资源预览内容
第1页 / 共59页
第2页 / 共59页
第3页 / 共59页
第4页 / 共59页
第5页 / 共59页
第6页 / 共59页
第7页 / 共59页
第8页 / 共59页
第9页 / 共59页
第10页 / 共59页
亲,该文档总共59页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
第7章 偏心受力构件正截面承载力,第7章 偏心受力构件正截面承载力,混凝土结构设计原理,第7章 偏心受力构件正截面承载力,教材作者:沈浦生 课件制作:王文利 日期:2010年1112月,第7章 偏心受力构件正截面承载力,第7章 内容提要,主要内容:,偏心受压构件的二阶效应,矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,均匀配筋的偏心受压构件的承载力计算,双向偏心受压构件的正截面承载力计算,矩形截面偏心受拉构件正截面承载力计算,偏心受压构件正截面的破坏形态,第7章 偏心受力构件正截面承载力,第7章 内容提要,重点:,偏心受压构件正截面的破坏形态,矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.1 偏心受压构件正截面的破坏形态,偏心受力构件:构件截面上作用一偏心的纵向力或同时作用轴向力和弯矩 单向偏心受力构件:纵向力作用点仅对构件截面的一个主轴有偏心距 双向偏心受力构件:纵向力作用点对构件截面的两个主轴都有偏心距 偏心受压构件:作用在构件截面上的轴向力为压力的偏心受力构件 偏心受拉构件:作用在构件截面上的轴向力为拉力的偏心受力构件,实际工程中的偏心受力构件:单层厂房的柱子 框架结构中的框架柱 剪力墙结构中的剪力墙 桥梁结构中的桥墩,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.1 偏心受压构件正截面的破坏形态,1 破坏形态,受拉破坏(大偏心受压破坏),发生条件:偏心距 较大, 受拉纵筋 不过多时。,受拉边出现水平裂缝 继而形成一条或几条主要水平裂缝 主要水平裂缝扩展较快,裂缝宽度增大 使受压区高度减小 受拉钢筋的应力首先达到屈服强度 受压边缘的混凝土达到极限压应变而破坏 受压钢筋应力一般都能达到屈服强度,受拉破坏图,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.1 偏心受压构件正截面的破坏形态,受拉破坏的主要特征: 破坏从受拉区开始,受拉钢筋首先屈服,而后受压区混凝土被压坏。,拉压破坏形态图,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.1 偏心受压构件正截面的破坏形态,受压破坏(小偏心受压破坏),特点: 破坏较突然,无明显预兆,压碎区段较长。破坏时,受压钢筋应力一般能达到屈服强度,但受拉钢筋并不屈服,截面受压边缘混凝土的压应变比拉压破坏时小。,发生条件:偏心距 较大,但受拉纵筋 数量过多; 或偏心距 较小时。,受压破坏图1),受拉边出现水平裂缝 未形成主水平裂缝,受压边出现纵向裂缝,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.1 偏心受压构件正截面的破坏形态,构件全截面受压,破坏从压应力较大边开始,此时,该侧的钢筋应力一般均能达到屈服强度,而压应力较小一侧的钢筋应力达不到屈服强度。若相对偏心距更小时,由于截面的实际形心和构件的几何中心不重合,也可能发生离纵向力较远一侧的混凝土先压坏的情况。,2)当相对偏心距 很小时,受压破坏图2),第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.1 偏心受压构件正截面的破坏形态,受压破坏特征: 由于混凝土受压而破坏,压应力较大一侧钢筋能够达到屈服强度,而另一侧钢筋受拉不屈服或者受压不屈服。,受压破坏形态图,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.1 偏心受压构件正截面的破坏形态,2 两类偏心受压破坏的界限,根本区别:破坏时受拉纵筋 是否屈服。,界限状态:受拉纵筋 屈服,同时受压区边缘混凝土达到极限压应变,界限破坏特征与适筋梁、与超筋梁的界限破坏特征完全相同,因此, 的表达式与受弯构件的完全一样。,大、小偏心受压构件判别条件:,界限状态时截面应变,当 时,为 大 偏心受压; 当 时,为 小 偏心受压。,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.2 偏心受压构件的二阶效应,1 附加偏心距 、初始偏心距,可能产生附加偏心距 的原因:,荷载作用位置的不定性; 混凝土质量的不均匀性; 施工的偏差等因素 。,规范规定:两类偏心受压构件的正截面承载力计算中,均应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距。,初始偏心距:,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.2 偏心受压构件的二阶效应,2 偏心受压长柱的二阶弯矩,不同长细比柱从加荷载到破坏 的关系,标准柱侧向弯曲,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.2 偏心受压构件的二阶效应,3 构件截面承载力计算中二阶效应的考虑 法,用增大偏心距的方法考虑由于纵向弯曲所产生的附加弯矩,增大后的偏心距为称为 ; 称为偏心距增大系数,对矩形、T形、I形、环形和圆形截面偏心受压构件, 按下式计算:,构件的计算长度,,截面高度;,构件的截面面积;T、工字型,偏心受压构件的截面曲率修正系数,当 1.0时取1.0;,构件长细比对截面曲率的影响系数, 当 时,取1.0。,构件截面上作用的偏心压力设计值;,规范规定:当矩形截面 或任意截面 时,取 。 其中为 截面回转半径。,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,1 基本计算公式及适用条件,大偏心受压构件 1)应力图形,(2)基本公式,(3)适用条件,或 防止超筋,保AS屈服,或 保证AS屈服,矩形截面非对称配筋大偏心受压构件截面应力计算图形,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,小偏心受压构件: 1)应力图形(如右),矩形截面非对称配筋小偏心受压构件截面应力计算图形,2)基本公式,可近似按下式计算:,3)适用条件:,为正: 表示受拉;,为负: 表示受压。