第七章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算.ppt

混凝土结构建筑工程学院1第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算构件承载力计算第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院2第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院3第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院4第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院5本章内容本章内容 偏心受压构件的偏心受压构件的；对称配筋对称配筋截面偏心受压构件截面偏心受压构件受压承载力计算；受压承载力计算；截面偏心截面偏心承载力的计算；承载力的计算；偏心受压构件的偏心受压构件的；受力构件正截面受力简介；受力构件正截面受力简介；偏心偏心承载力的计算；承载力的计算；承载力的计算；承载力的计算；第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院6本章重点本章重点矩形截面、矩形截面、I形截面的破坏特征，截面设计计算；形截面的破坏特征，截面设计计算；偏心受拉构件的分类及受力特征；偏心受拉构件的分类及受力特征；偏心受压和偏心受拉构件的斜截面承载力计算偏心受压和偏心受拉构件的斜截面承载力计算;偏心受压手贱的分类和破坏特征偏心受压手贱的分类和破坏特征 两类偏心受压的分类和计算。两类偏心受压的分类和计算。本章难点本章难点第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院77.1、概述、概述(a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c)双向偏心受压 以承受轴向力为主的构件属于受压构件。轴向力以承受轴向力为主的构件属于受压构件。轴向力的构件属于偏心受压（拉）构件。根据轴向力作用位的构件属于偏心受压（拉）构件。根据轴向力作用位置分为置分为受压构件和受压构件和受压构件。受压构件。第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院8屋架上弦杆屋架上弦杆多层框架柱多层框架柱 拱肋拱肋第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院9Ne0偏心受力构件偏心受力构件MNM=e0N压弯构件压弯构件偏心受压状态可以看作是轴心受压和受弯之间的过度状态。偏心受压状态可以看作是轴心受压和受弯之间的过度状态。轴心受压是偏心受压状态在轴心受压是偏心受压状态在M=0时的一种极端情况。时的一种极端情况。受弯是偏心受压状态在受弯是偏心受压状态在N=0时的另一种极端情况。时的另一种极端情况。偏心受压截面中的应变和应力分布特征随偏心受压截面中的应变和应力分布特征随e0=M/N的逐步的逐步降低从接近受弯构件的状态过度到接近于轴心受压状态。降低从接近受弯构件的状态过度到接近于轴心受压状态。第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院107.2 构造要求构造要求一、截面形式一、截面形式第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院11二、纵向受力钢筋二、纵向受力钢筋三、箍筋三、箍筋四、混凝土四、混凝土第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院12Nfe0混凝土开裂混凝土开裂混凝土全混凝土全部受压不部受压不开裂开裂构件破坏构件破坏破坏形态与破坏形态与e0、As、As有关有关一一.试验研究试验研究7.3 偏心受压构件的受力性能偏心受压构件的受力性能第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院13Nfe0根据大量偏心受压构件的试验，可根据大量偏心受压构件的试验，可以把偏心受压构件按破坏特征分为以把偏心受压构件按破坏特征分为大偏心大偏心受压破坏（受压破坏（受拉破坏受拉破坏）小偏心小偏心受压破坏（受压破坏（受压破坏受压破坏）。）。一一.试验研究试验研究第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院14（1）大偏心受压破坏（）大偏心受压破坏（受拉破坏受拉破坏）当构件中轴向压力的偏心距较大，而且没有配置过当构件中轴向压力的偏心距较大，而且没有配置过多的受拉钢筋时，发生大偏心受拉破坏。多的受拉钢筋时，发生大偏心受拉破坏。偏心距较大，偏心距较大，M的影响较为显著，具有适筋受弯构件的影响较为显著，具有适筋受弯构件的受力特点。远离偏心力一侧截面受拉。随着的受力特点。远离偏心力一侧截面受拉。随着N增大，受增大，受拉边缘混凝土达到极限拉应变，出现垂直于构件轴线的裂拉边缘混凝土达到极限拉应变，出现垂直于构件轴线的裂缝，裂缝随荷载的增大加宽并向受压一侧发展，裂缝中的缝，裂缝随荷载的增大加宽并向受压一侧发展，裂缝中的拉力全部转由钢筋承担。随着荷载增大，拉力全部转由钢筋承担。随着荷载增大，受拉钢筋先屈服受拉钢筋先屈服。钢筋屈服后塑性伸长，裂缝明显加宽并向受压侧延伸，受钢筋屈服后塑性伸长，裂缝明显加宽并向受压侧延伸，受压区面积减小，受压区混凝土被压碎而导致构件的最终破压区面积减小，受压区混凝土被压碎而导致构件的最终破坏。破坏时压碎区不太长，受拉区形成一条较宽的主裂缝。坏。破坏时压碎区不太长，受拉区形成一条较宽的主裂缝。第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院15（1）大偏心受压破坏（）大偏心受压破坏（受拉破坏受拉破坏）只要受压区相对高度不至于过小，混凝土保只要受压区相对高度不至于过小，混凝土保护层不是太厚，受压钢筋不是过分靠近中和轴，受护层不是太厚，受压钢筋不是过分靠近中和轴，受压钢筋的强度不是太高，则在混凝土压碎时，受压压钢筋的强度不是太高，则在混凝土压碎时，受压钢筋一般能达到屈服强度。