建筑结构课件：第3章受压构件2（2012）

四.偏心受压构件破坏形态偏心受压短柱的破坏形态与有关偏心距e0纵向钢筋配筋率分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏 1大偏心受压（受拉）破坏偏心距大、受拉钢筋适当时发生大偏心受压受拉区混凝土开裂受压区混凝土被压碎，受压钢筋屈服。受压区高度不断减小受拉钢筋屈服（1）破坏过程 （2）破坏条件偏心距大，或M大、N小，且受拉钢筋配置适量。（3）破坏特征受拉、受压钢筋均屈服，混凝土被压碎，类似适筋梁，具有延性破坏性质。承载力主要取决于受拉侧钢筋。 （1）破坏过程2小偏心受压（受压）破坏破坏开始于离轴向力近的一侧受压区混凝土压应变达到最大，混凝土被压碎，受压钢筋屈服。钢筋受压不屈服钢筋受拉不屈服 小偏心受压（受压破坏）截面受力偏心距e0很小或较小偏心距e0较大，但As配筋太多 （3）破坏特征离轴向力近的一侧受压区混凝土被压碎，受压钢筋屈服；离轴向力远的一侧可能受拉，也可能受压，但一般情况下，钢筋均不屈服，类似超筋梁，脆性破坏。（2）破坏条件偏心距小或受拉钢筋配置太多。 3.受拉破坏和受压破坏的界限受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应变同时发生。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。相对界限受压区高度 3.受拉破坏和受压破坏的界限受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应变同时发生。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。相对界限受压区高度 相对界限受压区高度当为大偏心受压（受拉破坏）当为小偏心受压（受压破坏） （2）附加偏心距：（3）初始偏心距：4.附加偏心距和初始偏心距（1）荷载（计算）偏心距：取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中较大者。为考虑施工误差、荷载作用位置的不确定性、材料不均匀等因素导致工程中不存在理想的轴心受压构件而引入 5.偏心受压柱的破坏类型短柱：长柱：细长柱： 偏心受压柱受力时跨中截面，轴力偏心距ei+f跨中有侧向挠度f截面和初始偏心距相同时，柱的长细比大，侧向挠度f大，破坏形式不同。跨中截面弯矩为N(ei+f) 当长细比增大到一定值时，需要考虑纵向弯曲对承载力的影响。N增大，侧向挠度f增大侧向挠度f大弯矩比N增加速度快偏心距增大跨中截面弯矩增大偏压构件截面弯矩受轴力与f变化影响的现象称为压弯效应或二阶弯矩。 短柱和长柱是材料强度耗尽的破坏，承载力高、经济，工程中允许使用。细长柱破坏突然，材料强度未充分利用，承载力低且不经济，工程中应尽量避免。 6.弯矩增大系数纵向弯曲使原偏心距增大，引起二阶弯矩，使长柱承载力降低，长细比越大，承载力降低越多。偏心受压柱用弯矩增大系数考虑二阶弯矩对柱承载力的影响。 考虑二阶效应的条件杆端弯矩同号时，发生控制截面转移的情况并不普遍。规范规定，当只要满足下述三个条件之一时，应考虑二阶效应。杆端弯矩同号时的二阶效应 考虑P-δ效应后控制截面的弯矩设计值 7.对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算实际工程中，受压构件常承受变号弯矩作用，当弯矩数值相差不大，可采用对称配筋。采用对称配筋不会在施工中产生差错，故有时为方便施工或对于装配式构件，也采用对称配筋。对称配筋即，，其界限破坏状态时轴力为 除考虑偏心距大小外，还要根据轴力大小的情况判别属于哪一种偏心受力情况。时，为大偏心时，为小偏心 （1）大偏心受压构件：由于对称配筋，公式可写为：进一步得到：为判别大、小偏心条件！ 若，为大偏心，将其代入公式可得到： 若计算出，取，则（以为力矩中心）：式中： （2）小偏心受压当，或时为小偏心受压。 两个平衡方程，两个未知数，但需解一元三次方程，规范给出的近似公式（与精确解的误差很小，满足一般设计精度要求）： 解出后： （3）对称配筋截面设计的主要步骤求，，由公式判别大小偏心；按相关公式计算配筋面积，并验算最小配筋率；按轴心受压验算垂直于弯矩作用平面的承载力。