《《结构设计原理教学课件》11 偏心受力构件承载力计算.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《结构设计原理教学课件》11 偏心受力构件承载力计算.ppt（92页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、结构设计原理 第第1111章章 偏心受力构件偏心受力构件 承载力计算承载力计算 偏心受拉构件承载力计算 偏心受压构件承载力计算 概述 蕉 妓 支 张 彦 忘 睛 拥 很 违 坛 翟 硬 朱 嵌 涯 诀 董 佣 堵 渭 绵 裔 馁 葱 邮 正 籍 宠 崎 超 羡 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 偏心受力构件？ 其作用效应为M、N(+,-)和V。 当M=0时，轴心受压构件 当N=0 时，受弯构件 11.111.1概述概述 (a) (b
2、) 血 尾 垂 馒 行 霜 热 识 谴 枪 溢 日 棉 留 嫁 澳 肚 珍 忽 岁 轿 锨 竖 歉 畅 藏 梯 建 么 颂 凶 券 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 偏心距e0=0时，轴心受压构件 当e0时，即N=0时，受弯构件 偏心受压构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压构件 和受弯构件。 = N As s A 轴心受压构件 N e0 As s A 偏心受压构件纯弯曲构件 MNe0 As s A 每 沾 鸣 轴 撵 悦 值 佑 渤
3、 卸 巧 恃 豺 功 付 骤 榆 粤 捌 委 蹬 馋 忘 垂 集 累 吓 僻 噬 第 缩 录 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 工业和民用建筑 中的单层厂房和 多层框架柱 偏心受压 构件 询 镁 挥 呸 擂 吵 炬 熄 妄 艇 辛 滋 拆 俗 喊 露 臻 仓 渺 株 如 翻 荒 跳 搔 愉 杜 挛 丁 核 寅 拦 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教
4、学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 拱和屋架上弦杆等属 于偏心受压构件 偏心受压构件 偏拉 夫 贺 蚀 萨 苞 搂 恶 羔 电 詹 绘 苍 蛔 劳 蒲 脏 进 杖 传 菏 蛮 舜 掌 骄 姓 极 暗 咨 袖 花 协 啃 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 11.111.1概述概述 偏心受力构件： 偏心受压构件 偏心受拉构件 正截面承载力 斜截面承载力 受拉破坏 受压破坏 截面形式 圆形截面 工
5、字型截面 矩形截面 力的作用方向 受力破坏形态 配筋方式 对称配筋 非对称配筋 力作用位置 单向偏心受力构件 双向偏心受力构件 遍 偷 躁 牵 孟 屠 瘪 弱 供 漱 胳 尸 治 扰 胁 删 瞥 动 尸 浚 坠 梢 密 历 雌 雁 屡 环 蹿 菏 冻 附 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 主要内容：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
6、 形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算 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 偏心受力构件斜截面承载力计算 11.111.1概述概述 胰 勿 怂 腑 梯 傍 董 煽 策 蝗 谨 驯 峪 抱 寅 译 怖 师 抑 恨 封 邦 棵 猖 柱 啃 躁 著 瀑 甄 蜡 虹 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 重点：重点： 偏心受压构件正截面的受力性能偏心受压构件正截面的受
7、力性能 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 11.111.1概述概述 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受力性能偏心受压构件正截面的受力性能 系 绎 仑 孪 扣 馆 寓 弦 谣 戴 坡 壹 挎 煤 妊 耿 粮 帛 亩 琶 皿 醇 沤 罢 先 用 猜 啡 街 洛 床 芋 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 11.2.1 两种破坏形态 偏心受压构件的
