小偏心受压破坏
钢筋混凝土柱小偏心受压破坏特征
钢筋混凝土柱小偏心受压破坏特征一、引言钢筋混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一,其具有高强度、高刚度和耐久性等优点。
在这种结构中,柱是承受垂直载荷的主要承载元件之一。
然而,在实际工程中,柱往往会受到一定的偏心载荷,这可能导致柱的破坏。
二、小偏心受压破坏模式当柱受到轴向压力时,如果其载荷作用点与柱轴线不重合,则称其为偏心受压。
当偏心距离较小时,柱仍然可以承受较大的压力。
但是,在偏心距离较大时,柱将出现小偏心受压破坏。
小偏心受压破坏是指当柱轴与载荷作用线不重合时,发生在钢筋混凝土圆形截面或近似圆形截面的柱中的一种破坏模式。
在这种情况下,由于轴向拉应力和弯曲应力的共同作用,混凝土将发生脆性破坏。
三、小偏心受压破坏特征小偏心受压破坏的特征是柱的弯曲应力和轴向拉应力共同作用,导致混凝土发生脆性破坏。
具体特征如下:1. 柱的侧面出现沿箭头方向的裂缝,这些裂缝呈径向分布。
2. 在裂缝处,混凝土表面出现细小的鳞片状剥落。
3. 柱顶部和底部出现轻微的弯曲变形。
4. 当载荷增加时,柱会发生突然失稳并产生不可逆性塑性变形。
5. 在柱顶部和底部附近,钢筋可能会被拉断或弯曲。
四、小偏心受压破坏机理在小偏心受压破坏中,主要机理是由于混凝土受到轴向拉应力和弯曲应力共同作用而导致其发生脆性破坏。
当柱受到偏心载荷时,由于载荷作用点与柱轴线不重合,在柱截面上将会形成一对剪切力和一对弯矩。
这些力和弯矩将导致柱的侧面发生剪切应力和弯曲应力。
在柱的侧面,由于受到剪切应力的作用,混凝土将会出现裂缝。
同时,由于受到弯曲应力的作用,混凝土将会发生脆性破坏。
这种破坏模式与纯轴向受压破坏不同,因为在纯轴向受压破坏中,混凝土是在压缩状态下发生破坏的。
五、小偏心受压破坏相关因素小偏心受压破坏与多种因素有关,包括载荷大小、偏心距离、截面形状和钢筋配筋等。
1. 载荷大小:当载荷增加时,柱顶部和底部附近的混凝土将会承受更大的拉应力和弯曲应力,从而导致柱更容易发生小偏心受压破坏。
建筑结构习题
一.填空题1. 偏心受压构件正截面破坏有——和——破坏两种形态。
当纵向压力N 的相对偏心距e 0/h 0较大,且A s 不过多时发生——破坏,也称——。
其特征为——。
2. 小偏心受压破坏特征是受压区混凝土——,压应力较大一侧钢筋——,而另一侧钢筋受拉——或者受压——。
3. 界限破坏指——,此时受压区混凝土相对高度为——。
4. 偏心受压长柱计算中,由于侧向挠曲而引起的附加弯矩是通过_____来加以考虑的。
5. 钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力计算时,其大小偏压破坏的判断条件是:当____为大偏压破坏;当——为小偏压破坏。
6. 钢筋混凝土偏心受压构件在纵向弯曲的影响下,其破坏特征有两种类型:①——;②——。
对于长柱、短柱和细长柱来说,短柱和长柱属于——;细长柱属于——。
7. 柱截面尺寸bxh (b 小于h),计算长度为l 0 。
当按偏心受压计算时,其长细比为——;当按轴心受压计算时,其长细比为——。
8. 由于工程中实际存在着荷载作用位置的不定性、——及施工的偏差等因素,在偏心受压构件的正截面承载力计算中,应计入轴向压力在偏心方向的附加偏心距e a ,其值取为——和——两者中的较大值。
9. 钢筋混凝土大小偏心受拉构件的判断条件是:当轴向拉力作用在A s 合力点及A s ’合力点——时为大偏心受拉构件;当轴向拉力作用在A s 合力点及A s ’合力点——时为小偏心受拉构件。
10. 沿截面两侧均匀配置有纵筋的偏心受压构件其计算特点是要考虑——作用,其他与一般配筋的偏心受压构件相同。
11. 偏心距增大系数2012011()1400i le hh ηξξ=+式中:e i 为______;l 0/h 为_____;ξ1为 ______。
12. 受压构件的配筋率并未在公式的适用条件中作出限制,但其用钢量A s +A s ′最小为______,从经济角度而言一般不超过_____。
