相關(guān)曲線相交之前◆這種破壞為失穩(wěn)破壞，應(yīng)進(jìn)行專門計算長細(xì)比l0/h>30的細(xì)長柱長柱(材料破壞)NMADN0N0e0N1N1e1N2N2e2OBCN1f1N2f2短柱(材料破壞)細(xì)長柱(失穩(wěn)破壞)E偏心距增大系數(shù)7.2.2偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算方法◆偏心受壓正截面受力分析方法與受彎情況是相同的，即仍采用以平截面假定為基礎(chǔ)的計

8、算理論，◆根據(jù)混凝土和鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，即可分析截面在壓力和彎矩共同作用下受力全過程?！魧τ谡孛娉休d力的計算，同樣可按受彎情況，對受壓區(qū)混凝土采用等效矩形應(yīng)力圖，◆等效矩形應(yīng)力圖的強度為a1fc，等效矩形應(yīng)力圖的高度與中和軸高度的比值為b1。矩形截面偏心受壓構(gòu)件計算一、大偏心受壓構(gòu)件基本平衡方程計算公式適用條件:基本平衡方程1.計算公式二、小偏心受壓構(gòu)件x=bxnss=Eses為