鋼筋混凝土偏心受力構(gòu)件承載力計算課件

1、第七章 鋼筋混凝土偏心受力構(gòu)件承載力計算混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程組第七章 鋼筋混凝土偏心受力構(gòu)件承載力計算 教學(xué)內(nèi)容：偏心受壓構(gòu)件的破壞特征、構(gòu)造要求、承載力計算、偏壓柱斜截面受剪承載力計算。 教學(xué)重點：偏壓構(gòu)件的破壞特征及承載力計算 教學(xué)難點：偏壓構(gòu)件的計算 圖7-1 偏 壓 構(gòu) 件 的 力 的 作 用 位 置 概述偏壓構(gòu)件根據(jù)作用位置的不同，可分為：單向偏壓和雙向偏壓，如圖7-1所示。Ne0偏心受力偏心受力MNNe0=M/NNe0=M/NN轉(zhuǎn)化為概述一、工程實例及配筋形式一、工程實例及配筋形式縱筋箍筋：側(cè)向約束縱筋、抗剪內(nèi)折角處！bh二、偏心受壓構(gòu)件的試驗研究Nfe0混凝土開裂混凝土全部受壓

2、不開裂構(gòu)件破壞破壞形態(tài)與e0、As、 As有關(guān)二、偏心受壓構(gòu)件的試驗研究小偏心受壓破壞大偏心受壓破壞三、偏心受壓計算中幾個問題一一) ) 偏心距理論偏心距 e0NMe 0附加偏心距ea30120max偏心方向截面尺寸的mmea初始偏心距eiaieee0三、偏心受壓計算中幾個問題MMNfNeMi二次彎矩iieef考慮彎矩引起的橫向撓度的影響l0/h越大f的影響就越大增大了偏心作用ief1 二). 單個構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)三、偏心受壓計算中幾個問題21200140011hlheiNAfc5 . 01考慮偏心距變化的修正系數(shù)若11.0，取 1=1.0hl0201. 015. 1考慮長細比的修正系數(shù)若

3、21.0，取 2=1.0規(guī)范規(guī)定:115/20時取hl1)5 .17/(5/00取時即時hl，hl四、偏心受壓構(gòu)件受力分析大偏壓構(gòu)件類似于雙筋適筋梁（As過多時也例外）小偏壓構(gòu)件類似于雙筋超筋梁類似梁的方法進行分析重點講重點講承載力承載力四、偏心受壓構(gòu)件受力分析1. 大小偏心受壓界限的判別b大偏心受壓小偏心受壓bcusybEf11四、偏心受壓構(gòu)件受力分析2. 承載力的簡化分析方法簡化分析的基本原則fcC sAsNueexnfyAsei0.412xn0.8xnfceNuxnfyAsfyAseei0.412xnC0.8xn大偏心受壓小偏心受壓1fc1fc四、偏心受壓構(gòu)件受力分析2. 承載力的簡化分

4、析方法CeNu NufyAsfyAseeix1fc基本計算公式-大偏壓) ( )5 . 0(0011ssycusysycuahAfxhbxfeNAfAfbxfNb2sax 四、偏心受壓構(gòu)件受力分析2. 承載力的簡化分析方法C sAsNueefyAseix1fc) 18 . 0() ( )5 . 0(0011cussssycusssycuEahAfxhbxfeNAAfbxfN基本計算公式-小偏壓和超筋梁類似，為了避免解高次方程簡化為（當(dāng)fcu50Mpa）)(,8 . 08 . 0ysyybsfff四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用CeNfyAsfyAseeix1fc不對稱配筋時（AsA

5、s）的截面設(shè)計-大偏壓情形I ：As和As均不知設(shè)計的基本原則 ：As+As為最小為最小充分發(fā)揮混凝土的作用0hxb取ysybcssybbcsfNAfbxfAahfxhbxfNeA1001)()5 . 0(已知計算按，則取若minminsssssAbhAbhA四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用CeNfyAsfyAseeix1fc不對稱配筋時（AsAs）的截面設(shè)計-大偏壓情形II ：已知As 求As) ( )5 . 0(001ssycahAfxhbxfNe求x2as另一平衡方程求As2as)(,2) 18 . 0(00syssscussahfNeAaxhaE或取補充方程四、偏心受壓構(gòu)件