13. 根据偏心力作用的位置,将偏心受拉构件分为两类。
大偏压与小偏压解决方案比较
大偏压与小偏压解决方案比较偏心受压构件正截面承载力计算一、偏心受压构件正截面的破坏特征(一)破坏类型1、受拉破坏:当偏心距较大,且受拉钢筋配置得不太多时,发生的破坏属大偏压破坏。
这种破坏特点是受拉区、受压区的钢筋都能达到屈服,受压区的混凝土也能达到极限压应变,如图7—2a 所示。
2、受压破坏:当偏心距较小或很小时,或者虽然相对偏心距较大,但此时配置了很多的受拉钢筋时,发生的破坏属小偏压破坏。
这种破坏特点是,靠近纵向力那一端的钢筋能达到屈服,混凝土被压碎,而远离纵向力那一端的钢筋不管是受拉还是受压,一般情况下达不到屈服。
(二)界限破坏及大小偏心受压的分界1、界限破坏在大偏心受压破坏和小偏心受压破坏之间,从理论上考虑存在一种“界限破坏”状态;当受拉区的受拉钢筋达到屈服时,受压区边缘混凝土的压应变刚好达到极限压应变值。
这种特殊状态可作为区分大小偏压的界限。
二者本质区别在于受拉区的钢筋是否屈服。
2、大小偏心受压的分界由于大偏心受压与受弯构件的适筋梁破坏特征类同,因此,也可用相对受压区高度比值大小来判别。
当时,截面属于大偏压;当时,截面属于小偏压;当时,截面处于界限状态。
二、偏心受压构件正截面承载力计算(一)矩形截面非对称配筋构件正截面承载力1、基本计算公式及适用条件:(1)大偏压():,(7-3),(7-4)(7-5)注意式中各符号的含义。
公式的适用条件:(7-6)(7-7)界限情况下的:(7-8)当截面尺寸、配筋面积和材料强度为已知时,为定值,按式(7-8)确定。
(2)小偏压():(7-9)(7-10)式中根据实测结果可近似按下式计算:(7-11)注意:﹡基本公式中条件满足时,才能保证受压钢筋达到屈服。
当时,受压钢筋达不到屈服,其正截面的承载力按下式计算。
(7-12)为轴向压力作用点到受压纵向钢筋合力点的距离,计算中应计入偏心距增大系数。
﹡﹡矩形截面非对称配筋的小偏心受压构件,当N >f c bh时,尚应按下列公式验算:(7-13)(7-14)式中,——轴向压力作用点到受压区纵向钢筋合力点的距离;——纵向受压钢筋合力点到截面远边的距离;2、垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算当轴向压力设计值N较大且弯矩作用平面内的偏心距较小时,若垂直于弯矩作用平面的长细比较大或边长较小时,则有可能由垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力起控制作用。
偏心受压构件
▲分析:三个未知数,As、 A’s和 x,怎么办?
▲措施:令x=bh0
▲求解:利用两个基本公式可得
As
Ne 1 fcbh02b (1
f y (h0 as' )
0.5b )
As
1 fcbh0b
fy
f y As
N
h 式中e = ei + 2 -as
▲验算最小配筋率
As 0.002bh; A's 0.002bh
M Cmns M 2
ns
1
1300(M 2
1 /N
ea
)
/
h0
lc h
2
c
Cm
0.7 0.3 M1 M2
0.7
ea (20, h / 30)max
h为长边长度
c
0.5 fc A N
:截面曲率修正系数,当计算值大于1.0时取1.0
c
其中,当 Cmns 1.0 时取1.0
对剪力墙肢及核心筒墙肢类构件,取1.0
第五章 受压构件
(2) As 、A’s应满足最小配筋率:
As 0.002bh; A's 0.002bh
As + A's ρminbh (3) As 、A’s应满足最大配筋率:
As + A's 0.05bh
1.材料强度及几何参数
截面设计时, h0 = h - as
混凝土等级不超过C25时as‘= as =45mm 混凝土等级超过C25时as‘= as =40mm
l0
eeii
N
yy
N
y f ?sin x
le
ff
N
l0le
小偏心受压构件破坏的特征
小偏心受压构件破坏的特征一、引言小偏心受压构件是工程实践中常见的一种结构形式,其在建筑结构和机械结构中都有广泛应用。
