矩形截面单向偏心受压构件.ppt

*矩形截面单向偏心受压构件有两种破环特征：大偏心受压（受拉破坏）；小偏心受压（受压破坏）。矩形截面单向偏心受压构件正截面承载力计算矩形截面单向偏心受压构件大偏心受压：轴向力N的偏心距较大，且纵筋的配筋率不高时，构件的破坏是由于受拉钢筋首先到达屈服，而导致的压区混凝土压坏，其承载力主要取决于受拉钢筋。小偏心构件：轴向力N的偏心距较小，或轴向力N的偏心距较大但纵筋的配筋率很高时，构件的破坏是由于受压区混凝土到达其抗压强度，距轴力较远一侧的钢筋，无论受拉或受压，一般均未达到屈服，其承载力主要取决于受压区混凝土及受压钢筋。Nu-Mu相关曲线对于给定的截面、材料强度和配筋，达到正截面承载力极限状态时，其压力和弯矩是相互关联的，可用一条Nu-Mu相关曲线表示。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。01由于荷载不可避免地偏心、混凝土的非均匀性及施工偏差等原因，都可能产生附加偏心距ea。ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大者。02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：初始偏心距ei钢筋混凝土偏心受压构件中的轴向力在结构发生侧向位移和挠曲变形时会引起附加内力，即二阶效应。下面介绍一种考虑二阶效应的方法——η—l0法。0102二阶效应按长细比的不同，钢筋混凝土偏心受压柱可分为短柱、长柱和细长柱。短柱:长细比较小（l0/h≤5或l0/d≤5或l0/i≤17.5),侧向挠度f与初始偏心距ei相距很小，可略去不计；长柱：柱的长细比较大，侧向挠度f与初始偏心距ei相比已不能忽略；细长柱：柱的长细比很大，侧向挠度出现不收敛的增长，构件破坏时为失稳破环。实际结构中最常见的是长柱，计算中应考虑由于构件侧向挠度而引起的二阶弯矩的影响，为此引用偏心增大系数η：根据大量的理论分析及实验研究，《规范》给出偏心距增大系数η的计算公式为：01将短柱（η=1）承载力计算公式中的ei代换为ηei，即可用来进行长柱的承载力计算。02大偏心受压（ξ≤ξb）基本公式的建立为了保证受压钢筋（As）应力到达fy及受拉钢筋应力到达fy,则上式需符合下列条件：大偏心受压时受拉钢筋应力σs=fy,根据轴力和受拉钢筋合力中心取矩的平衡建立基本计算公式：当轴向设计力N≤Nb，为大偏心受压情况；当轴向设计力NNb，为小偏心受压情况。当x=ξbh0为大偏心受压的界限情况，由基本公式可以得到界限情况下的轴向力Nb:小偏心受压（ξξb）距轴力较远的一侧纵筋（As）中应力σsfy,这时基本公式为：“受拉侧”钢筋应力ssx=bxnss=Eses为避免上式代入小偏心受压基本公式出现x的三次方程，考虑到当ξ=ξb，σs=fy；ξ=β，σs=0的两个边界条件，可采用以下σs与x的近似线性关系：由平截面假定可得：当ξ≥2β1-ξ时，取σs=-fy按上式算得的钢筋应力σs满足：如前所述，ξ≤ξb为大偏心受压，ξξb为小偏心受压;但在开始截面配筋计算时，As、As和x未知，由基本公式两个方程无法计算ξ，因此无法利用ξ来判别。可以近似按下面方法进行判别：hei＞0.3h0，则按大偏心受压计算hei≤0.3h0，则按小偏心受压计算两种偏心受压情况的判定：非对称截面配筋计算若Asrminbh，应取As=rminbh。为使总配筋面积（As+As）最小，可取x=xbh0,得:As和As均未知时两个基本方程中有三个未知数，As、As和x，故无唯一解。在As已知后，只有两个未知数，方程得以求解：若As0.002bh，则取As=0.002bh2341大偏心受压说明已知的As尚不足，则应按As为未知情况重新计算确定As当As已知时，两个基本方程有二个未知数As和x，有唯一解。先由第二式求解x，若xxbh0，且x2a，则可将x代入第一式得：若As若小于rminbh应取As=rminbh。若xxbh0若x2a则偏安全的近似取x=2a，按下式确定As：⑵As为已知时小偏心受压若hei0.3h0，则按小偏心受压计算两个基本方程中有三个未知数，As、As和x，故无唯一解。当xbx(2b-xb)，As无论怎样配筋，都不能达到屈服，为使用钢量最小，故可取As=max(0.45ft/fy，0.002bh)。另一方面，当偏心距很小，Nfcbh时，附加偏心距ea