偏心受压构件的截面承载力计算.pptx

当纵向压力N作用线偏离构件轴线或同时作用轴压力及弯矩时，称为偏心受压构件。偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压构件和受弯构件。当纵向拉力N作用线偏离构件轴线或同时作用轴拉力及弯矩时，称为偏心受拉构件。正截面承载力计算，斜截面承载力计算7.2偏心受压构件正截面承载力计算7.2.1偏心受压构件正截面受压破坏形态一、偏心受压短柱破坏形态试验表明，偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关,钢筋混凝土偏心受压构件的破坏，有两种情况：e0较小时,全截面受压1、受拉破坏2、受压破坏产生受压破坏的条件有两种情况：⑴当相对偏心距e0/h0较小2、受压破坏⑴当相对偏心距e0/h0较小◆承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏具有脆性性质。偏心受压构件的破坏形态展开图二、两类偏心受压的“界限”因此，利用平截面假定和受压区极限应变值就可以像受弯构件一样，求出偏心受压构件理论界限受压区高度对于给定的截面、材料强度和配筋，达到正截面承载力极限状态时，其压力和弯矩是相互关联的，可用一条Nu-Mu相关曲线表示。四、偏心受压构件的二阶效应偏心受压构件在荷载作用下，由于侧向挠曲变形，引起附加弯矩，通常称为P-δ效应。对于长细比较大的构件，附加弯矩在计算中不能忽略。图示典型偏心受压柱，跨中侧向挠度为f。因此，对跨中截面，轴力N的偏心距为ei+f，即跨中截面的弯矩为M=N(ei+f)。在截面和初始偏心距相同的情况下，柱的长细比l0/h不同，侧向挠度f的大小不同，影响程度会有很大差别。长细比较小时，其侧向挠度小，引起的附加弯矩就小；长细比较大时，其侧向挠度大，引起的附加弯矩就大。1、两端弯矩同号时的P—δ效应M（2）两端弯矩相等时考虑Pδ附加弯矩的弯矩增大系数e近似取h=1.1h0，则截面曲率修正系数c（b）小偏心受压构件破坏时钢筋的拉应变达不到屈服应变，还可能为压应变。混凝土的极限压应变值随着偏心距的减小而减小，当为轴心受压时，混凝土的极限压应变0.002。构件截面的极限曲率值也是随着偏心距的减小而减小，截面所能承受的轴向压力N则随着偏心距的减小而不断增大。因此，《规范》取用界限状态下的承载力Nb与N的相对大小来间接反映偏心距对极限曲率的影响，即：（3）两端弯矩同号不相等时考虑P--δ附加弯矩承载力计算时对纵向弯曲引起的P—δ效应影响（附加弯矩）的考虑考虑P—δ效应影响的条件2、两端弯矩异号时的P—δ效应（二）结构有侧移偏心受压构件的二阶弯矩P—Δ效应7.2.2矩形截面偏心受压构件承载力计算公式一、区分大小偏心受压破坏的界限破坏二、矩形截面偏心受压构件承载力计算公式(1)计算公式ei——初始偏心距；e。——轴向力对截面重心的偏心距，e。＝M／N；ea——附加偏心距，取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中的大者；x——受压区计算高度。（2）适用条件2.矩形截面小偏心受压构件正截面承载力计算公式建立基本平衡式钢筋的应力s可由平截面假定求得当相对偏心距很小时，As’比As大得多，且轴向力N又很大时，也可能在离轴向力较远的一侧混凝土发生先压坏的现象。为避免这种反向破坏发生，《规范》规定当N＞fcA时，小偏压构件还应满足下列对As’取矩的内力条件，以保证As满足承载力要求。三、矩形截面不对称配筋的计算方法已知条件：截面内力N、M1、M2，构件计算长度l0，截面尺寸，材料强度等级。求：截面配筋As、As’大小偏压界限代入并整理得：3、分别按有关公式计算As、As’4、计算x或ξ，检查偏压类型假定的正确性，如不正确须重新计算。5、注意As、As’需满足最小配筋率的要求。6、最后尚应按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力是否满足要求。已知：b，h,l0，fc,fy,fy’,N，M1、M2。求：钢筋截面面积As及As’1大偏心受压构件的计算情况1)最后尚应验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力情况2)：(b)若x<2a’，时，则可偏于安全的近似取x=2a'，对受压钢筋A’s合力点取矩，计算As值例1(1)已知条件：矩形柱，b=300mm，h=400mm，as=as’=40计算长度l0=2.40m；砼强度等级C30，fc=14.30N/mm2；纵筋级别HRB400，fy=360N/mm2；轴力设计值N=396.00kN；弯矩设计值M2=218.00kN.m，M1=0.92M2(2)计算要求：计算As、As’(正截面受压承载力计算)例2(1)已知条件：矩形柱，b=300mm，h=500mm；as=as’=40,计算长度L=6m；砼强度等级C30，fc=14.30N/mm2；纵筋级别HRB400，fy=360N/mm2；轴力设计值N=160kN；弯矩设计值M2=M1=250.9kN.m422As’=1520mm2(2)计算要求：求AS（正截面受压承载