偏心受压构件的破坏形态-山东交通职业学院

第九章
钢筋混凝土偏心受压构件的 承载力
一、概述
9.1 受力特征与破坏形态
(a)Ö á Ð Ä Ê Ü Ñ ¹
(b)µ ¥ Ï ò Æ « Ð Ä Ê Ü Ñ ¹
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受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破 坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌。
结构设计原理
王爱兰 山东交通职业学院公路系
2013年12月
判断
1．轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。 2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。
3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。
4．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。 5．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又 能提高柱的稳定性。
N e0
N M（=Ne0）
偏心受压构件图
偏压构件是同时受到轴向压力 N和弯矩 M的作用，等
效于对截面形心的偏心距：e0=M/N的偏心压力的作用。
偏心受压构件与压弯构件图
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。
1.概念 偏心距：
压力N的作用点离构件截面形心的距离e0
压弯构件： 截面上同时承受轴心压力和弯矩的构件。
选择
1.对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱，以支承条件为 （ ）时，其轴心受压承载力最大。 A．两端嵌固； B．一端嵌固，一端不动铰支； C．两端不动铰支； D．一端嵌固，一端自由； 2.钢筋混凝土轴心受压构件，两端约束情况越好，则稳定系数 （ ）。 A．越大；B．越小；C．不变；D.变化趋势不定。 3.轴心受压短柱，在钢筋屈服前，随着压力而增加，混凝土压 应力的增长速率（ ）。 A．比钢筋快；B．线性增长；C．比钢筋慢；D.与钢筋相等 4.一般来讲，其它条件相同的情况下，配有螺旋箍筋的钢筋混 凝土柱同配有普通箍筋的钢筋混凝土柱相比，前者的承载力 比后者的承载力（ ）。 A．低； B．高； C．相等； D.不确定。
二、偏心受压构件的破坏形态 N e0 N
M（=Ne0）
偏心受压构件图
Leabharlann Baidu
影响正截面破坏的主要因素：偏心距的大小和配筋情况。
e0
M N
受拉破坏 tensile failure：大偏心受压破坏 偏压构件破坏特征 受压破坏 compressive failure：小偏心受压破坏
1.受拉破坏(大偏心受压破坏)
5.对长细比大于12的柱不宜采用螺旋箍筋，其原因是（ ）。 A．这种柱的承载力较高； B．施工难度大； C．抗震性能不好； D．这种柱的强度将由于纵向弯曲而降低，螺旋箍筋作用不 能发挥； 6.螺旋筋柱的核心区混凝土抗压强度高于fc是因为（ ）。 A．螺旋筋参与受压； B．螺旋筋使核心区混凝土密实； C．螺旋筋约束了核心区混凝土的横向变形； D．螺旋筋使核心区混凝土中不出现内裂缝 7.规范规定：按螺旋箍筋柱计算的承载力不得超过普通柱的 1.5倍，这是为（ ）。 A．在正常使用阶段外层混凝土不致脱落 B．不发生脆性破坏； C．限制截面尺寸； D．保证构件的延性A。
N
N M
fyAs
f'yA's
fyAs
f'yA's
偏心距e0较大
M较大，N较小
大偏心受压破坏
N
产生条件：相对偏心距 (e0 / h) 较大， 且受拉钢筋配置得不太多时。
部分受拉、部分受压，受拉钢筋应力 破坏特征： 先达到屈服强度，随后，混凝土被压 碎，受压钢筋达屈服强度。 构件的承载力取决于受拉钢筋的强度和 数量。与双筋矩形梁的破坏形态相似。
筋强度。
破坏性质：脆性破坏
二、大小偏心的界限 界限破坏：受拉钢筋达到屈服应变时，受压区混凝土也 εcu 刚好达到极限压应变而压碎。 a’’ a’ a 界限 当 b 时， As’ 为大偏心受压破坏， xb 几何轴线 当 b 时， h0 为小偏心受压破坏。
As b
大偏心
小偏心
c
εs＞εy
d e f εy
g
h εc= 0.002
偏心受压构件的截面应变分布图
三、M-N曲线特征 ab 段 ( 受 拉 破 坏 段 ) ：轴压力的增加 会使其抗弯能力增加
cb段(受压破坏段)： 轴压力的增加会使其 抗弯能力减小。
偏心受压： (压弯构件) 2. 工程应用
单向偏心受力构件
双向偏心受力构件
大偏心受压构件 小偏心受压构件
偏心受压构件：拱桥的钢筋砼拱肋，桁架的上弦杆，
刚架的立柱，柱式墩（台）的墩（台）
柱等。
3. 构造要求
偏心受压构件截面形式
矩形截面为最常用的截面形式， 截面高度h大于600mm的偏心受压构件多采用工字型或箱形 截面。 圆形截面主要用于柱式墩台、桩基础中。
破坏性质：塑性破坏。
N
2、受压破坏(小偏心受压破坏)
N
ssAs
产生条件：
⑴ 当相对偏心距e0/h0较小
f'yA's
⑵ 或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时
破坏特征：
截面受压一侧混凝土和钢筋的受力较大，
而另一侧钢筋的应力较小，可能受拉也可
能受压； 截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而 达到破坏，受拉侧钢筋未达到屈服； 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢
8.一圆形截面螺旋箍筋柱，若按普通钢筋混凝土柱计算，其承 载力为300KN,若按螺旋箍筋柱计算，其承载力为500KN,则 该柱的承载力应示为（ ）。 A．400KN； B．300KN； C．500KN； D．450KN。 9.配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件中，箍筋的作用主 要是（ ）。 A．抵抗剪力； B．约束核心混凝土； C．形成钢筋骨架，约束纵筋，防止纵筋压曲外凸； D．以上三项作用均有