偏心受压格构柱设计
混凝土柱设计中的偏心受压研究
混凝土柱设计中的偏心受压研究一、背景和意义混凝土柱是建筑结构中重要的承载构件，常常承受竖向荷载和剪力作用。
在实际工程中，由于各种原因，柱的受力状态可能会变得复杂，例如柱的受力偏心可能会导致柱的受压破坏。
因此，研究混凝土柱设计中的偏心受压现象，对于提高混凝土柱的受力性能和安全性具有重要的意义。
二、偏心受压的定义和分类偏心受压是指轴向受力作用下混凝土柱的受力偏心所引起的受压破坏。
偏心受压的分类与偏心距的大小有关，可分为小偏心受压和大偏心受压。
小偏心受压是指偏心距小于柱截面尺寸的1/6时，混凝土柱的受力偏心可以近似看作是纯轴向受力和轴向弯曲受力的叠加。
在设计时，可以将偏心距计入柱的截面尺寸中，采用几何相似原理进行计算。
大偏心受压是指偏心距大于柱截面尺寸的1/6时，混凝土柱的受力偏心会引起轴向压应力和弯曲应力的不均匀分布，从而引起柱的受压破坏。
在设计时，必须考虑偏心距所引起的偏心率和弯矩增大系数等因素，采用复杂计算方法进行设计。
三、偏心受压的影响因素偏心受压的受力状态受到多种因素的影响，主要包括以下几点：1.偏心距大小：偏心距越大，柱的受力状态越复杂，受力偏心越容易引起偏心受压。
2.柱截面形状：柱的截面形状对偏心受压的受力状态有重要影响。
一般来说，矩形截面的偏心受压性能较好，而圆形和多边形截面的受力性能较差。
3.混凝土强度：混凝土的强度直接影响柱的受力性能。
一般来说，混凝土的强度越高，柱的受力性能越好。
4.纵向配筋率：纵向配筋率对柱的受力性能也有重要影响。
适当增加纵向配筋率可以提高柱的受力性能，但过多的纵向配筋会增加柱的刚度，降低柔性，对柱的受力性能不利。
四、偏心受压的设计方法在混凝土柱设计中，为了避免偏心受压现象的发生，需要采用合适的设计方法，保证柱的受力状态稳定可靠。
具体的设计方法如下：1.确定偏心距大小：在设计时，需要根据实际情况确定偏心距大小，并考虑柱的截面形状、混凝土强度和纵向配筋率等因素进行综合考虑。
《偏心受压柱》课件
节点设计
节点设计是结构设计的关键环节 ，需要考虑节点的连接方式、传
力路径和构造要求。
构造措施
根据计算结果和节点设计，采取 相应的构造措施，如加腋、加强 筋等，以提高柱的承载能力和稳
定性。
04
偏心受压柱的施工与维护
Chapter
施工工艺
基础施工
按照设计要求进行基础开挖、 排水、混凝土浇筑等作业，确 保基础稳固。
材料选择
钢材
高强度钢材能够提供良好的承载 能力和耐久性，适用于大型建筑
和重要结构。
混凝土
混凝土具有较好的抗压性能和耐久 性，适用于一般民用建筑和临时结 构。
其他材料
根据特殊需求，可以选择其他适合 的材料，如铝合金、玻璃钢等。
结构设计
计算分析
根据柱的承载要求和使用环境， 进行详细的计算和分析，确定合
《偏心受压柱》PPT课件
目录
• 偏心受压柱的基本概念 • 偏心受压柱的受力分析 • 偏心受压柱的设计与优化 • 偏心受压柱的施工与维护 • 偏心受压柱的案例分析
01
偏心受压柱的基本概念
Chapter
定义与特性
定义
偏心受压柱是指承受轴向力和弯 矩的柱子，其中轴向力偏离柱子 的中心线。
特性
偏心受压柱在承受压力时会产生 弯曲和剪切变形，其承载能力与 截面尺寸、材料强度、偏心距等 因素有关。
质量检测
对偏心受压柱的尺寸进行测量， 包括长度、直径、厚度等，确保 符合设计要求。
对柱体与其他结构或部件的连接 部位进行检查和试验，确保连接 牢固、无松动现象。
外观检测 尺寸检测 强度检测 连接检测
对偏心受压柱的外观进行检查， 包括表面平整度、无裂纹、无明 显缺陷等。
采用外粘钢加固法对偏心受压框架柱进行加固设计的探讨
2008年第8期总第122期福 建 建 筑F uji an A rchitec t ure &ConstructionN o8#2008V ol #122采用外粘钢加固法对偏心受压框架柱进行加固设计的探讨严 林(福建省闽鑫建设工程有限公司 365000)摘 要:5混凝土结构加固设计规范6已于2006年11月1日开始实施。
该规范必须也必然与已有的5混凝土结构设计规范6有着基本的相容性。