然而,由于其特殊的结构形式,小偏心受压构件在受力时容易出现破坏,因此对其破坏特征的研究具有重要的理论和实际意义。
二、小偏心受压构件的定义及分类小偏心受压构件是指在轴向压力作用下,轴线与截面重心之间存在一定偏心距的构件。
根据其截面形状和偏心距大小不同,可分为圆形截面、方形截面、矩形截面等不同类型。
三、小偏心受压构件的破坏模式小偏心受压构件在受力时可能发生以下几种破坏模式:1. 屈曲破坏:当轴向压力作用到一定程度时,由于材料强度不足或几何尺寸设计不合理等原因,小偏心受压构件会发生屈曲变形,并最终导致整体失稳。
2. 剪切破坏:当小偏心受压构件的偏心距过大或截面形状不合理时,可能会出现剪切破坏。
此时,截面内部会发生剪切变形,并最终导致整体失稳。
3. 压缩破坏:当小偏心受压构件的轴向压力过大或者材料强度不足时,可能会出现压缩破坏。
此时,构件内部会发生塑性变形,并最终导致整体失稳。
四、小偏心受压构件的破坏特征小偏心受压构件在发生屈曲、剪切或者压缩破坏时,都具有一些特征表现:1. 屈曲破坏特征(1)整体稳定性下降:当小偏心受压构件开始发生屈曲变形时,其整体稳定性会逐渐下降,从而导致其承载能力降低。
(2)局部弯曲变形:在屈曲过程中,小偏心受压构件的截面会出现局部弯曲变形。
这种变形通常表现为在截面中心线处出现凸起,同时在截面两侧出现凹陷。
(3)局部压扁变形:在屈曲过程中,小偏心受压构件的截面也会出现局部压扁变形。
这种变形通常表现为在截面两侧出现凸起,同时在截面中心线处出现凹陷。
(4)裂纹产生:当小偏心受压构件发生屈曲破坏时,其截面内部会产生裂纹。
这些裂纹通常是由于材料强度不足或者应力集中导致的。
2. 剪切破坏特征(1)整体失稳:当小偏心受压构件发生剪切破坏时,其整体稳定性会逐渐下降,最终导致整体失稳。
大小偏心受拉构件的破坏特征
大小偏心受拉构件的破坏特征一、判别大、小偏心bai受压破坏的条件:1、大偏心受压,ξ<=ξ(b)且x>=2a'(s)2、小偏心受压,ξ>ξ(b)注意:ξ是相对受压区高度,ξ(b)是临界相对受压区高度,x是截面受压区高度。
a'(s)是上部钢筋区几何中心到截面上边缘距离。
二、大、小偏压破坏特征:大偏压(受拉破坏):首先在受拉一侧出现横向裂缝,受拉钢筋形变较大,应力增长较快。
在临近破坏时,受拉钢筋屈服。
横向裂缝迅速开展延伸至混凝土受压区域,受压区迅速缩小,压应力增大。
在受压区出现纵向裂缝,混凝土达到极限压应变压碎破坏。
小偏压(受压破坏):受拉区裂缝展开较小,临界破坏时,在压应力较大的混凝土受压边缘出现纵向裂缝,达到其应变极限值,压碎、破坏。
扩展资料:当相对偏心距较小,或虽然相对偏心距较大,但构件配置的受拉钢筋较多时,就有可能首先使受压区混凝土先被压碎。
在通常情况下,靠近轴力作用一侧的混凝土先被压坏,受压钢筋的应力也能达到抗压设计强度。
而离轴向力较远一侧的钢筋仍可能受拉但并未达到屈服,但也可能仍处于受压状态。
临破坏时,受压区高度略有增加,破坏时无明显预兆。
这种破坏属于小偏心受压破坏。
上述二种破坏形态可由相对受压区高度来界定。
随着纵向压力的偏心矩减小或受拉钢筋配筋率的增加。
在破坏时形成ac所示的应变分布状态,即当受拉钢筋达到屈服应变ey时,受压边缘混凝土也刚好达到极限压应变值ehmax=0.003,这就是界限状态。
若偏心距进一步减小或受拉钢筋配筋量进一步增大,则截面破坏时将形成ab所示的受拉钢筋达不到屈服的小偏心受压状态。
大偏心受压和小偏心受压的破坏特征
1. 导言作为结构工程师或研究人员,对于不同受压情况下的结构破坏特征的研究是至关重要的。
其中,大偏心受压和小偏心受压是两种常见的受压情况,它们在结构承载能力、形成机制以及破坏特征上都有着明显的不同。
本文将从深度和广度两个方面对大偏心受压和小偏心受压的破坏特征进行全面评估,并结合个人观点进行分析。
2. 大偏心受压的形成和特征大偏心受压是指受压构件受力点偏离截面重心较远的一种受压状态。
在大偏心受压的情况下,受压构件内部产生较大的压力偏心,导致构件出现较大的弯曲变形。
受压构件容易产生局部屈曲,从而引发整体的破坏。