,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,小偏心反向受压破坏时的计算,小偏心反向受压破坏时截面应力计算图形,当轴向压力较大而偏心距很小时,有可能 受压屈服,这种情况称为小偏心受压的反向破坏。,对 合力点取矩,得:,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,2 大、小偏心受压破坏的设计判别(界限偏心距),设计时可按下列条件进行判别:,当 时,可能为大偏压,可能为小偏压,可按大偏压设计;,当 时,按小偏压设计。,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,3 截面设计,大偏心受压构件,已知:材料、截面尺寸、弯矩设计值 、轴力设计值 、计算 长度 要求:确定受拉钢筋截面面积 和受压钢筋截面面积,计算偏心矩增大系数 ,初始偏心距 ,判别偏压类型。 当 时,按大偏压计算。,计算 。由大偏压公式和可看出,共有三个未知数 , , , 以( )总量最小为补充条件,解得 。为简化计算, 可直接取 。,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,由大偏压计算公式得,其中,如果 且 与 数值相差较多,则取 , 然后改按已知 计算 。, 计算, 验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力(按轴压构件),应满足,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,应用上式时注意以下几点: 1)公式中的 应取全部纵向钢筋的截面面积,包括受拉钢筋 和 受压钢筋 。 2)由于构件垂直于弯矩作用平面的支撑情况与弯矩作用平面内的不一定 相同,因此该方向构件的计算长度 与弯矩作用平面内的不一定一样, 应按垂直于弯矩作用平面方向确定。 3)对于矩形截面应按垂直于弯矩作用平面方向构件计算长度 与截面短 边尺寸 的比值查表确定稳定系数 。,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,(2)已知:材料、截面尺寸、弯矩设计值 、轴力设计值 、计算长度 、受压钢筋截面面积 要求:确定受拉钢筋截面面积,计算偏心矩增大系数 ,初始偏心距 ,判别偏压类型。当 时,按大偏压计算。,计算相对受压区高度 :,计算,1) , ,,满足适用条件。,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,2) 。说明 不足,应增加 的数量,按 和 均未知或增大截面 尺寸后重新计算。,3) 。说明破坏时受压钢筋 未达到抗压强度 ,,可近似取,,并对,合力点取矩,得, 验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力(按轴压构件)。应满足:,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,小偏心受压构件 已知:材料、截面尺寸、弯矩设计值,、轴力设计值,、计算长度,要求:确定受拉钢筋截面面积,和受压钢筋截面面积,计算偏心矩增大系数 ,初始偏心距 ,判别偏压类型。当 时,按小偏压计算。,初步拟定 值。,计算 和,、,取(1)(2)的较大值,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,如果,,应按大偏心受压构件重新计算。出现这种情况是由于截面,尺寸过大造成。,计算 ,见下表。,验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力(按轴心受压构件)。应满足:,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.4 矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,1 基本计算公式及适用条件,(1)大偏心受压构件:,2)基本公式,1)应力图形,3)适用条件,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.4 矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,(2)小偏心受压构件,1)应力图形,2)基本公式,3)适用条件:,) 的近似计算公式:,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.4 矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,2 大、小偏压的设计判别,由大偏压计算公式 得:,解出x,据此判断:,3 截面设计,(1)大偏心受压,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.4 矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,计算偏心矩增大系数,。,计算受压区高度,,判别偏压类型。,如果,,则判为大偏压。,计算,1),2),近似取,验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力(按轴压构件)。应满足,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.4 矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,2.小偏压 已知:材料、截面尺寸、弯矩设计值,、轴力设计值,、计算长度,要求:确定受拉钢筋截面面积,和受压钢筋截面面积,计算偏心矩增大系数 。,计算受压区高度,,判别偏压类型。,如果,,则判为小偏压。,计算 和,、,第7章 偏心受力构件正截面承载力,7.4 矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算,计算,:(取,根据,和,计算值的不同,有以下四种情况:,)
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号