笔者以一个混凝土柱的结构加固设计验算实例,对建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会编写的5加固计算例题6,作一种类型(偏心受压构件)的设计计算范例的补充;同时,对5混凝土结构加固设计规范6中关于/外粘型钢加固法0的偏心受压构件的计算公式中存在的缺陷提出看法和加以纠正,并与从事结构加固行业的专家和技术人员共同商讨。
关键词:加固设计规范 设计计算探讨 外粘型钢 加固中图分类号:TU 74613 文献标识码:B 文章编号:1004-6135(2008)08-0044-03R evie w of R ei n forci n g Fram e P illar Pressed by Far Aw ay Eccentricit yby Applyi n g External Adhesion Stee lR einforce m entY an L i n(Fu jian M i nx i n Constructi on and Eng i neer i ng Fu j an San m ing Co 1,L td 1 365000)Abst ract :/R e i n f o rc i ng D esi gn Spec ifi cati on for appli cable concre te struct ure 0has been ca rr ied out since November 1,2006,w hich also ce rtainly has t he foundationa l compati b l eness w ith /D esi gn Spec ifica tion f o r t he Concre te Struct ure 01T aking one re i nforc i ng desi gn calcu -l us of concre te fra m e co l u mn struc t ure as an exa m ple ,w e have m ade up one type o f design ca l culation case(eccentr i c co m pressi on co m po -nent)f o r "reinforci ng ca lcu l ation exa m ple"republi shed by Bu ildi ng Iden tificati on and R e i n f o rc i ng Spec ifi cation M anag e m ent Comm ittee ,M i n istry o f Constructi on ;M ean wh ile ,w e have g i ven so m e op i n i ons and correcti ons for the defects ex isti ng i n the ca l culati on for m ula for the eccentr i c co m pression co m ponent of outer sti ck i ng steel re i nforcing me t hod o f /R e i nforc i ng D esign Specificati on for t he concrete structure 0,and consu lti ng w ith the spec i a li sts and t he techn icians engag ed i n the structural re i nforc i ng i ndustry 。
偏心受压柱
5.3.3 偏心受压柱
5.3.3.6 矩形截面对称配筋偏心受压构件的计算方法
（2）小偏心受压
由上述公式求得的
时，可按小偏压构件计算。
但必须注意，公式是由大偏压公式推得的，因此这个x值并
不是小偏压破坏时的准确的受压区高度。这时的x（或ξ）可
按下面的近似公式求出：
ξ求得后，
5.3.3 偏心受压柱
5.3.3.1 偏心受压构件正截面的破坏形态和机理 试验表明，从加荷开始到接近破坏为止，偏心受压构