钢筋一般能达到屈服强度。破坏时主要特征破坏时主要特征：破坏从受拉区开始，受拉钢筋首先屈服，受压破坏从受拉区开始，受拉钢筋首先屈服，受压钢筋也能达到屈服，而后受压区混凝土被压坏。有钢筋也能达到屈服，而后受压区混凝土被压坏。有明显预兆，明显预兆，塑性破坏塑性破坏。CeNufyAsfyAsee0 x 1fc受压钢筋屈服受压钢筋屈服受拉钢筋首先屈服受拉钢筋首先屈服受压区混凝土被压坏受压区混凝土被压坏第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院16（2）小偏心受压破坏（受压破坏）小偏心受压破坏（受压破坏）当构件截面中轴向压力的偏心距较小，当构件截面中轴向压力的偏心距较小，或者虽然偏心距较大，但配置的受拉钢筋过或者虽然偏心距较大，但配置的受拉钢筋过多时，构件发生小偏心受压破坏。多时，构件发生小偏心受压破坏。当偏心距较小或者虽然偏心距较大，当偏心距较小或者虽然偏心距较大，但配置的受拉钢筋过多时，截面可能出于大但配置的受拉钢筋过多时，截面可能出于大部分受压少部分受拉状态。部分受压少部分受拉状态。构件破坏时，钢筋中拉应力较小，受拉钢构件破坏时，钢筋中拉应力较小，受拉钢筋达不到屈服，没有明显的主拉裂缝。受压筋达不到屈服，没有明显的主拉裂缝。受压区钢筋屈服，构件的破坏是受压区混凝土被区钢筋屈服，构件的破坏是受压区混凝土被压碎而导致构件的最终破坏，破坏时压碎区压碎而导致构件的最终破坏，破坏时压碎区较长。较长。第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院17（2）小偏心受压破坏（受压破坏）小偏心受压破坏（受压破坏）当构件截面中轴向压力的偏心距很小当构件截面中轴向压力的偏心距很小时构件全截面受压，一侧压应变较大，另一时构件全截面受压，一侧压应变较大，另一侧压应变较小。压应变较小一侧不会出现与侧压应变较小。压应变较小一侧不会出现与构件轴线垂直的裂缝。构件破坏是由压应变构件轴线垂直的裂缝。构件破坏是由压应变较大一侧混凝土被压碎引起的。较大一侧混凝土被压碎引起的。压应力较大一侧钢筋能够达到屈服强度，压应力较大一侧钢筋能够达到屈服强度，而另一侧受压钢筋不屈服，而另一侧受压钢筋不屈服，用用s表示其应力。表示其应力。Ne0Ne0fcAs sh0e0较小较小syAf第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院18小偏心受压破坏共有的关键性破坏特征：小偏心受压破坏共有的关键性破坏特征：构件是由受压区混凝土被构件是由受压区混凝土被所引起的。压应力较大所引起的。压应力较大一侧的受压一侧的受压钢筋压应力一般能达到屈服强度。压应力较小钢筋压应力一般能达到屈服强度。压应力较小一侧钢筋不论是受压还是受拉，应力一般达不到屈服强度。一侧钢筋不论是受压还是受拉，应力一般达不到屈服强度。构件破坏前变形不会急剧增长，但受压区垂直裂缝构件破坏前变形不会急剧增长，但受压区垂直裂缝不断发展，破坏时没有明显预兆，属于不断发展，破坏时没有明显预兆，属于脆性破坏脆性破坏。工程中。工程中不可避免使用小偏心受压柱，不可避免使用小偏心受压柱，规范规范中计算公式采用较中计算公式采用较高的可靠指标。高的可靠指标。第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院19e0e0NNfcAsfyAs fyh0e0较大较大 As适中适中Ne0Ne0fcAsfyAs sh0e0较大较大 As较多较多 第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院20Ne0Ne0fcAsfyAs sh0e0较小较小sfyNe0Ne0fcAs fyh0e0很小很小 As过少，过少，As过多过多As As时时第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院21受压破坏（小偏心受压破坏）受压破坏（小偏心受压破坏）受拉破坏（大偏心受压破坏）受拉破坏（大偏心受压破坏）界限破坏界限破坏：受拉钢筋达到屈服应变，：受拉钢筋达到屈服应变，受压混凝土达到极限压应变受压混凝土达到极限压应变0.0033偏心距减小偏心距减小偏心距增大偏心距增大两种偏心构件的根本区别：两种偏心构件的根本区别：混凝土受压破坏时受拉纵筋混凝土受压破坏时受拉纵筋As是否受拉屈服。是否受拉屈服。第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院22界限状态：界限状态：受拉纵筋受拉纵筋 屈服，同时受压区边缘混凝土达到极限屈服，同时受压区边缘混凝土达到极限压应变压应变cusA二、界限破坏及大小偏心受压的分界二、界限破坏及大小偏心受压的分界（一）界限状态（一）界限状态大偏压构件大偏压构件类似于双筋适类似于双筋适筋梁筋梁小偏压构件小偏压构件类似于双筋超类似于双筋超筋梁筋梁偏心受压构件正偏心受压构件正截面类似梁的方截面类似梁的方法进行分析法进行分析破坏时受力情况破坏时受力情况第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院23（1）基本假定）基本假定平截面假定平截面假定不考虑混凝土的抗拉强度不考虑混凝土的抗拉强度混凝土受压时的应力混凝土受压时的应力-应变关系应变关系0uocfcc钢筋的应力钢筋的应力-应变关系应变关系sss=Essysufy受压混凝土应力分布图形采用受压混凝土应力分布图形采用等效矩形等效矩形sAs fcCycxc 1 fcCycxcsAsx=1xc（二）大小偏心受压的分界（二）大小偏心受压的分界第七章第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算混凝土结构建筑工程学院24（2 2）两类偏心受压破坏的界限）两类偏心受压破坏的界限大、小偏心受压构件大、小偏心受压构件判别条件判别条件：当时，为当