第七章：钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,研制单位：湖南大学,高等教育出版社,高等教育电子音像出版社,混凝土结构设计原理,(,第,7,章电子教案,),进入,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,第,7,章,钢筋混凝土偏心受力构件承载力,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,本章重点,了解偏心受压构件的受力特性；掌握两类偏心受压,构件的判别方法；,熟悉偏心受压构件的二阶效应及计算方法；,掌握两类偏心受压构件正截面承载力的计算方法,;,了解双向偏心受压构件正截面承能力计算,;,掌握偏心受拉构件的受力特性及正截面承载力计算,;,掌握偏心受力构件斜截面受剪承载力计算,;,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,7.1,概 述,纵向力不与构件轴线重合的受力构件称为,偏心受力构件,。,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,偏心受压构件正截面承载力计算,7.2,初始偏心距,初始偏心 距,理论偏心 距,附加偏心 距,7-1,e,a,20mm,(1/30),偏心方向,截面边长,7-2,7-3,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,二阶效应,二阶效应,轴力在结构变形和位移时产生的附加内力。,无侧移,有侧移,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,(1),偏心距增大法,N,N,e,i,a,f,e,i,=1,+,f,/,e,i,7,-4,7-5,又,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,考虑徐变影响后，乘以增大系数,1.25,，得：,再考虑偏心距和长细比的影响，得,：,7-6,7-7,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,令,得：,7-8,截面曲率修正系数,构件长细比对截面曲率的影响系数,构件计算长度,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,当偏心受压构件的长细比,l,0,/i,17.5,（对应的矩形截面为,l,0,/h,5,）时，可取,=1.0,；当,l,0,/i,17.5,时，要按上式计算。,7-9,7-10,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,(2),刚度折减的弹性分析法,采用有限元程序进行结构弹性分析，分析过程中应将构件刚度折减：,梁 为,0.4,；柱为,0.6,；,剪力墙、核心简壁为,0.6,按这样求得的内力可直接用于截面设计，,e,i,不需要再乘,系数。,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,7.2.1,偏心受压构件的破坏特征,2.,大偏心受压,特点：截面部分受压、部分受拉。受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后压碎，受压钢筋也屈服。材料被充分利用。,特点：截面可能全部受压。也可能部分受压、部分受拉。破坏时，离纵向力较近的一边混凝土压碎，钢筋屈服；离纵向力较远一侧的钢筋不论受拉还是受压都不屈服。,1.,小偏心受压,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,小偏心受压时的应力可按下式近似计算：,判别方法：,大偏压,：,小偏压,：,b,的取值与受弯构件相同。,近似判别方法：,大偏压：,小偏压：,7-11,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,7.2.2,建筑工程中偏心受压构件承载力计算,矩形截面非对称配筋构件正截面承载力,7-12,7-13,7-14,大偏压,：,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,补充条件,:,7-15,7-16,7-17,适用条件,:,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,小偏压：,7-18,7-19,7-20,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,7-21,7-22,式中,:,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,当,e,0,0.15,h,0,且,N,f,c,bh,0,时，尚应验算,A,s,一侧受压破坏的可能性。,7-23,7-24,此时不考虑,，,e,i,中扣除,e,a,。,式中：,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力,大偏压：,1.,判别式,：,b,或,e,i,0.3,h,0,且,N,1,f,c,b,bh,0,2.,计算式 ：由式（,7-12,）得：,7-25,7-26,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,小偏压：,1.,判别式：,b,或,e,i,0.3,h,0,但,N,f,c,b,bh,0,2.,计算式 ：,由式（,7-18,）有：,7-27,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,以式,(27),代入式,(13),得：,7-28,7-29,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,式,(7-29),为,的三次方程，可用迭代法或近似法求解。,则式,(7-29),可写成,7-30,7-31,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,为计算方便，对各级热轧,钢筋，,y,与,的关系统一取为：,7-32,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,将式（,7-32,）代入式（,7-31,），经整理后得：,由式（,7-19,）得：,7-33,7-34,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力,概述：,小偏压,大偏压,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,1.,先假定中和轴在翼缘内，则,:,大偏压,（,b,）：,7-35,7-36,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,7-37,7-38,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,7-39,7-40,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,7-41,7-42,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助直接计算复杂，常采用倪克勤方法近似计算。,该法假定材料处于弹性阶段，在轴压、单偏压、双,偏压情况下，截面应力都能达允许应力,，由材料,力学可得：,双向偏心受压构件的正截面承载力,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,轴压,7-43,x,方向单偏压：,7-44,y,方向单偏压：,7-45,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,双偏压：,7-46,由式（,46,）有：,7-47,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,N,ux,轴力作用于,x,轴，并考虑相应的计算偏心距,x,e,ix,后，按全部纵向钢筋计算的构件受压,承载力设计值；,7-48,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,N,uy,轴力作用于,y,轴，并考虑相应的计算偏心距,y,e,iy,后，按全部纵向钢筋计算的构件受压承载力设,计值；,N,u0,截面轴心受压承载力设计值。,公式,(48),是一个截面承载力复核式。因此，设计时要先假定截面尺寸、材料强度和配筋多少，然后按式,(48),核算，至满足时为止。,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,偏心受压构件斜截面承载力,计算公式,7-49,计算截面的剪跨比,与剪力设计值相应的轴向压力设计值,当,N,0.3,f,cA,时，取,N,=0.3,f,c,A,。,A,为构件的截面面积。,计算截面的剪跨比应按下列规定取用：,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,=,M,/,Vh,0,，,对框架结构的柱，当其反弯点在层,高范围内时，可取,=,H,n,/2,h,0,；当,3,时，取,=3,；此处，,H,n,为柱净高。,对其他偏心受压构件，当承受均布荷载时，取,=1.5,；当承受集中荷载时，取,=,a,/,h,0,，当,3,时，取,=3,。此处，,a,为集中荷载至支座或节点边缘的距离。,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,可按构造配置箍筋的条件,矩形截面应满足的条件,7-50,7-51,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,7.2.3,公路桥涵工程偏心受压构件正截面承载力,计算方法,与建筑工程中偏压构件有许多相同之处，但不考虑附加偏心距影响。,矩形截面偏心受压构件正截面承载力,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,基本公式,轴力偏心 距,其他情况与建筑工程中偏心受压构件承载力计算相似。,7-52,7-53,轴力作用点至离轴力较远一侧钢筋的距离,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,7.3,偏心受拉构件正截面承载力计算,7.3.1,偏心受拉构件的受力特点,小偏拉：,N,在 与 之间时。全截面受拉，混凝土因开裂不能抗拉。,大偏拉：,N,在 与 一侧时。截面部分受压，部分受拉。,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,732,建筑工程偏心受拉构件正截面承载力计算,1.,小偏心受拉构件正截面承载力,分别对,A,s,与 的重心取矩可得：,7-54,7-55,其中：,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,2.,大偏心受拉构件正截面承载力,7-56,7-57,适用条件,:,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,3.,偏心受拉构件斜截面承载力,截面尺寸应满足的条件,受剪计算公式,7-58,7-59,计算截面的剪跨比,与剪力设计值,V,相应的轴力设计值,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,1.,小偏拉构件正截面承载力,733,公路桥涵偏心受拉构件正截面承载力计算,7-60,7-61,小偏拉,大偏拉,第,7,章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,2.,大偏拉构件正截面承载力,7-62,7-63,适用条件,:,