件截面的平均应变分布也都较好地符合平截面假定。 两类破坏形态： ①大偏心受压破坏（受拉破坏）：见图5-68。
◆ 截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力 随荷载增加发展较快，首先达到屈服。
e0 N
f
5.3.3 偏心受压柱
5.3.3.4 结构二阶效应的考虑
（1）长细比对偏心受压柱受压承载力的影响 从二阶效应的角度可把偏心受压构件的受力情况区分为
以下三类：图5-73。 ① 偏心受压短柱（l0/h≤5）： ◆ 侧向挠度 f 与初始偏心距ei相比很小； ◆ 柱跨中弯矩M=N(ei+f ) 随轴力N的增加基本呈线性增长； ◆ 直至达到截面承载力极限状态产生破坏； ◆ 对短柱可忽略挠度f影响。 ◆ 破坏属于材料破坏。
5.3.3 偏心受压柱
5.3.3.4 结构二阶效应的考虑 （2）偏心距增大系数η 《规范》给出η的计算公式为：
式中 ei—初始偏心距； ξ1—偏心受压构件的截面曲率修正系数， 当ξ1>1.0时，取ξ1=1.0；
，即
ξ2—构件长细比对截面曲率的影响系数，当l0/h<15时， ξ2=1.0；当l0/h≥15时，ξ2=1.15-0.01l0/h；l0——构件的计算长度。
轴向受力构件2—偏心受压柱参考幻灯片
6.3.4 偏心受压长柱的纵向弯曲影响
6.3.4.1 偏心距增大系数η 《规范》给出η的计算公式为：
式中 ei—初始偏心距；
ξ1—偏心受压构件的截面曲率修正系数，
，即
当ξ1>1.0时，取ξ1=1.0； A为构件的截面面积，对T形、I形
着荷载的增大而不断加大的，
因而弯矩的增长也就越来越快。
我们把截面弯矩中的Ne0称为初 始弯矩或一阶弯矩，而把Nf称
为附加弯矩或二阶弯矩。见图。
6.3.4 偏心受压长柱的纵向弯曲影响
6.3.4.1 偏心距增大系数—二阶效应
（1）长细比对偏心受压柱受压承载力的影响 从二阶效应的角度根据长细比的不同，可把偏心受压构
6.3 偏心受压构件正截面承载力计算
偏心受压：既受压力，又受弯矩（有时还有剪力），是轴压 和受弯的中间状态，而轴压和受弯是它的两个极端。
偏心受压（单向偏心）构件的配筋：纵筋沿与偏心轴垂直的 截面的两个边缘（弯矩作用方向的两个对边）配置，离偏心压力 较近一侧的纵筋为受压钢筋，用As/表示，另一侧可能受拉也可能 受压，但一律用As表示。
6.3.4 偏心受压长柱的纵向弯曲影响
6.3.4.1 偏心距增大系数—二阶效应 N
N0
Nus Num
Nusei Numei
Nul Nul ei
Num fm Nul fl
M0
M
图
6.3.4 偏心受压长柱的纵向弯曲影响
6.3.4.1 偏心距增大系数—二阶效应
② 比较细长的偏压柱（中长柱或长柱）（5<l0/h≤30）： ◆ f 与ei相比已不能忽略； ◆ f 随轴力增大而增大，柱跨中弯矩M = N ( ei + f ) 的增长 速度大于轴力N的增长速度； ◆ 即M随N 的增加呈明显的非线性增长； ◆ 虽然最终在M和N的共同作用下达到截面承载力极限状态， 但轴向承载力明显低于同样截面和初始偏心距情况下的短柱； ◆ 因此，对于中长柱，在设计中应考虑附加挠度 f 对弯矩 增大的影响。
混凝土柱体偏心受压设计标准
混凝土柱体偏心受压设计标准混凝土柱体偏心受压设计标准一、前言混凝土柱体偏心受压是建筑结构中常见的一种受力形式，其设计标准的制定对于保障建筑结构的安全和稳定具有重要的意义。
混凝土柱体偏心受压设计标准应该包括强度、稳定和变形等方面的内容，以确保结构在使用期内能够满足安全、可靠和经济的要求。
二、设计要求1. 设计基本要求混凝土柱体偏心受压的设计应符合以下基本要求：（1）满足结构强度要求，在正常使用状态下不产生过度的裂缝和变形；（2）满足结构稳定要求，确保在极限状态下结构不会失稳或破坏；（3）满足经济性要求，尽可能降低建筑成本。
2. 强度设计要求混凝土柱体偏心受压的强度设计应符合以下要求：（1）按规范要求选用适宜的混凝土等级和钢筋等级；（2）计算柱的截面承载力和抗弯承载力，以满足规范要求；（3）考虑柱的偏心受压作用，计算柱的轴心受压承载力和侧向稳定承载力，以满足规范要求。
