混凝土结构设计原理课件05.受压构件承载力计算讲解.ppt

理论计算结果 等效矩形计算结果 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 Nu-Mu相关曲线反映了在压力和弯矩共同作用下正截面承载力的规律，具有以下一些特点： 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。 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 ⑵ 当弯矩为零时，轴向承载力达到最大，即为轴心受压承载力N0（A点）。 当轴力为零时，为受纯弯承载力M0（C点）。 ⑶ 截面受弯承载力Mu与作用的轴压力N大小有关。 ● 当轴压力较小时，Mu随N的增加而增加（CB段）； ● 当轴压力较大时，Mu随N的增加而减小（AB段）。 ⑷ 截面受弯承载力在B点达(Nb，Mb)到最大，该点近似为界限破坏。 ● CB段（N≤Nb）为受拉破坏； ● AB段（N Nb）为受压破坏。 ⑸ 如截面尺寸和材料强度保持不变，Nu-Mu相关曲线随配筋率的增加而向外侧增大。 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 ⑹ 对于对称配筋截面，达到界限破坏时的轴力Nb是一致的。 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 五、偏心受压长柱受力性能 偏心受压长柱在纵向弯曲影响下，可能发生两种形式的破坏。长细比很大时，构件的破坏不是由于材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的，称为“失稳破坏”。当柱长细比在一定范围内时，虽然在承受偏心受压荷载后，偏心距由ei增加到ei+f，使柱的承载能力比同样截面的短柱减小,但就其破坏本质来讲，跟短柱破坏相同，属于“材料破坏”即为截面材料强度耗尽的破坏。 ◆ 对于长细比 l0/h≤5 的短柱。 ◆ 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。 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 五、偏心受压长柱受力性能 1、纵向弯曲对偏心受压柱的影响 ◆ 长细比 l0/h =5~30 的中长柱。 ◆ 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。 ◆ 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。 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 ◆ 长细比 l0/h 30 的长柱 ◆ 侧向挠度 f 的影响已很大； ◆ 在未达到截面承载力极限状态之前，侧向挠度 f 已呈不稳定发展，即柱的轴向荷载最大值发生在荷载增长曲线与截面承载力Nu-Mu相关曲线相交之前； ◆对于长柱，破坏为失稳破坏，应进行专门计算。 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因，实际工程中不存在理想的轴心受压构件。为考虑这些因素的不利影响，引入附加偏心距ea (accidental eccentricity)，参考以往工程经验和国外规范，附加偏心距ea 取20mm与h/30 两者中的较大值，此处 h 是指偏心方向的截面尺寸。 在正截面压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距e0=M/N与附加偏心距ea 之和，称为初始偏心距ei (initial eccentricity) 2、附加偏心距 3、偏心距增大系数 ◆ 由于侧向挠曲变形，轴向力将产生二阶效应，引起附加弯矩。 对于长细比较大的构件，二阶效应引起附加弯矩不能忽略。 ◆ 图示典型偏心受压柱，跨中侧向挠度为 f 。 对跨中截面，轴力N的偏心距为ei + f ，即跨中截面的弯矩为 M =N ( ei + f )。 ◆ 在截面和初始偏心距相同的情况下，柱的长细比l0/h不同，侧向挠度 f 的大小不同，影响程度会有很大差别，将产生不同的破坏类型。 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 偏心距增大系数 ， 取 h=1.1h0 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.2 偏心受压构件正截面受力性能 l0 第五章 钢筋混凝土受压构件承载力 5.3