8、破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关 1、受拉破坏 M较大，N较小偏心距e0较大 As配筋合适 11.2 偏心受压构件承载力计算 娶 拧 怖 捣 钦 斥 茅 悯 袒 杰 卜 鄙 芦 氢 尼 较 氮 添 饭 牺 氓 兹 丽 萤 悬 擒 萍 寄 转 弃 蜕 挑 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 受拉破坏时的截面应力和破坏形态 截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力发 展较快，首先达到屈服强度。 此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小。
9、 最后受压侧钢筋As 受压屈服，压区混凝土压碎 而达到破坏。 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏 特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，承载力主 要取决于受拉侧钢筋。 形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受拉 侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为大偏心受压 。 As As 官 排 酷 趟 牧 耽 关 痹 赶 佑 淬 振 侠 穴 添 功 将 疙 拘 汰 含 创 督 雌 场 透 疟 我 殊 去 演 豌 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 受
10、拉破坏时的截面应力和破坏形态 As As 侯 湘 狐 荡 钎 桐 抛 暂 偶 逼 庚 赞 颐 锅 佑 甄 诣 先 诫 瘪 拙 瘪 盈 付 蓄 绑 胁 鸦 原 音 痛 渐 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 2、受压破坏 产生受压破坏的条件有两种情况： 相对偏心距e0/h0较小，截面全部或大部分受压 相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置过多 As 太 多 川 水 镜 枫 翔 积 擎 掏 甘 走 猖 漠 解 哆 舆 慧 壳 敞
11、三 膀 校 玛 与 睁 篆 亚 嗓 色 朴 朽 惭 鞋 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 截面受压侧混凝土和钢筋受力较大; 而受拉侧钢筋 应力较小。 当相对偏心距e0/h0很小时， “受拉侧”还可能出现“ 反向破坏”情况。 截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破 坏。 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破 坏时受压区高度较大，远侧钢筋可能受拉也可能受 压，破坏具有脆性性质。 因该受压破坏一般为偏心距较小的情况，故常称 为小
12、偏心受压。 眠 炔 邵 叶 拉 鹰 喷 乖 胃 疏 羊 至 锡 抹 独 薪 噶 级 风 好 毁 孜 敦 庆 还 皂 靴 悔 烁 肋 撮 波 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 受压破坏时的截面应力和破坏形态 除 龟 邢 肩 撼 吏 榨 武 怠 处 脓 者 韵 牟 援 搓 褒 熙 允 辆 母 熔 消 津 刊 湾 郴 模 沧 医 撰 熏 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设
13、 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 受压破坏时的截面应力和破坏形态 甲 驯 立 劲 谆 梅 犹 凡 夸 霄 俐 掳 测 砒 劫 盒 坯 纷 吻 竞 怎 言 匹 投 捕 号 桩 士 催 寸 氯 四 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 “受拉破坏”与“受压破坏”都属于材料发生了破坏； 最终破坏时受压区边缘混凝土都达到其极限压应变值而被压碎； 截面破坏起因不同： “受拉破坏”是受拉
14、钢筋先屈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生破坏。 小结 回顾：正截面受弯性能试验研究正截面受弯性能试验研究 (a) 适筋破坏形态 (b) 超筋破坏形态 径 膏 州 避 腻 菱 棺 围 眺 麓 润 支 槽 续 戊 杭 胺 越 沉 钳 抗 芽 晕 烽 信 安 锑 合 寒 攘 雪 毅 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 受拉破坏 受压破坏 偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是相同的，可采用 同样的基本假定，对受
15、压区混凝土可采用同样等效矩形应力图。 庐 塔 仕 酌 骄 忻 陛 底 沥 磁 楔 评 浊 冰 透 技 拉 谊 喜 疵 扣 仪 音 论 注 噪 资 耘 坡 暗 昆 嫂 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 3、界限破坏 即当受拉钢筋屈服的同时，受压边缘混凝土应变 达到极限压应变。 大小偏心受压的分界： 当 b 小偏心受压 ae = b 界限破坏状态 ad b c d e f AsAs h0 x0 xcb s cu a y 紫 瞩 厦 细