大偏心受压的结构在受压承载能力方面相对较弱,并且其破坏特征主要表现为弯曲变形和局部屈曲破坏。
3. 小偏心受压的形成和特征与大偏心受压相对应的是小偏心受压,它是指受压构件受力点相对于截面重心较近的一种受压状态。
在小偏心受压的情况下,受压构件内部产生较小的压力偏心,相比大偏心受压,小偏心受压的弯曲变形相对较小。
小偏心受压的结构在受压承载能力方面相对较强,能够承受更大的压力。
其破坏特征主要表现为整体挤压破坏和轴心受压破坏。
4. 个人观点和理解从工程实践的角度来看,大偏心受压和小偏心受压的破坏特征对于结构设计和分析具有重要的指导意义。
在实际工程中,我们需要根据具体的受压情况来选择合适的受压构件形式,并针对其破坏特征进行合理的设计和加固。
对于大偏心受压和小偏心受压的破坏机制和特征的深入理解,也为结构的安全可靠性评估提供了重要依据。
5. 结论与总结通过对大偏心受压和小偏心受压的形成机制和破坏特征进行深入分析,我们可以看到两者在受压承载能力和破坏表现上存在显著的差异。
结合个人观点,我们也意识到对这一问题的研究和理解对于结构工程领域具有重要的意义。
在未来的工程实践和研究中,我们需要进一步深入探讨大偏心受压和小偏心受压的相关问题,以促进结构工程技术的持续发展和创新。
通过对大偏心受压和小偏心受压的破坏特征进行全面评估,本文不仅从理论层面进行了深度探讨,同时也结合了个人观点,从而使得文章在深度和广度上都具有一定的价值。
大偏压与小偏压解决方案比较
大偏压与小偏压解决方案比较偏心受压构件正截面承载力计算一、偏心受压构件正截面的破坏特征(一)破坏类型1、受拉破坏:当偏心距较大,且受拉钢筋配置得不太多时,发生的破坏属大偏压破坏。
这种破坏特点是受拉区、受压区的钢筋都能达到屈服,受压区的混凝土也能达到极限压应变,如图7—2a 所示。
2、受压破坏:当偏心距较小或很小时,或者虽然相对偏心距较大,但此时配置了很多的受拉钢筋时,发生的破坏属小偏压破坏。
这种破坏特点是,靠近纵向力那一端的钢筋能达到屈服,混凝土被压碎,而远离纵向力那一端的钢筋不管是受拉还是受压,一般情况下达不到屈服。
(二)界限破坏及大小偏心受压的分界1、界限破坏在大偏心受压破坏和小偏心受压破坏之间,从理论上考虑存在一种“界限破坏”状态;当受拉区的受拉钢筋达到屈服时,受压区边缘混凝土的压应变刚好达到极限压应变值。
这种特殊状态可作为区分大小偏压的界限。
二者本质区别在于受拉区的钢筋是否屈服。
2、大小偏心受压的分界由于大偏心受压与受弯构件的适筋梁破坏特征类同,因此,也可用相对受压区高度比值大小来判别。
当时,截面属于大偏压;当时,截面属于小偏压;当时,截面处于界限状态。
二、偏心受压构件正截面承载力计算(一)矩形截面非对称配筋构件正截面承载力1、基本计算公式及适用条件:(1)大偏压():,(7-3),(7-4)(7-5)注意式中各符号的含义。
公式的适用条件:(7-6)(7-7)界限情况下的:(7-8)当截面尺寸、配筋面积和材料强度为已知时,为定值,按式(7-8)确定。
(2)小偏压():(7-9)(7-10)式中根据实测结果可近似按下式计算:(7-11)注意:﹡基本公式中条件满足时,才能保证受压钢筋达到屈服。
当时,受压钢筋达不到屈服,其正截面的承载力按下式计算。
(7-12)为轴向压力作用点到受压纵向钢筋合力点的距离,计算中应计入偏心距增大系数。
﹡﹡矩形截面非对称配筋的小偏心受压构件,当N >f c bh时,尚应按下列公式验算:(7-13)(7-14)式中,——轴向压力作用点到受压区纵向钢筋合力点的距离;——纵向受压钢筋合力点到截面远边的距离;2、垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算当轴向压力设计值N较大且弯矩作用平面内的偏心距较小时,若垂直于弯矩作用平面的长细比较大或边长较小时,则有可能由垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力起控制作用。
4.3 偏心受压构件承载力计算