3. 稳定设计要求混凝土柱体偏心受压的稳定设计应符合以下要求：（1）计算柱的稳定系数，以满足规范要求；（2）采用适当的构造措施，如加强柱的截面、增加柱的截面尺寸、增加钢筋等，以提高柱的稳定性；（3）考虑柱的侧向位移，计算柱的侧向位移限值，以确保柱的侧向稳定。
4. 变形设计要求混凝土柱体偏心受压的变形设计应符合以下要求：（1）计算柱的变形，以满足规范要求；（2）采用适当的构造措施，如加强柱的截面、增加柱的截面尺寸、增加钢筋等，以控制柱的变形。
三、设计步骤混凝土柱体偏心受压的设计步骤应包括以下内容：1. 确定柱的受力形式和设计荷载；2. 选定混凝土等级和钢筋等级；3. 根据柱的受力形式和偏心度计算柱的截面承载力和抗弯承载力，确定柱的截面尺寸和钢筋数量；4. 计算柱的轴心受压承载力和侧向稳定承载力，确定柱的轴心受压承载力和侧向稳定系数；5. 计算柱的稳定系数，确定柱的稳定性；6. 计算柱的变形，确定柱的变形量和变形控制措施。
四、设计注意事项在混凝土柱体偏心受压的设计过程中，应注意以下事项：1. 应按规范要求选用适宜的材料；2. 应确保柱截面的几何尺寸和钢筋布置符合规范要求；3. 应考虑柱的偏心受压作用，并根据规范要求计算轴心受压承载力和侧向稳定承载力；4. 应采用适当的构造措施，如加强柱的截面、增加柱的截面尺寸、增加钢筋等，以提高柱的稳定性；5. 应考虑柱的变形，并采取适当的措施控制柱的变形。
混凝土柱体偏心受压设计标准
混凝土柱体偏心受压设计标准一、前言混凝土结构是现代建筑结构的主要构成部分，柱体作为混凝土结构中的承重构件，承受着楼层及其它荷载的作用，其设计对于建筑结构的安全性和稳定性至关重要。
本文主要介绍混凝土柱体偏心受压设计标准，以期提高混凝土结构的安全性和可靠性。
二、混凝土柱体偏心受压设计标准的适用范围混凝土柱体偏心受压设计标准适用于各类混凝土柱体的设计，包括普通混凝土柱、预应力混凝土柱等。
三、混凝土柱体偏心受压设计标准的基本原则1. 采用极限状态设计方法，确保柱体在极限状态下的安全性和可靠性；2. 采用等效荷载法进行计算，确保柱体承受的荷载符合设计要求；3. 在柱体的截面中心轴线与受压边缘之间引入偏心距，考虑柱体的偏心受压情况；4. 采用双曲线拟合法进行截面承载力计算，确保柱体的受压承载力和受拉承载力的准确性；5. 在设计中考虑柱体的变形和屈曲稳定性，确保柱体在使用过程中的安全性和稳定性。
四、混凝土柱体偏心受压设计标准的计算方法1. 确定柱体所受荷载类型和大小，包括自重荷载、楼层荷载、风荷载、地震荷载等；2. 根据荷载类型和大小，确定柱体所需的截面尺寸和钢筋配筋；3. 计算柱体的偏心距，根据偏心距确定柱体的受压边缘和受拉边缘；4. 根据受压边缘的截面形状、材料特性和受压钢筋配筋，采用双曲线拟合法计算受压承载力；5. 根据受拉边缘的截面形状、材料特性和受拉钢筋配筋，采用双曲线拟合法计算受拉承载力；6. 根据柱体的偏心距、截面尺寸、受压承载力和受拉承载力，采用等效荷载法计算柱体的抗弯承载力；7. 根据柱体的抗弯承载力和弯矩大小，计算柱体的应力状态；8. 检查柱体的变形和屈曲稳定性，确保柱体在使用过程中的安全性和稳定性。
五、混凝土柱体偏心受压设计标准的设计要点1. 在设计中要充分考虑柱体所受荷载类型和大小，确保柱体能够承受合理的荷载；2. 在设计中要充分考虑柱体的偏心距，确保柱体偏心受压时的承载能力；3. 在设计中要充分考虑柱体的截面尺寸和钢筋配筋，确保柱体的强度和稳定性；4. 在设计中要充分考虑柱体的变形和屈曲稳定性，确保柱体在使用过程中的安全性和稳定性；5. 在设计中要充分考虑柱体的施工工艺和质量控制，确保柱体的质量和可靠性。
受压构件—圆形截面偏心受压构件(结构设计)
正截面承载力计算的基本假定
对于周边均匀配筋的圆形偏心受压构件，当纵向 钢筋不少于6根时，可以将纵向钢筋化为面积
n
为
，Asi
i 1
半径为 rs的
等效钢环。
圆形截面偏心受压构件---正截面承 载力计算
正截面承载力计算
基本方程
Nu Dc Ds Mu Mc Ms
正截面承载力计算
(1)计算中和轴位置xc，相应圆心角之半为
正截面承载力计算的基本假定
在桥梁结构中，特别是在桥梁的墩台结构及基础结 构中，圆形截面是常用的结构形式，如：圆形截面柱 式桥墩、钻孔灌注桩基础等等，其纵向钢筋一般均采 用沿圆周均匀等距布置做法。
