课堂作业（三）课堂作业（三）1、试述受弯构件斜裂缝的产生。、试述受弯构件斜裂缝的产生。2、试述梁斜截面受剪破坏的三种形态及其破坏特征、试述梁斜截面受剪破坏的三种形态及其破坏特征3、在设计中采用什么措施来防止梁的斜压和斜拉破坏？、在设计中采用什么措施来防止梁的斜压和斜拉破坏？4、如图示简支梁，承受均布恒荷载、如图示简支梁，承受均布恒荷载标准值标准值（不包括自重不包括自重），均布活荷载），均布活荷载标准值标准值混凝土为混凝土为C20，环境类别一类，试求：，环境类别一类，试求：（1）不设弯起钢筋时的受剪箍筋；）不设弯起钢筋时的受剪箍筋；（2）利用现有纵筋为弯起钢筋，求所需箍筋）利用现有纵筋为弯起钢筋，求所需箍筋24057602402506004 251 (1) (1) 计算参数：计算参数：计算参数：计算参数： (2) (2) 剪力设计值计算：剪力设计值计算：剪力设计值计算：剪力设计值计算：P42P422156.96kN156.96kN (3)(3)验算截面尺寸验算截面尺寸：截面符合斜压破坏限制条件要求截面符合斜压破坏限制条件要求 (4)(4)验算是否需要按计算配置箍筋验算是否需要按计算配置箍筋：需要进行配箍计算需要进行配箍计算3 (5)(5)只配箍筋而不用弯起钢筋只配箍筋而不用弯起钢筋：选用选用双肢箍双肢箍配箍率配箍率46、若配箍筋又配弯起钢筋选择、若配箍筋又配弯起钢筋选择22525弯起弯起选用选用6200 （双肢箍），则（双肢箍），则按弯起点处的斜截面承载力验算进行全跨箍筋配置按弯起点处的斜截面承载力验算进行全跨箍筋配置156.96kN126kN50570可以可以5配箍率配箍率7、画出配筋图、画出配筋图2506002 252 2561502 12选用选用6150 （双肢箍），则（双肢箍），则6分项系数我国欧洲MC90永久荷载分项系数 1.0(当永久荷载效应对结构有利时）1.35可变荷载分项系数1.41.3（q4KN/m2)1.50混凝土材料分项系数1.401.50钢筋材料分项系数1.101.15表3.1 承载能力极限状态分项系数承载能力极限状态分项系数1.20（可变荷载效应控制的组合）1.35（永久荷载效应控制的组合）正常使用极限状态，正常使用极限状态，可靠度要求可适当降低，所有分项系数取可靠度要求可适当降低，所有分项系数取1.076.3 偏心受压构件正截面受压破坏形态 Behaviors under flexure and axial load压弯构件压弯构件压弯构件压弯构件 偏心受压构件偏心受压构件偏心受压构件偏心受压构件偏心距偏心距e0=0时时？当轴压力当轴压力N =0或偏心距或偏心距e0 相对很大时，相对很大时，？偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压轴心受压构件和构件和受弯受弯构件之间。构件之间。ss81、偏心受压偏心受压短柱短柱的的破坏特征破坏特征偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心距偏心距偏心距偏心距e e0 0和和和和纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率有关有关有关有关（1 1）受拉破坏）受拉破坏）受拉破坏）受拉破坏 tensile failuretensile failure 第六章 受压构件的截面承载力9形成这种破坏的条件是：形成这种破坏的条件是：形成这种破坏的条件是：形成这种破坏的条件是：偏心距偏心距偏心距偏心距e e0 0较较较较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为通常称为通常称为通常称为大偏心受压大偏心受压大偏心受压大偏心受压。