4.2轴心受压构件承载力计算一、偏心受压构件破坏特征偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M的共同作用时,等效于承受一个偏心距为的偏心力N的作用,当弯矩M相对较小时,气就很小,构件接近于轴心受压,相反当N相对较小时,气就很大,构件接近于受弯,因此,随着气的改变,偏心受压构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。
按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同,偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。
1.受拉破坏当轴向压力偏心距分较大,且受拉钢筋配置不太多时,构件发生受拉破坏。
在这种情况下,构件受轴向压力N后,离N较远一侧的截面受拉,另一侧截面受压。
当N增加到一定程度,首先在受拉区出现横向裂缝,随着荷载的增加,裂缝不断发展和加宽,裂缝截面处的拉力全部由钢筋承担。
荷载继续加大,受拉钢筋首先达到屈服,并形成一条明显的主裂缝,随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸,受压区高度迅速减小。
最后,受压区边缘出现纵向裂缝,受压区混凝土被压碎而导致构件破坏(图4.3.1)。
此时,受压钢筋一般也能屈服。
由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距分较大发生,故习惯上也称为大偏心受压破坏。
受拉破坏有明显预兆,属于延性破坏。
2.受压破坏当构件的轴向压力的偏心距分较小,或偏心距分虽然较大但配置的受拉钢筋过多时,就发生这种类型的破坏。
加荷后整个截面全部受压或大部份受压,靠近轴向压力M 一侧的混凝土压应力较高,远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。
随着荷载逐渐增加,靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝,进而混凝土达到极限应变先被压碎,受压钢筋的应力也达到远离一侧的钢筋可能受压,也可能受拉,但因本身截面应力太小,或因配筋过多,都达不到屈服强度(图4.3.2)。
由于受压破坏通常在轴向压力偏心距%较小时发生,故习惯上也称为小偏心受压破坏。
受压破坏无明显预兆,属脆性破坏。
3.受拉破坏与受压破坏的界限综上可知,受拉破坏和受压破坏都属于“材料破坏”。
其相同之处是,截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到极限压应变而被压碎。
偏心受压
N
M
N
Mu
Mu
8.4 矩形截面正截面承载力计算
第八章 受压构件
1、给定轴力设计值N,求弯矩作用平面的弯矩设计值 、给定轴力设计值 ,求弯矩作用平面的弯矩设计值M 由于给定截面尺寸、配筋和材料强度均已知,未知数? 由于给定截面尺寸、配筋和材料强度均已知,未知数? 只有x和 两个 两个。 只有 和M两个。
Ne′ ′ As = As = f y′ (h0 − a′)
e' = ηei - 0.5h + a'
fyAs
σ'sA's
8.4 矩形截面正截面承载力计算
第八章 受压构件
2、当ηei≤eib.min=0.3h0,为小偏心受压 、 或ηei>eib.min=0.3h0,但N > Nb时,为小偏心受压 由第一式解得
第八章 受压构件
若ηei<e0b,为小偏心受压 为小偏心受压
◆ 联立求解得 和N 联立求解得x和
′ N = N u = αf c bx + f y′ As − f y ⋅
ξ −β As ξb − β
x ′ N ⋅ e ≤ αf c bx(h0 − ) + f y′ As (h0 − a′) 2 尚应考虑A ◆ 尚应考虑 s一侧混凝土可能先压坏的情况 e'
Nu Nu
N
M
N
Mu
Mu
8.4 矩形截面正截面承载力计算
第八章 受压构件
二、不对称配筋截面复核