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62—2004）对偏心受压圆形截面钢筋混凝 土截面配筋的计算给出了混凝土等级≤C50的标准计 算公式，公式中：A，B，C，D为有关公式混凝土承 载力、钢筋承载力的计算系数，它们和混凝土受压区 高度、钢筋等级、纵向钢筋所在圆周的半径与圆形截 面半径之比（钢筋半径相对系数）有关。
(5)实际中和轴位置为
xc r(1 2 )
正截面承载力计算 ——具体表达式
1)受压区混凝土的应力合力Dc
Dc fcd Ac
其中：Ac
2c
sin 2
2c
r2
若令：A 2c sin 2c
2 则：Dc Ar2 fcd
正截面承载力计算
2)受压区混凝土的应力合力对y y轴的力矩M c
M c fcd Ac zc
As r2
正截面承载力计算
2.截面复核 仍采用试算法
e0
Bfcd Dgfsd Afcd Cfsd
设计时，先假设ξ,根据附表查的相应的系数
06-2偏心受压构件
适用条件：
对矩形截面受压构件，其截面应符合：
V Vu
1 . 75
1 .0
f t bh 0 0 . 07 N )
对矩形截面受压构件，截面剪力如果符合：
V 0 . 25 c f c bh 0
则可不进行承载力计算，直接按构造要求配箍。
偏心受压构件的构造要求
轴心受压柱的纵向受力钢筋、箍筋以及混凝土保护层的各项 构造措施均适用于偏心受压柱，此外，在值心受压拄中还应 满足下列构造要求： (一)截面形式及尺寸 偏心受压柱多采用矩形截面，且将长边布置在弯矩作用方 向。长短边的比值一般在1.0~2.0范围内变化，当偏心距较大 时，可适当加大，但最大不宜超过3.0。 正方形柱网无梁顶盖中的支柱，由于弯矩可能作用在两个 相互垂直方向中的任意一方，故可采用正方形截面，并在两 个相互垂直的方向均采用对称配筋。
规范规定，当采用热轧钢筋作箍筋时，共直径不应小于d ／4，且不应小于6mm； 箍筋间距不应大干400mm，且不应大于构件截面的短边 尺寸，而且在绑扎骨架中不应大于15d，在焊接骨架中不应 大于20d，此处d为纵向钢筋的最小直径。 当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%时，则箍筋直 径不宜小于8mm，且应焊成封闭式环，其间距不应大干 l0d(d为纵向钢筋的最小直径)．且不应大于100mm。
二、大、小偏心受压构件的界限
受拉破坏，受拉侧钢筋先屈服，而后压区混凝土 压坏。 ☆界限破坏———受拉钢筋屈服的同时，受压区混 凝土刚好达到极限压应变εcu。 受压破坏，受压区混凝土先压坏，而另一侧钢筋 可能受拉，也可能受压，但未屈服。
界限破坏——当纵向受拉钢筋屈服的同时，受压 区边缘混凝土达到极限压应变。它与正截面界限破 坏的概念是相同的。
' ' '
钢筋混凝土偏心受压柱设计分析
钢筋混凝土偏心受压柱设计分析在钢筋混凝土受压柱设计过程中，经常会出现一些与设计要求相违背的情况，这些情况一旦出现，钢筋混凝土偏心受压柱的实际承载能力就会受到影响，下面我们就钢筋混凝土受压柱设计中需要注意的一些问题进行简要的探讨与分析。
1偏心受压柱破坏形态分析不当影响承载能力1.1设计中对单向、双向偏心受压柱承载能力分析结合纵向作用位置，可以将偏心受压柱分为双向和单向偏心两种形式，如果构件承受的纵向压力的主轴方向皆为偏心，或者同时受到量和轴平面弯矩、和轴向力时，此构件则为双向偏心受压构件。
经过大量试验证明，双向偏心受压构件和单向偏心受压构件所承受的正截面能力基本上是相同的，但是因为双向偏心受压构件一旦受到破坏，那么它的中和轴就不会再与截面主轴垂直，这样一来受压区的形态与以前相比就会显得更加复杂，可能会呈现出梯形、五边形或者三角形等等。
与此同时，钢筋所受到的应力也会显得十分不均匀，虽然一些应力也已达到预期的屈服程度，但是其它一些应力显得比较小，甚至与中和轴相结合，那么其应力较小也是必然的结果。
从现行的实践中来看，都是通过近似公式对其进行计算，其计算过程中需要对一些参数进行确定，从一定程度上来说这为计算带来了很多不便，这样一来其中大量数据就会显得不再精确、可靠。