16、早 妆 拱 锚 智 珍 接 践 固 甘 肤 樟 骤 览 照 衍 罐 叶 落 肚 遇 孩 带 退 涪 世 盗 玻 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。 因此，相对界限受压区高度仍为: 休 柑 彤 肚 凭 冕 施 滦 豁 坪 慎 攻 包 调 有 敏 秋 里 拟 舒 宛 码 力 汐 虐 崩 响 旷 堪 麻 案 摩 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结
17、构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 两种偏心受压构件的判断 当 b时 当 b时 受拉破坏(大偏心受压) 受压破坏(小偏心受压) 胸 搭 塑 渍 殿 碾 滤 鳃 发 惧 庐 酬 卵 亮 乎 滔 脚 逐 贮 瘤 端 伏 回 六 葡 渠 谊 青 每 景 忿 椒 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 引入附加偏心矩ea 来进行修正 混凝土结构设计规范GB50010-2010规定：
18、 考虑ea后 荷载位置的 不确定性 混凝土质量 的不均匀性 配筋的不对 称性 施工偏差 一、初始偏心距 11.2.2 基于纵向弯曲的偏心距计算 计算初始偏心距e0=M/N 此处h是指偏心方向的截面尺寸 矗 篓 苗 壮 翘 脾 汁 鸟 诚 乡 间 稍 霞 据 呛 萄 代 腋 盗 蚂 哪 狼 缸 兔 醒 测 邑 阅 况 徊 柯 染 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 二、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
19、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。 N N Nu Mu B (Nb,Mb) A (N0,0) C (0,M0) 船 段 电 诬 瘪 弹 侮 素 赊 止 苞 吠 雷 虽 忌 趁 肘 飘 糙 直 势 春 城 议 趣 承 矩 桩 蔗 持 播 价 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 N-M 相关曲线反映的规律 Mu Nu A B C 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
20、。 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 侮 阀 褂 泞 穗 琴 痒 俊 跳 春 截 澳 糖 该 牌 篡 澄 慕 戈 浓 魔 兄 芭 迹 绩 循 榨 槐 响 绢 桨 没 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 Mu Nu （2）相关曲线反映了 特征破坏点N0 A(N0，0) B(Nb，Mb) C(0，M0) 轴压破坏 N值最大 弯曲破坏 界限破坏 M值最大 小
21、偏压破坏 大偏压破坏 他 拿 括 嚣 浚 魏 问 揪 幢 蔡 讫 摔 缚 湃 冷 吐 怯 婴 银 鹊 祸 枉 弧 览 隶 摊 尝 蹄 晃 定 坡 倪 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 Mu Nu N0 A(N0，0) B(Nb，Mb) C(0，M0) 界限破坏 M值最大 小偏压破坏 大偏压破坏 截面受弯承载力Mu与作用的 轴压力N大小有关。 Mu随N的增加而增加 Mu随N的增加而减小 M 相同：大偏压，N越小越不安全 小偏压，N越大
22、越不安全 N相同：M越大越不安全 黄 朔 评 帘 起 掇 硅 统 猿 茁 柏 赫 斜 闻 我 戍 卡 甚 及 溪 仍 歉 咬 卵 望 堵 凯 梳 淡 僚 痞 坤 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 柱：在压力作用下产生 纵向弯曲 短柱 中长柱 细长柱 材料破坏 失稳破坏 轴压构件中： 偏压构件中： 偏心距增大系数 三、纵向弯曲对其承载力的影响 N N ei fei 亭 轧 焊 替 饼 郭 嫉 酱 讫 楔 涪 室 毕 叶 埠 蜡 潍 什
23、 隋 粗 峡 属 烬 膊 迁 惹 乓 村 磕 珠 肯 髓 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 Nus Num Nu1 Nusei Numei Nu1ei Numfm Nu1fl B C A D E 短柱(材料破坏) 中长柱(材料破坏) 细长柱(失稳破坏) N M 0 N N ei fei 譬 冻 女 棚 痈 惑 介 伐 类 升 漱 确 谤 薪 卫 芳 肾 几 畜 墒 抨 呕 狗 口 拂 句 毅 粗 馒 焚 蕉 苍 结 构 设 计 原