在截面尺寸(b× 、截面配筋A 在截面尺寸 ×h)、截面配筋 s和As'、材料强度 c、fy,f y')、 、材料强度(f 、 以及构件长细比(l 均为已知时, 以及构件长细比 0/h)均为已知时,根据构件轴力和弯矩作用方 均为已知时 截面承载力复核分为两种情况: 式,截面承载力复核分为两种情况: 1、给定轴力设计值N,求弯矩作用平面的弯矩设计值 、给定轴力设计值 ,求弯矩作用平面的弯矩设计值M 2、给定轴力作用的偏心距 0,求轴力设计值 、给定轴力作用的偏心距e 求轴力设计值N
小偏心受压构件破坏的特征
小偏心受压构件破坏的特征引言小偏心受压构件是一类常见的结构构件,它们承受垂直于其轴线方向的压缩力,同时存在轴向偏心力。
这种构件在许多工程领域中应用广泛,例如建筑、桥梁和机械等。
然而,小偏心受压构件常常会因荷载作用而发生破坏。
本文将深入探讨小偏心受压构件破坏的特征,以期为工程实践提供参考。
构件的外形和加载方式小偏心受压构件通常具有柱、杆、型钢等形状,其截面形状可以是圆形、矩形、梁形等。
在加载过程中,常出现轴向荷载和非对称偏心力的组合作用。
偏心力可分为正偏心和负偏心,具体表现为荷载集中在截面的上/下半部分或左/右部分。
破坏模式小偏心受压构件的破坏通常可以分为局部屈曲、整体屈曲和局部稳定失效三种模式。
局部屈曲在荷载作用下,构件的截面将出现逐渐增大的塑性变形。
当达到一定程度时,构件发生局部屈曲,即构件的一部分产生塑性变形,但整个构件仍能继续承受荷载。
局部屈曲会导致构件的刚度下降,降低其承载能力。
整体屈曲当局部屈曲向全截面扩展时,构件将出现整体屈曲。
整体屈曲是构件的全截面发生塑性变形,承载能力进一步降低。
此时,构件的轴向压应力分布趋于均匀,在构件全截面上形成塑性铺开区。
局部稳定失效在局部屈曲或整体屈曲状态下,由于不同截面区域受力不均匀,构件可能发生局部稳定失效。
这种失效形态表现为截面上的一段构件在轴向压应力过大的情况下失稳变形,导致构件的破坏。
影响破坏的因素小偏心受压构件的破坏受多种因素的影响,主要包括材料的力学性质、几何形状参数、加载方式和荷载特征等。
材料的力学性质构件的材料力学性质对其承载能力和破坏模式具有重要影响。
强度、韧性和变形能力是评估材料性能的主要指标。
强度高的材料可以提高构件的承载能力,韧性好的材料有助于防止构件在局部屈曲后出现突然破坏。
几何形状参数构件的几何形状参数包括截面形状、尺寸和偏心距等。
截面形状的选择会影响构件的承载能力和破坏形态。
尺寸的增大会增加构件的刚度和稳定性,但也会增加其重量和材料消耗。
简述小偏心受压柱子破坏特征
简述小偏心受压柱子破坏特征
小偏心受压柱子拥有卓越的耐受能力,对于大多数有活动荷载的建筑结构而言是理想的受力形式。
但是它也有其临界破坏特征,当达到一定程度时会发生破坏。
小偏心受压柱子在实际建筑运用中主要经历四个阶段:初始形变阶段、有明显形变的非线性阶段、拉伸与压缩带裂的非线性阶段、极限状态阶段。
其中破坏以极限状态阶段为特征,在负荷过大时,柱形结构会变得毫无章法,不能抵抗压力,甚至根本缺乏受力能力,发生破坏。
另外,小偏心受压柱子也是局部强度风险的典型代表,当采用不同的负荷值,破坏特征可以有不同的应变模式,如极值破坏、局部破坏或全局破坏等,而且在某一般状态下,可能出现形变超限现象,造成结构的完全破坏。
此外,影响小偏心受压柱子的破坏特征还有其他因素,如材料属性、模型结构以及采用的负荷配比,这也需要提前进行有关计算和实验,以确保柱子能够达到安全、稳定的工作状态。
总之,小偏心受压柱子破坏特征主要表现在正负荷过大时的极限状态下,可能出现形变超限现象,造成结构的完全破坏,同时受材料属性、模型结构以及采用的负荷配比等多种因素的影响。
第五章受压构件的截面承载力(小偏压三种情况说明)
h ¢ ¢ N u e 1 f c bh0 (h0 ) f y¢ As (h0 a¢ s) 2
e¢ h a¢ s (e0 ea ) 2
f ¢yAs
a1f cbx h0 – a¢ s h¢ 0
ssA¢s
a¢ s
as
大偏心受压不对称配筋
不对称配筋
小偏心受压不对称配筋 实际工程中,受压构件常承受变号弯矩作用,所以采用对称配筋