6、受力分析3. 基本公式的應(yīng)用C sAsNeefyAseix1fc不對稱配筋時（AsAs）的截面設(shè)計-小偏壓設(shè)計的基本原則 ：As+As為最小為最小小偏壓時As一般達不到屈服bhAssmin取聯(lián)立求解平衡方程即可四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用h0fyAsNeeifyAs1fcas幾何中心軸實際中心軸實際偏心距不對稱配筋時（AsAs）的截面設(shè)計-小偏壓特例：特例：ei過小，過小，As過少，導(dǎo)致過少，導(dǎo)致As一側(cè)混凝土壓碎，一側(cè)混凝土壓碎， As屈服。為屈服。為此，尚需作下列補充驗算：此，尚需作下列補充驗算：0 . 1,0aieee偏于安全，使實際偏心距更大0012,)()5 . 0(

7、sisycsaeheahfhhbhfNeA四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用不對稱配筋時（AsAs）的截面設(shè)計-平面外承載力的復(fù)核設(shè)計完成后應(yīng)按已求的配設(shè)計完成后應(yīng)按已求的配筋對平面外（筋對平面外（b方向）的承方向）的承載力進行復(fù)核載力進行復(fù)核CeNfyAsfyAseeix1fcC sAsNeefyAseix1fc按照軸壓構(gòu)件按照軸壓構(gòu)件四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用截面設(shè)計時適用的大小偏壓判別式設(shè)計時，不知道設(shè)計時，不知道 ，不能，不能用用 來直接判斷來直接判斷大小偏壓大小偏壓需用其他方法小偏壓大偏壓,3 . 0,3 . 000heheii求出后做第二步判斷小偏壓大偏

8、壓,bb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用不對稱配筋時（AsAs）的截面復(fù)核已知e0求Nu已知N求Mu直接求解基本方程求Nu直接求解基本方程注意特例按軸壓求Nu取二者的小值四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用N-M相關(guān)曲線MuNu軸壓破壞彎曲破壞界限破壞小偏壓破壞大偏壓破壞ABCN相同M越大越不安全M 相同：大偏壓，N越小越不安全 小偏壓，N越大越不安全四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用對稱配筋（As=As）偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計-判別式y(tǒng)bscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5

9、 . 0()(0011或?qū)ΨQ配筋的大偏心受壓構(gòu)件ysysfAfA應(yīng)用基本公式101bhfNc小偏壓大偏壓,bb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用對稱配筋（As=As）大偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計ybscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或應(yīng)用基本公式201bhfNc)()5 . 0(0201sycssahfbhfNeAA0022hahass，取若四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 基本公式的應(yīng)用對稱配筋（As=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計ybscussssycsssysycfEahA

10、fxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或01bhfNc對小偏心受壓構(gòu)件不真實，需重新計算由基本公式知fcu50Mpa時，要解關(guān)于的三次或二次方程， fcu50Mpa時，要解關(guān)于的高次方程有必要做簡化有必要做簡化四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對稱配筋（As=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計ybscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或以fcu 50Mpa為例，如將基本方程中的-0.5 2換為一關(guān)于的一次方程或為

11、一常數(shù)，則就可能將高次方程降階0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.20.50.40.30.2-0.5 2F()=-0.5 2F()=0.45用0.45代替-0.5 2四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對稱配筋（As=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計ybscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或ybsssycsssycfahAfbhfNeAAfbxfN8 . 08 . 0) ( 45. 0020聯(lián)立求解bcbscbcbhfahbhfNebhfN00200)8