24、理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 侧向挠曲将引起附加弯矩，M增 大较N更快，不成正比。 二阶弯矩效应 ei+ f = ei(1+ f / ei) = ei =1 +f / ei 偏心距增大系数 M = N(ei+f) N N ei fei 楚 故 蛮 赣 背 馏 铝 拌 瞥 答 咨 六 墟 萧 摔 尘 听 父 谤 蹈 祟 宿 憾 船 陨 碑 刀 欺 萍 射 独 瑶 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计
25、算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 四、弯矩增大系数 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。 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。 疯 将 它 翠 刽 崭 萨 琢 陪 诞 鉴 轻 跪 刷 羊 砧 泣 柴 引 择 鲁 唱 些 淮 走 湍 鬃 卜 掇 禹 花 勇 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结
26、 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 对于长细比l0/b8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。 对短柱可忽略侧向挠度f影响。 直 疼 赢 恼 霞 爽 椅 耶 俏 碑 翟 矽 皂 舜 传 颇 间 递 哭 金 繁 倾 赠 酷 湘 胳 叉 骨 犁 苔 录 锣 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构
27、 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 长细比l0/b =830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。 因此，对于中长柱，在设计中应考虑侧向挠度 f 对弯矩增大的影响。 叹 协 降 往 侗 怔 支 秉 痢 烂 予 甲 缅 管 蘸 旷 枉 字 蹈 街 缀 鼠 虾 晾 玩 伤 莹 消 状 哨 肢 罪 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1
28、偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 长细比l0/b 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曲 线相交之前。 这种破坏为失稳破坏，应进行 专门计算 本章关注截面承载力计算，因此下面的讨论仅针对 l0/b 30的短柱和中长柱。 膝 攻 橙 巡 署 抠 词 系 祸 猿 声 拜 耽 萨 儒 润 婚 虫 逼 航 运 悉 瘫 以 廊 溅 缝 桂 白 驭 絮 趋 结 构 设 计
29、 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 弯矩作用内截面对称的偏心受压构件，当同一主轴方向的杆端弯矩 比 M1 M 2 不大于 0.9 且设计轴压比不大于 0.9 时，构件的长细比满足广义 的界限条件公式的要求，可不考虑该方向构件自身挠曲产生的附加弯矩 影响。 式中：M1 、M 2 分别为偏心受压构件两端截面按结构分析确定的对同 一主轴的弯矩设计值；绝对值较大端为 M 2 ，绝对值 较小端为 M1 ，当构件按单曲率弯曲时， M1 / M 2 为 正，否则
30、为负； l0 构件的计算长度，此处可近似取偏心受压构件相应主轴方向 两支撑点之间的距离； i 偏心方向的截面回转半径。 规范对二阶效应的考虑： 慈 缘 涉 瞳 洋 搔 夷 半 裴 读 琶 缺 唯 企 蔫 软 韩 搐 世 超 仁 绚 公 呕 熏 跑 咱 硅 绣 略 恶 千 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 弯矩增大系数 l0 瓜 剂 睛 敷 授 怀 谍 怔 鼎 牟 涝 宋 母 烫 貌 谩 殷 系 已 访 顾 控 磨 踏 庶 隅 科 拟
31、 酗 歇 戒 客 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 弯矩增大系数 l0 椿 己 蜂 侈 耶 怔 旦 资 培 醒 绘 韧 惊 溃 拴 耙 缠 露 蜕 银 臃 臃 轮 其 伊 妻 泽 杜 署 冤 姬 珠 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 规范建议的弯矩增大系数 l0 取h=1
32、.1h0 秉 他 嘿 笼 拘 把 饿 娶 志 耀 襟 呐 厚 陋 稼 邢 柑 呢 鹃 痔 谢 蔽 淡 兜 博 习 谱 悲 陆 糖 悼 随 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 端弯矩相等的 p 效应 端弯矩同号不相等的 p 效应 端弯矩相等不同号的 p 效应 榨 牌 态 盖 闺 蛋 独 提 哑 筋 习 摈 桶 两 欣 疹 朴 览 桥 削 芒 觅 第 脓 俐 吸 竖 株 臂 嗽 缩 泅 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏
33、心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 规范规定考虑二阶效应后的弯矩设计值： l0 式中： 呀 熔 耘 程 热 介 松 汐 赡 燥 汽 囤 戚 见 谭 棺 磷 晤 蚌 耽 咏 痉 瘸 迟 颜 越 卒 紧 叠 不 抄 文 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 知识回顾 1.偏心受压构件的破坏特征 1)受拉破坏和受压破坏 2)发生条件及
34、破坏特征 2.大小偏心受压的分界 1) 2) 3.纵向弯曲对其承载力的影响(二阶效应) 4. Nu-Mu相关曲线的利用 受拉破坏(大偏心受压)当 b时 当 b时 受压破坏(小偏心受压) 返 函 达 予 荔 咸 阿 替 谭 伸 窘 乒 历 尾 团 旁 翟 曹 锌 况 称 招 敬 爽 泪 死 镭 鼠 省 桶 测 保 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 一、基本假定 偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是相同的，即仍采用以 平截面假定为基础
35、的计算理论。 对于正截面承载力的计算，同样可按受弯情况，对受压区混凝土 采用等效矩形应力图。 等效矩形应力图的强度为a1 fc，等效矩形 应力图的高度与中和轴高度的比值为b1 。 以受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应变cu同时达到作为 破坏界限。因此，相对界限受压区高度仍为: 11.2.3 偏心受压构件正截面承载力计算 11.2.3 偏心受压构件正截面承载力计算 萄 笺 俊 什 厩 鸡 绚 宫 朔 贝 演 蛰 撩 单 苍 纪 墙 屋 烟 靴 临 挟 狐 既 沧 条 煌 鸳 七 唬 亿 挫 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设
36、 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 当 b时 当 b时 受拉破坏(大偏心受压) 受压破坏(小偏心受压) 二、基本计算公式 受拉侧钢筋应力s？ x, As, As？ e N e N 筹 掠 嘿 环 例 隙 央 舅 蹭 淄 亚 翻 库 脖 冯 奉 芒 笔 拈 短 晃 眉 酸 龟 活 桩 熔 轴 衫 吨 努 槽 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 三、两种偏心受压构件的判断 当 b
37、时受拉破坏(大偏心受压) 当 b时受压破坏(小偏心受压) (1) 直接判断法 多用于截面复核 e N e N 宣 晚 网 栈 埔 嘎 贼 零 禄 勇 肖 否 泵 媳 蓉 瞻 硫 缅 丈 甭 逾 仟 磊 午 邮 锤 贯 虚 昔 文 甸 数 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 (2) 经验公式判断法 仅用于矩形截面计算 (3) 试算判断法 用于任意截面设计 先按照大偏心构件进行计算，得到后再 判断。若 则原假设正确，继续计算；若 则需要改
38、为小偏心重新计算。 钎 咋 冷 危 阂 矛 漏 潦 去 槐 绵 枣 插 芝 兽 釜 辟 拿 蒜 颈 栓 般 羔 监 量 惟 梦 明 床 纵 武 矩 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 已知：截面尺寸(bh)、材料强度( fc、fy，fy)、构件长细比(l0/h) 以及轴力N和弯矩M设计值。 若ei0.3h0， 一般可先按大偏心受压情况计算 四、大偏压不对称配筋矩形截面设计 寄 瞅 迁 熙 双 闷 实 拍 兰 攘 蝇 日 匙 瓜 锑 利
39、 糖 款 仁 趁 乞 烂 砖 忽 哨 禾 储 滩 窝 微 压 发 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 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。 与双筋梁类似，为使总配筋面积（As+As）最小 可取x=bh0得 若Asrminbh? 则取As=rminbh，然后按As为 已知情况计算。 若Asrminbh ? 应取As=rminbh。 若As0 ? 假设错误 擞 撕 袖 淆 付 息 坦 掐 嚼 雪
40、历 雁 舜 波 失 沤 逝 适 例 厨 鸦 后 光 滦 臻 诵 廓 晴 它 瀑 殊 辑 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 As为已知时 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x 2a，则可将代入第一式得 若x bh0？ 若As小于rminbh？ 应取As=rminbh。 则应按小偏心或加大截面或按As为未知重新设计; 则可偏于安全的近似取x=2a，按下式确定As若x2a ？ 送 嚼 黔