对称配筋不会在施工中产生差错,为方便施工通常采用对称配筋
大偏心受压对称配筋 对称配筋 小偏心受压对称配筋
5.6 非对称配筋截面的承载力计算
大小偏心分界限
当 < b 属于大偏心破坏形态 > b 属于小偏心破坏形态
e0b
Nb
界限破坏时: =b,由平衡条件得 f y As 1 fcbh0b
界限破坏
当受拉钢筋屈服的同时,受压边缘混凝土应变 达到极限压应变。
大小偏心受压的分界:
As h0
A¢s
x h0
xb b h0
s y
g h 0.002
当 < b ––– 大偏心受压 ab
b c d e f
x0
a¢¢ a¢ a xcb
= b ––– 界限破坏状态 ad
cu
(1)偏心距小,构件全截面受压,靠近纵向力一侧压应力 大,最后该区混凝土被压碎,同时压筋达到屈服强度,另一 侧钢筋受压,但未屈服。 (2)偏心距小 ,截面大部分受压,小部分受拉,破坏时压区 混凝土压碎,受压钢筋屈服,另一侧钢筋受拉,但由于离中 和轴近,未屈服。 (3)偏心距大,但受拉钢筋配置较多。由于受拉钢筋配置较多, 钢筋应力小,破坏时达不到屈服强度,破坏是由于受压区混 凝土压碎而引起,类似超筋梁。 特征:破坏是由于混凝土被压碎而引起的,破坏时靠近纵向力 一侧钢筋达到屈服强度,另一侧钢筋可能受拉也可能受压, 但都未屈服。
第六章偏心受压构件承载力
第六章 偏心受压构件承载力判 断 题1.小偏心受压破坏的的特点是,混凝土先被压碎,远端钢筋没有屈服。
( )2.轴向压力的存在对于偏心受压构件的斜截面抗剪能力是有提高的,但是不是无限制的。
( )3.小偏心受压情况下,随着N 的增加,正截面受弯承载力随之减小;( )4.对称配筋时,如果截面尺寸和形状相同,混凝土强度等级和钢筋级别也相同,但配筋数量不同,则在界限破坏时,它们的u N 是相同的。
( )5.钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是远侧钢筋受拉屈服,随后近侧钢筋受压屈服,混凝土也压碎;( )6.界限破坏时,正截面受弯承载力达到最大值;( )7.偏压构件的抗弯承载力随着轴向力的增加而增加;( )8.判别大偏心受压破坏的本质条件是03.0h e i >η;( )问 答 题1. 判别大、小偏心受压破坏的条件是什么?大、小偏心受压的破坏特征分别是什么?2. 偏心受压短柱和长柱有何本质的区别?偏心距增大系数的物理意义是什么?3. 附加偏心距a e 的物理意义是什么?4. 什么是构件偏心受压正截面承载力M N -的相关曲线?5. 什么是二阶效应? 在偏心受压构件设计中如何考虑这一问题?6. 写出偏心受压构件矩形截面对称配筋界限破坏时的轴向压力设计值b N 的计算公式。
7. 怎样进行对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面的设计与复核?8. 怎样进行不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力的设计与复核?9. 怎样计算双向偏心受压构件的正截面承载力?10. 怎样计算偏心受压构件的斜截面受剪承载力?11. 什么情况下要采用复合箍筋?为什么要采用这样的箍筋?12. 写出桥梁工程中,矩形、Ⅰ形截面大、小偏心受压构件承载力的计算公式。
选 择 题1.偏心受压构件计算中,通过哪个因素来考虑二阶偏心矩的影响( )。
A . 0e ;B . a e ;C . i e ;D . η;2.判别大偏心受压破坏的本质条件是:( )。
A .03.0h e i >η;B .03.0h e i <η;C .B ξξ<;D .B ξξ>;3.由u u M N -相关曲线可以看出,下面观点不正确的是:( )。
偏心受压构件的破坏形态—小偏心受压破坏
As
太
多
起的,设计中应予避免。
s
sA
s
f'′ y
A'′ s
发生条件:初始偏心距e0小
cu
反
向
破
坏
As
太
少
N
e0
f sdAs
As
实际重心轴
As
太
多
σsAs
As
发生条件
初始偏心距小
初始偏心距大,同时受拉侧钢筋
配得过多
小偏心受压破坏,为什么称为
受压破坏?
