哈工大-《建筑结构》-课件PPT.ppt

4.3偏心受压构件正截面承载力的计算4.3.1偏心受压构件正截面的破坏特征根据已经做过的大量偏心受压构件的试验，可以把偏心受压构件按其破坏特征划分为以下两类：第一类——受拉破坏，习惯上常称为“大偏心受压破坏”。第二类——受压破坏，习惯上常称为“小偏心受压破坏”。(a)大偏心受压破坏(b)小偏心受压破坏图4.15偏心受压构件典型破坏状态关键的破坏特征是受拉钢筋首先达到屈服，然后受压钢筋也能达到屈服，最后由于受压区混凝土压碎而导致构件破坏，这种破坏形态在破坏前有明显的预兆，属于塑性破坏。所以我们把这类破坏称为受拉破坏。1．大偏心受压破坏(受拉破坏)关键性破坏特征是，构件的破坏是由受压区混凝土的压碎所引起的。破坏时，压应力较大一侧的受压钢筋的压应力一般都能达到屈服强度，而另一侧的钢筋不论受拉还是受压，其应力一般都达不到屈服强度。构件在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，属脆性破坏。所以我们把具有这类特征的破坏形态统称为“受压破坏”。2．小偏心受压破坏(受压破坏)3．界限破坏在“受拉破坏”和“受压破坏”之间存在着一种界限状态，称为“界限破坏”。它不仅有横向主裂缝，而且比较明显。它在受拉钢筋应力达到屈服的同时，受压混凝土出现纵向裂缝并被压碎。在界限破坏时，混凝土压碎区段的大小比“受拉破坏”情况时的大，比“受压破坏”情况时的要小。图4.12偏心受压构件截面应变分布从大小偏心受压破坏特征可以看出，二者之间根本区别在于破坏时受拉钢筋能否达到屈服。这和受弯构件的适筋与超筋破坏两种情况完全一致。因此，两种偏心受压破坏形态的界限与受弯构件适筋与超筋破坏的界限也必然相同，即在破坏时纵向钢筋应力达到屈服强度，同时受压区混凝土也达到极限压应变值，此时其相对受压区高度称为界限受压区高度,故当时，属于大偏心受压破坏；时，属于小偏心受压破坏。图4.12偏心受压构件截面应变分布4.3.2矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算公式(a)大偏心受压(b)界限偏心受压(c)小偏心受压图4.14矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算图式f?yA?sbAsA?sa?shh0xasNeeie??sAsf?yA?sbAsA?sa?shh0asNeeie?fyAseeie?fyAsNbAsA?sa?shh0xasf?yA?s大偏心受压时受拉钢筋应力，即其受拉及受压纵向钢筋均能达到屈服强度。1．大偏心受压沿构件纵轴方向的内外力之和为零(如图4.21a)，可得：(4.8)由截面上内、外力对受拉钢筋合力点的力矩之和等于零，可得：(4.9)(4.10)(4.11)适用条件：①为了保证构件在破坏时，受拉钢筋应力能达到抗拉强度设计值fy，必须满足：②为了保证构件在破坏时，受压钢筋应力能达到抗压强度设计值fy，必须满足：当时，受压钢筋应力可能达不到fy‘，与双筋受弯构件类似，取。其应力图形如图4.22所示，近似认为受压区混凝土所承担的压力的作用位置与受压钢筋承担压力fyAS位置相重合。根据平衡条件可写出：(4.12)f?yA?sbAsA?sa?shh0asNeeie?fyAs2．界限偏心受压当时(如图4.21b)，为大小偏心受压的界限情况，在式(4.8)中取，可写出界限情况下的轴向力Nb的表达式(4.13)当截面尺寸、配筋面积及材料强度为已知时，Nb为定值，可按式(4.8)确定。如作用在截面上的轴向力设计值N≤Nb，则为大偏心受压情况；若N＜Nb，则为小偏心受压情况。3．小偏心受压(1)接近纵向压力一侧的混凝土先被压坏的情况距轴力较远一侧纵筋As中应力(如图4.21c)。沿构件纵轴方向的内外力之和为零，可得：由截面上内、外力对受拉钢筋合力点的力矩之和等于零得：(4.14)(4.15)(2)远离纵向偏心压力一侧的混凝土先被压坏的情况当纵向偏心压力的偏心距很小，且纵向偏心压力又比较大即的全截面受压情况下，如果接近纵向偏心压力一侧的纵向钢筋配置较多，而远离偏心压力一侧的钢筋配置相对较少时，应力有可能达到受压屈服强度，远离纵向偏心压力一