第六章 受压构件的截面承载力（1 1）受拉破坏）受拉破坏）受拉破坏）受拉破坏 tensile failuretensile failure 10 形成受压破坏的条件有两种情况：形成受压破坏的条件有两种情况：形成受压破坏的条件有两种情况：形成受压破坏的条件有两种情况： 当相对偏心距当相对偏心距当相对偏心距当相对偏心距e e0 0/ /h h0 0较小较小较小较小 或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距e e0 0/ /h h0 0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多第六章 受压构件的截面承载力（2）受压破坏）受压破坏compressive failure11 形成受压破坏的条件有两种情况：形成受压破坏的条件有两种情况：形成受压破坏的条件有两种情况：形成受压破坏的条件有两种情况： 当相对偏心距当相对偏心距当相对偏心距当相对偏心距e e0 0/ /h h0 0较小较小较小较小 或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距e e0 0/ /h h0 0较大，但受拉侧较大，但受拉侧较大，但受拉侧较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多纵向钢筋配置较多纵向钢筋配置较多纵向钢筋配置较多1213均属于均属于“材料破坏材料破坏”截面材料强度耗尽的破坏截面材料强度耗尽的破坏相同之处：相同之处：截面的最终破坏都截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到其极是受压区边缘混凝土达到其极限压应变值而被压碎；限压应变值而被压碎；不同之处：不同之处：在于截面破坏的起在于截面破坏的起因，受拉破坏是受拉钢筋先屈因，受拉破坏是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压碎；受服而后受压混凝土被压碎；受压破坏是截面的受压部分先发压破坏是截面的受压部分先发生破坏。生破坏。界限破坏：界限破坏：在受拉钢筋应力达在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时，受压区混到屈服强度的同时，受压区混凝土被压碎。凝土被压碎。第六章 受压构件的截面承载力受拉破坏受拉破坏 受压破坏受压破坏142、 长柱的正截面受压破坏长柱的正截面受压破坏失稳破坏失稳破坏失稳破坏失稳破坏当长细比很大时，构件的破坏不是因为当长细比很大时，构件的破坏不是因为当长细比很大时，构件的破坏不是因为当长细比很大时，构件的破坏不是因为材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的。材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的。材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的。材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的。材料破坏材料破坏材料破坏材料破坏当柱的长细比在一当柱的长细比在一当柱的长细比在一当柱的长细比在一定范围内时定范围内时定范围内时定范围内时, ,虽然在承受偏心荷载后虽然在承受偏心荷载后虽然在承受偏心荷载后虽然在承受偏心荷载后, ,偏心距由偏心距由偏心距由偏心距由e ei i增加到增加到增加到增加到e ei i+f +f ，使柱的承载使柱的承载使柱的承载使柱的承载能力比同样截面的短柱减小，但就能力比同样截面的短柱减小，但就能力比同样截面的短柱减小，但就能力比同样截面的短柱减小，但就其破坏本质来说，跟短柱破坏相同，其破坏本质来说，跟短柱破坏相同，其破坏本质来说，跟短柱破坏相同，其破坏本质来说，跟短柱破坏相同，属于属于属于属于“ “材料破坏材料破坏材料破坏材料破坏” ”。ei f y xieNNN eiN ( ei+ f )le第六章 受压构件的截面承载力15 由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因，实际工由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因，实际工由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因，实际工由于施工误差、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，引入响，引入响，引入响，引入附加偏心距附加偏心距附加偏心距附加偏心距e ea a(accidental eccentricity)(accidental eccentricity)，在正截面在正截面在正截面在正截面压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距e