结构设计原理偏心受压构件ppt.

小偏心受压试验
依据偏心受压短柱的试验结果
4 10 300 P e0=25mm
100
250
650
A
A
P(kN )
160 剖面 A-A
200 P P 100 e0 =25 50
f cu =20.4 Mpa f s=370Mpa
应变图
P=97KN 195KN 265KN
偏心压力
150
应力图
P=250KN
P=97KN 195KN 265KN
0 1
u(mm ) 2 1 0 2 3 4 5
柱半高度侧向变位 u(mm )
沿柱高的侧向变位
P
图7－6 小偏心受压短柱试验
（尺寸单位：
）
2、受压破坏（续）
破坏特征—受压区混凝土首先压碎而达到破坏，变形很小，
破坏具有脆性性质； 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区 高度较大，同时横向变形较小； 远侧钢筋可能受拉也可能受压，应力状态需要计算。
N
fyAs
f'yA's
2、受压破坏－小偏心受压破坏
产生小偏心受压破坏的条件有三种情况：
当相对偏心距e0/h0较小，截面全部受压或大部分受压(a) 虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时(b) 当相对偏心距e0/h0很小，但是离纵向力较远一侧钢筋数量较少而靠近纵向 力一侧的钢筋较多时(c) 上述以第一种和第二种情况为主，对于第三种情况需要进行验算。
偏心距e0较大
假定As配筋合适
大偏心受压试验
4 10 e0=80mm 300 P
100
250
650
P(kN )
160 剖面 A-A
A
A
200 P P 100 e0 =80
f cu=20.4 Mpa f s=370Mpa
应变图
P = 50KN 100KN 150KN
偏心压力
150
应力图
P = 50KN 100KN 150KN
c点轴心受压 a点受弯构件
b点为钢筋与受压混凝土同时 达到其强度极限值的界限状态
(2)截面受弯承载力在b点达到最大，该点近似为界限破坏。

(3)截面受弯承载力Mu与作用的轴压力N大小有关。

在大偏心受压段，当轴压力较小时，Mu随N的增加而增 加（ab段）；
在小偏心受压时，当轴压力较大时，Mu随N的增加而减 小（bc段）。
偏心受压构件的破坏形态
7.1
偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态
7.1.1、破坏形态 偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关, 同时本节内容依据偏心受压短柱的试验结果讲解。 1、受拉破坏－大偏心受压破坏
N M
M e0 N
N
fyAs
f'yA's
fyAs
f'yA's
形成条件： M较大，N较小
反映在压力和弯矩共同作用下正截面承 载力的规律，具有以下特点：
⑴相关曲线上的任一点代表截面处于正截 面承载力极限状态时的一种内力组合。 如一组内力（N，M）在曲线内侧说明截 面未达到极限状态，是安全的；

如（N，M）在曲线外侧，则表明截面承 载力不足。
ab段为大偏心受压，受拉破坏； bc段为小偏心受压，受压破坏。
• 矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算
– 基本公式的引出及其应用条件 – 配筋设计 – 承载力验算
• 轴力－弯矩相关曲线
– 反映了受压承载力随弯矩的变化而变化的规律
偏心受压构件的截面受力性能
N M=N e0 As
¢ As
e0
N
a
¢ As
a'
=
As
As
h0
¢ As
b
压弯构件
偏心受压构件
M 偏心距e0=0时，轴心受压构件 e0 N 当e0→∞时，即N=0时，受弯构件 偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压构件和受弯 构件。
第7章 偏心受压构件的截面承载力
东南大学交通学院 吴文清
本章主题
• 偏心受压构件的破坏形态及其特征
– 大偏心受压破坏（受拉破坏） – 小偏心受压破坏（受压破坏） – 界限破坏
• 偏心弯曲的影响
– 当长细比较大时，破坏时会产生较大的纵向弯曲，使构件偏心距增 大，变形增大，承载力下降，还可能出现失稳破坏。
7.1.2
受拉破坏和受压破坏的界限
b
1 fy
◆ 即受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应变ecu同时达到。
◆ 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。
◆ 因此，相对界限受压区高度仍为: ◆ 偏心受压构件的截面应变分布
cu E s
斜线ad,界限状态
7.1.3 偏心受压构件的Mu-Nu相关曲线

7.2
Байду номын сангаас
偏心受压构件的纵向弯曲
长细比较大的长柱，由于侧 向变形的影响，各截面所受 的弯矩不再是 Ne0 而变成 N (e0 y )
偏心受压构件截面弯矩中
Ne0
称为初始弯矩或一阶弯矩 称为附加弯矩或二阶弯矩
Ny
由于二阶弯矩的影响，将造成偏 心受压构件不同的破坏类型。
7.2.1偏心受压构件的破坏类型
钢筋混凝土偏心受压构件按长细比可分为短柱、长柱、细长柱 1）短柱（l0/h≤8）：受力路径OB，为材料破坏 2）长柱 （8＜l0/h≤30）：受力路径OC，为材料破坏 3）细长柱（l0/h>30 ）：受力路径OE，为失稳破坏 注意：由于失稳破坏与材料 破坏有本质的区别，故设计 中一般尽量不采用细长柱
50
P=150KN
0 1
u(mm ) 4 2 0 2 3 4 5
柱半高度侧向变位 u(mm )
沿柱高的侧向变位
P
图7－4 大偏心受压短柱式件
（尺寸单位：mm ）
7.1.1、破坏形态（续）
1、受拉破坏－大偏心受压破坏
• 破坏特征—受拉侧钢筋先受拉屈服，然后受压侧混凝土压碎；（类似于 适筋梁破坏） • 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受压钢筋的适 筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。 • 形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适， 通常称为大偏心受压破坏(受拉破坏)。
N0
＞
N1
＞
N2
7.2.2 偏心距增大系数
常遇到长柱，需考虑由于构件侧向变 形（变位）而引起的二阶弯矩的影响
e0 u M N (e0 u ) N e0 e0 e0 u u 令 e 1 e 0 0 则 M N e0
偏心距增大系数η:当偏心受压构件较长时，会引起较大挠度，为计入挠 度影响而引入的系数。 《公路桥规》规定下面情况需考虑偏心距增大 l0 2 1 系数对构件承载力的影响： 1 ( ) 1 2 1400(e0 h0 ) h 矩形截面 l0/h > 5 e 圆形截面 l0/h > 4.4 1 0.2 2.7 0 ≤1.0 h0 其他截面 l0/r > 4.4（r为构件截面回转半径） l0 2 1.15 0.01 ≤1.0