钢筋混凝土偏心受力构件图文.pptx

第一节第一节 概述概述偏心受力构件：偏心受力构件：作用的轴向力偏离构件截面的形心位置作用的轴向力偏离构件截面的形心位置的构件的构件偏心距：偏心距：轴向力偏离截面形心的距离轴向力偏离截面形心的距离偏心受压构件，又称压弯构件偏心受压构件，又称压弯构件偏心受拉构件，又称拉弯构件偏心受拉构件，又称拉弯构件分类分类从力的等效原理可知：从力的等效原理可知：等效等效（c c）双向偏心受压）双向偏心受压（a a）、（）、（b b）单向偏心受压）单向偏心受压（d d）、（）、（e e）单向偏心受拉）单向偏心受拉（c c）双向偏心受拉）双向偏心受拉第二节第二节 偏心受压构件的构造要求偏心受压构件的构造要求一、截面形式及尺寸方形柱的截面尺寸不宜小于方形柱的截面尺寸不宜小于250mm250mm（抗震设计时截面尺寸，（抗震设计时截面尺寸，P109）长细比常取长细比常取l0/b 30,l0/h 25（h和和b为截面高度与宽度）为截面高度与宽度）柱截面尺寸宜取整数柱截面尺寸宜取整数I形截面，翼缘厚度不宜小于形截面，翼缘厚度不宜小于120mm，腹板厚度不宜小，腹板厚度不宜小于于100mm，地震区采用，地震区采用I形截面柱时，其腹板宜再加厚形截面柱时，其腹板宜再加厚些。些。正方形、矩形、圆形、多边形、环形、正方形、矩形、圆形、多边形、环形、I形等形等二、纵向钢筋钢筋种类钢筋种类：HRB400，RRB400，HRB500 直径直径：12mm；间距：间距：净距50mm；垂直于弯矩作用平面的钢筋中距300mm布置：布置：弯矩作用方向对边；截面高度600mm，侧面设纵向构造钢筋配筋率：配筋率：最大配筋率全部纵向钢筋配率5%最小配筋率：全部全部纵向钢筋最小配筋百分率min(%)-附表11 截面一侧截面一侧纵向钢筋配筋率min(%)-附表11 直径直径：6mm 且 d/4(d为纵筋最大直径)间距：间距：15d(d为纵筋最小直径)，且 400mm,横截面的短边尺寸。全部纵向钢筋的配筋率超过全部纵向钢筋的配筋率超过3%时，时，箍筋直径箍筋直径:8mm间距：间距：10d(d为纵筋最小直径)，且 200mm,箍筋应做成封闭式采用复合箍筋的情形：当柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3根时；或当短边尺寸不大于400mm且各边纵向钢筋多于4根时三、箍筋图5-1 方形、矩形截面箍筋形式四、混凝土混凝土常用C30C40或更高减小构件截面尺寸，节省钢材减小构件截面尺寸，节省钢材强度不宜低于 C25保护层厚度-附表10（P392）第三节第三节 偏心受压构件的力学性能偏心受压构件的力学性能偏心受压构件的正截面受力性能可视为轴心受压构件(M0)和受弯构件(N0)的中间状况；或者说轴心受压构件和受弯构件是偏心受压构件的两个极端情形。一、试验研究结论1截面的平均应变符合平截面假定；2破坏形态分为两种：大偏心受压破坏（受拉破坏）大偏心受压破坏（受拉破坏）小偏心受压破坏（受压破坏）小偏心受压破坏（受压破坏）特征：特征：受拉钢筋先达到屈服强度，最终导致压区混凝土压碎截面破坏。这种破坏形态破坏形态与适筋梁的破坏形态相似，与适筋梁的破坏形态相似，为为延性破坏。条件：条件：轴向压力N的偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时。l大偏心受压破坏（受拉破坏）大偏心受压破坏（受拉破坏）特征：特征：混凝土先被压碎，近侧钢筋屈服，远侧钢筋可能受拉也可能受压，不屈服，破坏没有明显预兆，破坏突然，属于脆性破坏类型。条件：条件：轴向压力N的相对偏心距较小；或者 轴向压力N的相对偏心距虽大，但受 拉钢筋配置得太多。l小偏心受压破坏（受压破坏）小偏心受压破坏（受压破坏）一、试验研究结论3中长柱要考虑纵向弯曲(挠曲)的影响侧向挠度将引起附加弯矩Naf(也称二阶弯矩)。长细比小的短柱短柱，二阶弯矩可忽略，发生材料破坏材料破坏。长细比较大时的中长柱中长柱，二阶弯矩不可忽略，发生材料破坏材料破坏。长细比很大的细长柱细长柱，发生失稳破坏失稳破坏，应避免出现。4弯矩和轴心压力对偏心受压构件正截面承载力的影响在到达承载力极限状态时，截面承受的轴力N与弯矩M具有相关件，构件可以在不同轴力N与弯矩M的组合下到承载力极限状态。界限破坏界限破坏小偏心受压小偏心受压大偏心受压大偏心受压Nb二、大、小偏心的界限大、小偏心受压之间的根本区别：截面破坏时远离轴力的一侧钢筋是否屈服与区分适筋梁和超筋梁的界限与区分适筋梁和超筋梁的界限状态完全相同，状态完全相同，三、三、弯矩增大系数弯矩增大系数偏心受压构件考虑纵向弯曲影响的方法是：偏心受压构件考虑纵向弯曲影响的方法是：将构件两端截面按结构分析确定的对同一主轴的弯矩设计值M2(绝对值较大端的弯矩)乘以不小于1.0的增大系数，作为控制截面的弯矩设计值M。