为了对柱子的承载能力进行保证，在柱子的设计过程中应该对以下事项进行注意：首先，在设计过程中，为了使柱子的经济性和适用性得到保证，双向偏心柱受到普遍青睐，基于以上原因，在设计过程中通常会将柱子设计为轴心受压柱或者单向偏心受压柱，这样就可以有效避免双向偏心计算过程中存在的不直接性，这样一来计算过程就会变得非常简单，同时还能有效保证结构的可靠性以及柱子的承载能力。
其次，将柱子设计成为双向偏心柱，而计算过程以单项偏心为计算依据，将钢筋选择为= ，保证配筋的对称性，这样的设计会对柱子的承载能力产生明显的影响。
第三，一般来说，单项偏心柱的偏心纵向压力在柱截面短边发生作用是比较好的，在设计过程中将偏心纵向压力作用于柱截面短边，柱子的承载能力也会受到明显的影响。
混凝土结构：2-1轴心受压柱设计
柱的箍筋一般采用HPB235级钢筋、HRB335级钢筋，也 可采用HRB400级钢筋，且应做成封闭式，并与纵筋绑扎或焊 接形成整体骨架。
（2）直径
一端固定，一端自由
注：l —构件支点间长度。
计算长度l0 0.5l 0.7 l 1.0 l 2.0 l
二、普通箍筋柱的计算
（一）计算公式 （二）截面设计 （三）承载力复核
（一）计算公式
根据上述受力分析，轴心受压柱 正截面受压承载力计算简图如图3-9 所示。
根据计算简图和内力平衡条件， 并满足承载能力极限状态设计表达 式的要求，可得轴心受压普通箍筋 柱正截面受压承载力计算公式： KN≤φ（fcA+fy′As′）
表3-1 钢筋混凝土轴心受压柱的稳定系数φ
≤8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
l0/i ≤28 35 42 48 55 62 69 76 83 90 97
φ
1.0 0.98 0.95 0.92 0.87 0.81 0.75 0.70 0.65 0.60 0.56
L0/b 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 L0/i 104 111 118 125 132 139 146 153 160 167 174 φ 0.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.29 0.26 0.21 0.19
实际工程中，真正的轴心受压柱是不存在的。因为实际的 荷载合力对构件截面重心来说总是或多或少存在着偏心.
例如:混凝土浇注不均匀，构件尺寸的施工误差，钢筋的 不对称布置，装配式构件安装定位的不准确，都会导致轴向力 产生偏心。当偏心矩小到在设计中可忽略不计时，如等跨柱网 的内柱、只承受节点荷载的桁架压杆、码头中的桩等结构，则 可近似按轴心受压柱计算。
结构设计原理偏心受压构件课件
偏心受压构件的重要性
01
实际工程中，许多结构如框架、 剪力墙等都存在偏心受压构件， 其承载能力和稳定性对整体结构 的性能和安全至关重要。
02
偏心受压构件的承载能力直接关 系到结构的承载力和稳定性，因 此对其设计、分析和研究具有重 要的实际意义。
偏心受压构件的受力特点
偏心受压构件在受力时，不仅承受竖 向压力，还承受弯矩作用，导致构件 产生弯曲变形。
承载能力的相关因素
材料性能
材料强度、弹性模量等性能参数对偏 心受压构件的承载能力有直接影响。
截面尺寸和形状
施工质量和环境条件
施工质量、构件的防腐、防火措施等 因素也会影响偏心受压构件的承载能 力。
合理的截面尺寸和形状设计可以提高 偏心受压构件的承载能力。
承载能力的提高措施
01
02
03
优化设计
通过优化截面尺寸、调整 配筋等手段提高偏心受压 构件的承载能力。
性能化设计
根据地震设防要求和结构的重 要性，制定不同的抗震性能目
标，进行有针对性的设计。
抗震设计的优化建议
加强节点连接
提高构件之间的连接强度和整体性， 确保地震作用下结构不发生脆性破坏。
选择合适的基础形式
根据地质勘察结果，选择合适的基础 形式和地基处理方法，提高基础的稳 定性。
优化结构布置
合理布置结构体系，使其具有较好的 空间协同性和传力路径，避免应力集 中和局部破坏。
结构设计原理偏心受 压构件课件
目 录
• 偏心受压构件的基本概念 • 偏心受压构件的承载能力 • 偏心受压构件的稳定性 • 偏心受压构件的抗震设计 • 偏心受压构件的案例分析