e0 0= =MM/ /N N与附加偏心与附加偏心与附加偏心与附加偏心距距距距e ea a之和，称为之和，称为之和，称为之和，称为初始偏心距初始偏心距初始偏心距初始偏心距e ei i (initial eccentricity)(initial eccentricity)，参考以往工程经验和国外规范，附加偏心距参考以往工程经验和国外规范，附加偏心距参考以往工程经验和国外规范，附加偏心距参考以往工程经验和国外规范，附加偏心距e ea a取取取取20mm20mm与与与与h h/30 /30 两者中的较大值，此处两者中的较大值，此处两者中的较大值，此处两者中的较大值，此处h h是指偏心方向的截面尺寸。是指偏心方向的截面尺寸。是指偏心方向的截面尺寸。是指偏心方向的截面尺寸。计算偏心距计算偏心距计算偏心距计算偏心距e e0 0、附加偏心距、附加偏心距、附加偏心距、附加偏心距e ea a、初始偏心距、初始偏心距、初始偏心距、初始偏心距e ei i ：第六章 受压构件的截面承载力三类偏心距定义三类偏心距定义三类偏心距定义三类偏心距定义16 由于杆件纵向弯曲而产生侧向挠由于杆件纵向弯曲而产生侧向挠由于杆件纵向弯曲而产生侧向挠由于杆件纵向弯曲而产生侧向挠曲变形，轴向力将产生曲变形，轴向力将产生曲变形，轴向力将产生曲变形，轴向力将产生二阶效应二阶效应二阶效应二阶效应(Second-order Effect)(Second-order Effect)，引起附加弯，引起附加弯，引起附加弯，引起附加弯矩矩矩矩MM2 2NfNf。17 在截面和初始偏心距在截面和初始偏心距在截面和初始偏心距在截面和初始偏心距( ( e ei i/ /h h ) )相同的情况下，柱的相同的情况下，柱的相同的情况下，柱的相同的情况下，柱的长细比长细比长细比长细比l l0 0/ /h h(Slenderness)(Slenderness)不同，侧向不同，侧向不同，侧向不同，侧向挠度挠度挠度挠度f f 的大小不同，二阶效应的的大小不同，二阶效应的的大小不同，二阶效应的的大小不同，二阶效应的影响程度会有很大差别，将产影响程度会有很大差别，将产影响程度会有很大差别，将产影响程度会有很大差别，将产生不同的破坏类型。生不同的破坏类型。生不同的破坏类型。生不同的破坏类型。1819202122MNDN0N0eiN1N1eiN1 f1N2N2 eiN2 f20ECBA短柱（材料破坏）长柱（材料破坏）长柱（失稳破坏）柱长细比对承载力的影响对于对于长细比长细比l0/h5的的短柱短柱，可忽略挠度可忽略挠度 f 影响。影响。对于对于长细比长细比l0/h =530的的中长柱中长柱，在设计中应考虑附加挠度在设计中应考虑附加挠度 f 对对弯矩增大的影响。弯矩增大的影响。对于对于长细比长细比l0/h 30的长柱的长柱，这种破坏为失稳破坏，需专门计算这种破坏为失稳破坏，需专门计算ei fieNN00当长细比较大时，当长细比较大时，偏心受压构件的偏心受压构件的纵向弯曲引起了纵向弯曲引起了不可忽略的二阶不可忽略的二阶弯矩。弯矩。236.4 偏心受压长柱的二阶弯矩第六章 受压构件的截面承载力2425 对已考虑对已考虑对已考虑对已考虑二阶效应二阶效应二阶效应二阶效应的弹的弹的弹的弹性分析方法确定结构内力性分析方法确定结构内力性分析方法确定结构内力性分析方法确定结构内力的情况，受压构件正截面的情况，受压构件正截面的情况，受压构件正截面的情况，受压构件正截面承载力计算公式中的承载力计算公式中的承载力计算公式中的承载力计算公式中的 e ei i应应应应采用采用采用采用( (MM/ /N N+ +e ea a) )代替。代替。代替。代替。26偏心距增大系数偏心距增大系数规范用偏心矩增大系数来近似考虑二阶效应的影响第六章 受压构件的截面承载力l00eh0cesf考虑柱在长期荷载作用下，考虑柱在长期荷载作用下，混凝土徐变引起应变的增大混凝土徐变引起应变的增大27第六章 受压构件的截面承载力偏心受压构件截面曲率修正系数偏心受压构件截面曲率修正系数当偏心受压构件长细比对截偏心受压构件长细比对截 面曲率的影响系数面曲率的影响系数参考国外规范和试验结果，我国规范规定：参考国外规范和试验结果，我国规范规定：当当28第六章 受压构件的截面承载力偏心距偏心距偏心距总结：偏心距总结：（取大值）2930313233