除排架结构柱外，考虑杆件自身挠曲影响的控制考虑杆件自身挠曲影响的控制截面弯矩设计值应按下列公式计算截面弯矩设计值应按下列公式计算：其中，当时取1.01.01 1 杆端弯矩同号时的二阶效应杆端弯矩同号时的二阶效应(1)控制截面的转移图5-17 杆端弯矩同号时的二阶效应(P-效应)什么情况下考虑增大系数？(2)考虑二阶效应的条件考虑二阶效应的条件满足下述三个条件中的一个条件时，就要考虑二阶效应：M1/M20.9或（M1为绝对值较小端弯矩，M2为绝对值较小端弯矩）轴压比N/fcA0.9或 lc/i34-12(M1/M2)lc为构件计算长度2 2 杆端弯矩异号时的二阶效应杆端弯矩异号时的二阶效应不必考虑图5-18 杆端弯矩异号时的二阶效应(P-效应)虽然轴向压力对杆件长度中部的截面将产生附加弯矩，增大其弯矩值，但弯矩增大后还是比不过端节点截面的弯矩值，即不会发生控制截面转移的情况，故不必考虑二阶效应。第四节第四节 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算一、一、基本计算基本计算 考虑到工程中实际存在着竖向荷载作用位置的不确定性、混竖向荷载作用位置的不确定性、混竖向荷载作用位置的不确定性、混竖向荷载作用位置的不确定性、混凝土质量的不均匀规取性、配筋的不对称性以及施工偏差等凝土质量的不均匀规取性、配筋的不对称性以及施工偏差等凝土质量的不均匀规取性、配筋的不对称性以及施工偏差等凝土质量的不均匀规取性、配筋的不对称性以及施工偏差等因素，规定必须计人轴向压力在偏心方向的附加偏心距。因素，规定必须计人轴向压力在偏心方向的附加偏心距。因素，规定必须计人轴向压力在偏心方向的附加偏心距。因素，规定必须计人轴向压力在偏心方向的附加偏心距。e ea a：20mm20mm和偏心和偏心 方向截面边长方向截面边长 1/30 1/30最大值最大值二、二、垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算第四节第四节 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力，此时可不计入弯矩的作用，的受压承载力，此时可不计入弯矩的作用，但应考虑稳定系数但应考虑稳定系数j j 的影响。的影响。对称配筋：即对称配筋：即A As s=A=As s，a as s=a=as s，钢筋规格相同钢筋规格相同三、矩形截面对称配筋的计算方法三、矩形截面对称配筋的计算方法（一）（一）截面设计截面设计1)1)判断偏心类型判断偏心类型 N Nb b=1 1f fc cb bx xb b h h0 0当当NNN Nb b 时，为大偏心时，为大偏心当当N N N Nb b 时，为小偏心时，为小偏心2 2）大偏心受压构件的计算大偏心受压构件的计算公式：公式：公式适用条件：公式适用条件：不满足（不满足（2 2）时，）时，2 2）大偏心受压构件的计算大偏心受压构件的计算对称配筋对称配筋 公式适用条件公式适用条件满足时，由公式（满足时，由公式（6-36-3），），计算过程：计算过程：公式（公式（66）2 2）大偏心受压构件的计算大偏心受压构件的计算不满足不满足 时，按公式（时，按公式（6-76-7）计算过程：计算过程：3 3）小偏心受压构件的计算小偏心受压构件的计算计算过程：计算过程：（已知：本题不需考虑二阶效应）（已知：本题不需考虑二阶效应）（二）（二）受压承载力校核受压承载力校核1 1）先假定大偏心，联立方程求解）先假定大偏心，联立方程求解x x已知已知e0，求轴向力设计值，求轴向力设计值求解步骤：求解步骤：2 2）判断）判断假定是否正确假定是否正确假定正确假定正确假定不正确假定不正确（二）（二）受压承载力校核受压承载力校核3 3）当）当x x x x b 时，为大偏压。将时，为大偏压。将x x 代入式代入式(6-6)(6-6)可可N N。4 4）当）当x x x x b时，为小偏心受压，时，为小偏心受压，联立方程求解联立方程求解轴向轴向力设计值力设计值N N。第七节第七节 偏心受拉构件的承载力偏心受拉构件的承载力分类：分类：分类：分类：大偏心受拉、小偏心受拉大偏心受拉、小偏心受拉大偏心受拉、小偏心受拉大偏心受拉、小偏心受拉大偏拉：N在 与 之外时。特点：截面部分受压，部分受拉。小偏拉：N在 与 之间时。特点：全截面受拉，砼因 开裂不能抗拉。