01
偏心受压构件的基本概 念
定义与分类
混凝土结构：2-2偏心受压柱设计
As=(fcbξ bh0+fy'As'-KN)/fy
按小偏心计算 取As′=ρ min′bh0 α s=[KNe-fy′As′ (h0-as)]/(fcbh02)
否 否
1 1 2s b
是 x≥2a's
是
As=(fcbx+fy'As'-KN)/fy
选配钢筋 绘制配筋图
As和As′之间），则As一般可按最小配筋率并满足构造要求配 置。大偏心受压柱截面设计计算步骤见图3-16。
小偏心受压柱
（1）计算As 小偏心受压柱远离轴向力一侧的钢筋As可能受拉也可能受压， 柱破坏时其应力一般达不到屈服强度，为节约钢材，As可按最小 配筋率配置。
As=ρminbh0
式中ρmin见附表3-2。
As=KNe'/[fy(h0-as')]
图3-16 大偏心受压柱正截面设计流程图
（1）若As´≥ρmin´bh0，则将ξ＝ξb代入式（3-7b）求As
As
f cb b h0
f
' y
As'
KN
fy
（2）若As´＜ρmin´bh0，则取As´=ρmin´bh0，然后按第二种
已知As´的情况求As。按式（3-15）求出的As若小于ρminbh0，
四、矩形截面偏心受压柱正截面承载力计算
（一）
（一）基本公式 大偏心受压柱
（二）
（二）截面设计
小偏心受压柱
（一）基本公式
大偏心受压柱
根据大偏心受压破坏时的截面应力图形（图3-11）和基 本假定，简化出大偏心受压柱的承载力计算简图。
混凝土结构：2-2偏心受压柱设计
案例分析和应用
高层建筑
2-2偏心受压柱常用于高层 建筑中，以承受大风和地 震荷载。
桥梁
桥梁结构中的偏心受压柱 能够有效地分担桥墩承受 的载荷，提高结构的稳定 性。
工业建筑
在大型工厂和仓库建筑中， 2-2偏心受压柱经常用于支 撑重要的设备和结构。
总结和展望
通过深入研究2-2偏心受压柱的设计理论和应用，我们能够更好地理解混凝土 结构的设计原理，并为未来的工程项目提供有益的指导。
2-2偏心受压柱设计的目标
2-2偏心受压柱设计的目标是确保柱子在承受载荷时，不会发生失稳或破坏法和计算步骤
1
截面设计
2
根据荷载计算和混凝土强度要求，设
计截面形状和配筋参数。
3
形状选择
选择合适的柱形和尺寸，以满足承载 要求和施工限制。
稳定性分析
通过考虑柱子的整体稳定性，评估其 抗侧扭和抗倾覆能力。
混凝土结构：2-2偏心受 压柱设计
欢迎来到本次混凝土结构设计的演示。我们将深入探讨2-2偏心受压柱的设计 原理、方法和应用。
背景介绍
混凝土结构是现代建筑中常见的结构形式。通过了解混凝土结构的基本原理， 我们能够更好地设计和优化建筑物的承重系统。
2-2偏心受压柱的定义
2-2偏心受压柱是在柱轴线内、处于拱顶区的柱子。由于柱子偏心，混凝土受 压区在距柱轴线较远的一侧形成。
格构式偏心受压构件整体稳定
第六章偏爱受力构件§6.1 偏爱受力构件的特色及截面形式一．偏爱受力构件的受力特色：偏爱受拉偏爱受压a)b)NNeeN N从偏爱受力构件的特色来看，边沿很简单达到设计强度，若按边沿达塑性视为强度极限很不经济，若按全截面达塑性，又会产生很大变形，所以与受弯构件相像，部散发展塑性。
（截面高度的 1/ 8 ~ 1/ 4 ）偏爱受力构件的平面内稳固问题属于第二类稳固，采纳压溃理论进行计算，但当达极限荷载时，变形过大，规范限制了塑性的发展。
二．偏爱受力构件的截面形式a)b)§6.2 偏爱受力构件的强度关于全截面达塑性状态，变形过大，所以规范对不一样截面限制其塑性发展区域为 (1/8 ~ 1/4) h。
a)b)NN Nc f y f y＞yN max---yba++N f y Nf y f y＞yh+++yob c --f yN M xM y≤fA nxWnxyWnyM x , M y ——两个主轴方向的弯矩x , y ——两个主轴方向的塑性发展因数，如工字形，x =1.05,y需要计算疲惫的拉弯、压弯构件，宜取xy§6.3 实腹式偏爱压杆的整体稳固一．弯矩作用平面内的稳固在弯矩作用平面内失稳属第二类稳固，偏爱压杆的临界力与其相对偏爱率 e 有关，W A 为截面核心矩，e 大则临界力低。