发生条件:初始偏心距e0小
破坏开始于受压区边缘混凝土被压碎;
破坏时受压区高度较大,破坏突然,属于脆性破坏;
承载力主要取决于受压钢筋的强度和受压区混凝土
的抗压强度;
小偏压构件在设计中应予避免,但又无法完全避免。
发生条件:初始偏心距e0小
N
特殊情况:偏心距e0较大,但受拉侧
纵向钢筋配置较多。
小偏心受压破坏
发生条件:初始偏心距e0小
N
NN
ssA
As
s′ss
′ ′
f'yA'
f'ysA's
小偏心破坏应力图
ssAs
′
′
f'yA's
发生条件:初始偏心距e0小
N
cmax1
cmax2
cu
e0 N
s sAs
N
e0
f sdAs
ssAs
N
f sdAs
在材料破坏的前提下大偏心受压破坏和小偏心受压破坏的
一、填空题1、偏心受压构件,根据构件长细比Lo/h的不同,可能发生______________和______________两种破坏。
2、在轴心受压构件中是通过引入_______________来考虑纵向弯曲的影响,而在偏向受压构件中则是引入__________________来考虑纵向弯曲的影响。
3、在材料破坏的前提下大偏心受压破坏和小偏心受压破坏的根本区别是。
4、受压构件中的钢筋不宜强度过高,是因为______________________________。
37.控制受压构件不发生失稳破坏,可通过控制___________________________来实现。
5、在材料破坏的前提下,偏心受压构件的破坏形态主要有和。
6、非对称配筋大偏向受压截面强度计算时,若As及As’均为未知,为使______,应假设______________ .7、“长细比”大,受压构件的承载能力会降低,规范在考虑长细比对受压构件承载力的影响时,对轴心受压构件引入了系数φ,其定义为φ= ,故其值是小于1的;而对偏心受压构件则引入了系数η,其定义为η= ,故其值是大于1的。
8、偏心受压构件正截面承载力Nu与Mu系如右图,由图可知:对于大偏心受压构件在变的条件下,N越越危险;压构件,在M不变的情况下,N越越危险。
9凝土偏心受压构件,截面能承受的轴力N uM u是相关的。
对于大偏心受压破坏,M u随N u大而___________。
10、根据不同,钢筋混凝土偏心受压柱可以分为短柱、长柱和细长柱。
二、选择题1、小偏压构件要考虑附加偏心矩ea,而大偏向受压构件不需考虑,这是因为()。
A.小偏心受压柱As 不屈服; B.小偏压柱混凝土受压强度取值(fcm)偏大;C.为了计算η值,D.公式的错误;2、在钢筋混凝土轴心受压构件中,混凝土的徐变将使()。
B. A s 合力点和A s ’合力点范围以内,以满足平衡条件;C. A s 合力点和A s ’合力点范围以内,裂缝贯通整个截面;D. A s 合力点和A s ’合力点范围以外,截面上存在着受压区;7、设计不对称小偏心受压构件,若'S A 及S A 均为未知时,一般应补充一方程,从节省钢筋的角度出发应设( )A.0min bh A S ρ='B.'=s a x 2 C.y s f =σ D.0h x b ξ=8、轴心受压构件的全部纵向钢筋的最小配筋率为( )A.0.2%B.0.4%C.0.6%D.0.8% 9、钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是( )。
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混凝土达到极限压应变而被压碎。
构件截面压应力较大一侧的纵向钢筋应力也达到了屈服强 度;而另一侧混凝土及纵向钢筋可能受拉,也可能受压, 但应力较小,均未达到屈服强度(图4.3.2◆)。
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6
此过程和特征与超筋的双筋受弯构件相似,无明显的 预兆,为脆性破坏。由于受压破坏通常在轴向压力偏心距
e0较小发生,故习惯上也称为小偏心受压破坏。
建筑结构与抗震系列微课
小偏心受压破坏
授课人 四川建筑职业技术学院
杨晓红
2015.11
目录
偏心受压构件的分类
小偏心受压构件的破坏特征
思考题
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2
1 、偏心受压构件破坏特征
按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同,偏心受压构件
的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。
(1)、受拉破坏(大偏心受压破坏)
判断条件:当§>§b,属于小偏心受压构件;
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7
请思考如下问题:
(1)小偏心受压破坏的特点是什么?
(2)小偏心受压破坏的判断条件是什么?
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8
谢 谢
2015.11
பைடு நூலகம்
(2)、受压破坏(小偏心受压破坏)
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3
2 、受压破坏(小偏心受压破坏)的破坏特征
当轴向压力的相对偏心距较小,或者相对偏心距虽然
较大,但远离轴向力一侧的钢筋配置很多时,在荷载作用 下,构件截面可能全部受压,或者大部分受压;
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5
当荷载继续增加时,在压应力较大的混凝土受压区边缘附 近出现纵向裂缝,临近破坏时,构件截面压应力较大一侧