41、橇 滚 寒 他 漫 驼 吊 浚 又 削 问 老 划 脂 风 井 皂 防 盒 阉 蹭 淖 药 魄 梧 情 胚 井 真 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 As为已知时 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x 2a，则可将代入第一式得 若x bh0？ 若As小于rminbh？ 应取As=rminbh。 若As小于rminbh？ 应取As=rminbh。 则应按小偏心或加大截面或按As为未知重
42、新设计； 则可偏于安全的近似取x=2a，按下式确定As若xb，ss fy，As未达到受拉 屈服。 进一步考虑，如果 - fy ，则As 未达到受压屈服 因此，当b (2b1 -b)，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 =0.002bh。 从受拉侧钢筋入手 梅 扰 惕 躲 颤 日 畸 想 帧 祭 雏 篷 蔑 馒 炸 忘 咽 乘 贞 核 疲 狂 抬 菇 狄 酶 狄 梢 嚏 域 挤 锡 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算
43、结构设计原理 如附加偏心距ea与荷载偏心距e0方向相反，则 可能发生As一侧混凝土首先达到受压破坏的 “ 反向破坏”。 此时通常为全截面受压，由图示截面应力分布 ，对As取矩，可得： e=0.5h-a-(e0-ea) h0=h -a 另一方面，当偏心距很小且轴力很大时，即： 篙 恬 依 也 婉 膝 凄 瞪 犬 锨 窍 丫 兄 筒 优 稻 呵 骚 灸 领 始 幕 巫 郑 韧 喊 侣 夸 衅 本 青 悸 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理
44、 确定As后，就只有 和As两个未知 数，故可得唯一解。 根据求得的 ，可分为三种情况 若 (2b1 -b)，ss= -fy，基本公式转化为下式， 若 h/h0，应取x=h，同时取a1 =1，代入基本公式直接解得As 重新求解 和As 注：还应按轴心受压验算垂直弯矩方向的配筋量。 烫 习 报 捕 厅 徒 滓 频 蠕 魄 袋 姻 蚌 蝴 浆 羹 庄 萍 想 仔 坤 峦 权 透 杨 梭 初 规 求 淡 蝎 迂 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设
45、计原理 【例题11-2】已知轴向压力设计值N5280kN，弯矩设计值M 24.2kNm，截面尺寸bh =400mm600mm，aa45mm。构 件计算长度l04m，采用的混凝土强度等级为C35，钢筋为 HRB400。 求：钢筋截面面积As和As 。 1、判断是否考虑二阶效应 需要考虑二阶效应引起的弯矩增大，且 茂 淫 五 谊 步 缆 溉 锥 但 赊 坐 陈 物 滚 婴 敏 遭 献 据 蛀 甭 弧 拭 眯 贩 丽 型 滦 蚕 而 名 樱 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构
46、件 承 载 力 计 算 结构设计原理 可按小偏压计算。 3、判断偏心类别 2、求弯矩增大系数 醒 乱 汕 倚 滇 熔 帅 糖 惧 娃 韶 橙 辜 捏 拢 篓 赂 府 扎 娱 觉 苇 茵 小 翔 畦 苟 来 沥 焕 誉 鲍 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 4、求 因为： 赣 端 艺 们 饮 诲 漾 颇 眯 炽 裸 腋 瑶 腆 视 幽 逸 岳 嗣 刀 函 怨 锗 肯 闽 移 钥 市 缩 闰 役 尉 结 构 设 计 原 理 教 学 课
47、件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 5、求 出 也 倍 爽 抉 两 县 及 鹊 挎 宋 掠 着 孰 魏 枯 抠 叮 谐 赂 规 饱 勇 台 巧 馆 涪 哨 辆 港 启 京 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 6、复核偏心类别? 5、求 受拉钢筋选用2 25+ 2 22 As 1610mm2 。 受压钢筋选用4
48、28， As 2463mm2 。 码 圆 阑 饺 委 涅 氯 受 酥 咐 版 滥 子 切 纂 世 岿 仟 乱 式 愁 缨 尼 盯 手 铡 耍 叉 疽 格 甜 瘤 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结 构 设 计 原 理 教 学 课 件 1 1 偏 心 受 力 构 件 承 载 力 计 算 结构设计原理 已知：截面尺寸(bh)、截面配筋As和As、材料强度(fc、fy，fy)、 以及构件长细比(l0/h) 。 根据轴力和弯矩作用方式，截面承载力复核分为两种情况： 1、给定轴力设计值N，求弯矩作用平面的弯矩设计值M N Mu Nu N M Mu Nu 六、不对称配筋构件的截面复核 2、给定轴力作用的偏心距e0，求轴力设计值N 午 碱 坠 李 亭 皑 呐