往常采纳的理论为压溃理论。
即：依据临界状态内外力均衡条件和变形调条件导出截面均匀应力和杆中挠度的关系。
（cr , y m )0d ( cr , y m )crdy m这样算得的均匀应力值使变形过大，限制截面塑性发展在截面高度的(1 / 8 ~ 1/ 4) ，采纳弹性有关公式加以修正。
NMN e 01N sNM s (1)NExe 0——偏爱距2N Exπ EA—— 欧拉临界力2xN sAf y ，M sW1x f y ， W 1xI xy 1y 1——受压最大点距中和轴距离1N ——弯矩放大因数（偏爱矩增大因数）NEx考虑部分塑性发展，令M p 取代 M s则 :NMN e 01N sNx W 1x )f y (1N Ex当 M=0 时，即为拥有初始偏爱 e 0的轴心压杆，设其为 N x （实质的轴心受力稳固承载力），则由上式可得：( N s N x )( Ne 0N x NExN x)W1xEx x A代回上式得：N M1N xNN x )x W1x f y (1N sNExNxcr A，Nxx，上式变成N sN Mf yxANxW1x(1)x N Ex由此式算得结果与实质有进出，经过修正：N mx M≤fx A N(1x W1x0.8)NEx轴心受力构件中的考虑l 1000的初挠度，而偏压构件中的e0很大，故此式偏差就应主要在这里。
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一、设计要求
(1)选择截面形式，确定钢号 (2)估算截面尺寸，估算计算长度，计算内力 (3)验算强度、刚度、整体稳定性、分肢稳定性、缀材 计算
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第四章 钢柱与钢压杆
二、强度和刚度
1、强度计算 绕虚轴(x轴)弯曲不考虑塑性发展
N Mx My f An Wnx yWny
2、刚度验算 绕虚轴(x轴)换算长细比lox<[l]
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2EA
N Ex
l2 0x
第四章 钢柱与钢压 (1)平面内稳定性
格构柱中部是空心的，发展塑性变形潜力不大，
N
xA
W
1x
1
mxMx xN
/
NEx
f
用换算长细比lox计算x ，NEx
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按轴心压杆计算绕自身两个主轴的稳定性
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第四章 钢柱与钢压杆
分肢在平面内的计算长度取相邻缀条节间的距离，平 面外计算长度取整个构件侧向支承点距离
绕1-1轴：计算长度 绕y-y轴：计算长度
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第四章 钢柱与钢压杆
2、弯矩绕实轴(y轴)作用 (1)平面内稳定性计算与实腹式相同
N
yA
W
1y 1
m yMy
0.8 N
/ NEy
f
(2)平面外稳定性计算与实腹式相同
用换算长细比lox计算x ，取b=1
N tyMy f xA W 1y
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第四章 钢柱与钢压杆
三、缀条计算 剪力确定，取两者的较大值
计算方法同轴压格构柱
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第四章 钢柱与钢压杆
W1x=Ix/y0，为较大受压分肢的轴线或腹板外边缘到x轴的距
离，取其较大者。 槽钢翼缘肢尖向内（a）y0：
从x轴到较大压力柱肢腹板边缘距离 槽钢翼缘肢尖向外（b） y0：
从x轴到较大压力柱肢轴线距离（考虑部分发展塑性）
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第四章 钢柱与钢压杆
(2)单肢稳定性
弯矩绕虚轴作用的压弯构件，在弯矩作用平面外的 整体稳定性一般由单肢的稳定计算得到保证， 不必再验算整个构件在平面外整体稳定性