12、 . 0)(45. 0求出后，便可計算As=As四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對稱配筋（As=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計設(shè)計完成后應(yīng)按已求的配設(shè)計完成后應(yīng)按已求的配筋對平面外（筋對平面外（b方向）的承方向）的承載力進行復(fù)核載力進行復(fù)核CeNfyAsfyAseeix1fcC sAsNeefyAseix1fc按照軸壓構(gòu)件按照軸壓構(gòu)件四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對稱配筋（As=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面復(fù)核ybscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或和不對稱

13、配筋類似，但As=As、 fy=fy（略）四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力大偏心受壓構(gòu)件的基本計算公式-簡化方法x1fceNufyAsfyAseei) ( )5 . 0(0011ssyfcusysyfcuahAfxhxbfeNAfAfxbfNfhx 2sax bfbfhh0AsAsxhfhfb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力大偏心受壓構(gòu)件的基本計算公式-簡化方法x1fceNufyAsfyAseei) ( )2()()5 . 0()(0010111ssyfffccusysyffcfcuahAfhhhbbfxhbxfeNAfAfhbbfxbfNfhx

14、 bfbfhh0AsAsxhfhfb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力小偏心受壓構(gòu)件的基本計算公式-簡化方法xeeNu1fcsAsfyAseiybscussssyfffccusssyffccufEahAfhhhbbfxhbxfeNAAfhbbfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )2()()5 . 0()(0010111或fhhxxbfbfhh0AsAshfhfb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力小偏心受壓構(gòu)件的基本計算公式-簡化方法xeeNu1fcsAsfyAseiybscussssyfffcfffccusssyffcffccuf

15、EahAfxhhhxhhbbfhhhbbfxhbxfeNAAfxhhbbfhbbfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )22)()()2()()5 . 0()()(0010101111或hxhhfxbfbfhh0AsAshfhfb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力小偏心受壓構(gòu)件的基本計算公式-簡化方法001101)(2)()2()()2()()5 . 0(saissyfffcsfffccuaeeheahAfhhhbbfahhbbfhhbhfeNhxhhfxeeNu1fcsAsfyAseixbfbfhh0AsAshfhfb為防止As一側(cè)先壞四、偏心受壓構(gòu)件

16、受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力大小偏心受壓的界限判別式) ( )2()()5 . 0()(0010111ssyfffccusysyffcfcuahAfhhhbbfxhbxfeNAfAfhbbfxbfNI形截面一般采用對稱配筋ysysfAfA應(yīng)用基本公式1011)(bhfhbbfNcffc小偏壓大偏壓,bb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力基本公式的應(yīng)用截面設(shè)計截面復(fù)核和矩形截面構(gòu)件類似（略）五、偏心受拉構(gòu)件受力分析1. 大小偏心受拉構(gòu)件小偏心受拉h(huán)0fyAsfyAseeN e0as和偏壓不同和偏壓不同N位于As和As之間時，混凝土全截面受拉（或開始時部分混凝土受

17、拉，部分混凝土受壓，隨著N的增大，混凝土全截面受拉）開裂后，拉力由鋼筋承擔(dān)最終鋼筋屈服，截面達最大承載力五、偏心受拉構(gòu)件受力分析1. 大小偏心受拉構(gòu)件大偏心受拉N位于As和As之外時，部分混凝土受拉，部分混凝土受壓，開裂后，截面的受力情況和大偏壓類似最終受拉鋼筋屈服，壓區(qū)混凝土壓碎，截面達最大承載力eeN e0h0fyAsfyAsas1fcbxx五、偏心受拉構(gòu)件受力分析2. 小偏心受拉構(gòu)件的承載力混凝土不參加工作h0fyAsfyAseeNu e0as可直接應(yīng)用公式進行設(shè)計和復(fù)核)()(00ssyussyusysyuahAfeNahAfeNAfAfN五、偏心受拉構(gòu)件受力分析3. 大偏心受拉構(gòu)件的承載力)(22)()2(00011ssyussssycusycsyuahAfeNaxaxahAfxhb