軸向受力構(gòu)件二—偏心受壓柱

1、軸向受力構(gòu)件二偏心受壓柱6.3.1 偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)試驗表明，從加荷開始到接近破壞為止，偏心受壓構(gòu)件截面的平均應變分布也都較好地符合平截面假定。兩類破壞形態(tài)大偏心受壓破壞（受拉破壞）和小偏心受壓破壞（受壓破壞） ：大偏心受壓破壞（受拉破壞）：見圖。 截面受拉側(cè)混凝土較早出現(xiàn)裂縫，As的應力隨荷載增加發(fā)展較快，首先達到屈服。 此后，裂縫迅速開展，受壓區(qū)高度減小 最后受壓側(cè)鋼筋As 受壓屈服，壓區(qū)混凝土壓碎而達到破壞。 這種破壞具有明顯預兆，變形能力較大，破壞特征與配有受壓鋼筋的適筋梁相似，承載力主要取決于受拉側(cè)鋼筋。破壞始自受拉鋼筋先屈服，最后受壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞，破壞時一般受壓鋼筋也能

2、達到屈服強度。屬塑性破壞。 形成這種破壞的條件是：偏心距e0較大，且受拉側(cè)縱向鋼筋配筋率合適。6.3 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算 小偏心受壓破壞（受壓破壞）有兩種情況：見圖。(A) 當相對偏心距e0/h0較小；(B) 雖然相對偏心距e0/h0較大，但受拉側(cè)縱向鋼筋配置較多時。As太多6.3 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算6.3.1 偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài) 小偏心受壓破壞： 截面受壓側(cè)混凝土和鋼筋的受力較大； 受拉側(cè)鋼筋應力較??； 當相對偏心距e0/h0很小時，受拉側(cè)還可能出現(xiàn)受壓情況； 截面最后是由于受壓區(qū)混凝土首先壓碎而達到破壞； 承載力主要取決于壓區(qū)混凝土和受壓側(cè)鋼筋，破壞時受壓區(qū)高度

3、較大，受拉側(cè)鋼筋未達到受拉屈服，破壞具有脆性性質(zhì)； 第二種情況在設(shè)計應予避免，因此受壓破壞一般為偏心距較小的情況，故常稱為小偏心受壓。6.3 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算6.3.1 偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)6.3 偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算6.3.1 偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)6.3.2 兩種偏心受壓破壞形態(tài)的界限 大、小偏心受壓破壞形態(tài)的根本區(qū)別是破壞時遠離縱向力一側(cè)的縱向鋼筋是否達到受拉屈服。6.3.3 附加偏心距ea和初始偏心距ei 考慮到工程中實際存在著豎向荷載作用位置的不確定性、混凝土質(zhì)量的不均勻性、配筋的不對稱性以及施工偏差等因素，規(guī)范在偏心受壓構(gòu)件受壓承載力計算中，規(guī)定必須計

4、入軸向壓力在偏心方向的附加偏心距ea。參考國外規(guī)范的經(jīng)驗，規(guī)范把ea取為20mm和偏心方向尺寸的1/30兩者中的較大值。因此，軸向壓力的計算初始偏心距ei應為：式中 e0軸向壓力對截面重心的偏心距： 。 6.3.4 偏心受壓長柱的縱向彎曲影響6.3.4.1 偏心距增大系數(shù)二階效應 在偏心受壓構(gòu)件中，二階效應指的是縱向彎曲引起的二階彎矩。即：承受偏心壓力的構(gòu)件將產(chǎn)生縱向彎曲（即側(cè)向變形），導致e0e0+f，使截面中彎矩變?yōu)镹（e0+f），f是隨著荷載的增大而不斷加大的，因而彎矩的增長也就越來越快。我們把截面彎矩中的Ne0稱為初始彎矩或一階彎矩，而把Nf稱為附加彎矩或二階彎矩。見圖。Nfe0（1）

5、長細比對偏心受壓柱受壓承載力的影響 從二階效應的角度根據(jù)長細比的不同，可把偏心受壓構(gòu)件的受力情況區(qū)分為以下三類：短柱、長柱和細長柱，見下圖。 偏心受壓短柱（l0/h5）： 側(cè)向撓度 f 與初始偏心距ei相比很小； 柱跨中彎矩M=N(ei+f ) 隨軸力N的增加基本呈線性增長； 直至達到截面承載力極限狀態(tài)產(chǎn)生破壞； 對短柱可忽略撓度f影響。 破壞屬于材料破壞。6.3.4 偏心受壓長柱的縱向彎曲影響6.3.4.1 偏心距增大系數(shù)二階效應圖6.3.4 偏心受壓長柱的縱向彎曲影響6.3.4.1 偏心距增大系數(shù)二階效應 比較細長的偏壓柱（中長柱或長柱）（530 細長柱）： 側(cè)向撓度 f 的影響已很大；

6、在未達到截面承載力極限狀態(tài)之前，側(cè)向撓度 f 已呈不穩(wěn)定發(fā)展； 柱的軸向荷載最大值發(fā)生在荷載增長曲線與截面承載力Nu-Mu相關(guān)曲線相交之前； 這種破壞為失穩(wěn)破壞。在E點的承載力以達到最大。 由圖可見，這三個柱雖然具有相同的外荷載偏心距ei值，其承受縱向力N值的能力是不同的，其值分別為Nus、Num、Nul，即由于長細比加大降低了構(gòu)件的承載力。6.3.4 偏心受壓長柱的縱向彎曲影響6.3.4.1 偏心距增大系數(shù)二階效應（2）偏心距增大系數(shù) 為了考慮縱向彎曲的影響，規(guī)范將初始偏心距乘以一個大于1的偏心距增大系數(shù)。6.3.4 偏心受壓長柱的縱向彎曲影響6.3.4.1 偏心距增大系數(shù)二階效應規(guī)范給出的

7、計算公式為： 式中 ei初始偏心距；1偏心受壓構(gòu)件的截面曲率修正系數(shù)， ，即當11.0時，取1=1.0； A為構(gòu)件的截面面積，對T形、I形截面，均取A=bh+2(bf/-b)hf/2構(gòu)件長細比對截面曲率的影響系數(shù)，當l0/h=min=0.6%；(e) /+b）1）基本計算公式 小偏心受壓構(gòu)件破壞時的應力圖形與超筋受彎構(gòu)件相似。主要是遠離軸壓力一側(cè)的鋼筋As的應力 ，可能受拉，也可能受壓，但達不到fy，對小偏壓截面的兩種應力分布圖形，依平衡條件得(圖) :(近似公式) 式中 s拉正壓負，-fy/sfyx受壓取高度，當xh時，取x=h。C sAsNueefyAseix1fc6.3.5 矩形截面偏心

8、受壓構(gòu)件正截面承載力計算6.3.3.4 小偏心受壓構(gòu)件承載力計算小偏壓（b）6.3.5 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算6.3.3.4 小偏心受壓構(gòu)件承載力計算 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范7.3.13條：偏心受壓構(gòu)件除應計算彎矩作用平面的受壓承載力外，尚應按軸心受壓構(gòu)件驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力，此時，可不計入彎矩的作用，但應考慮穩(wěn)定系數(shù) 的影響。6.3.5 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算6.3.3.5 垂直彎矩作用平面的承載力計算6.3.6 矩形截面非對稱配筋的計算方法計算分為截面設(shè)計和承載力復核兩類。6.3.6.1 截面設(shè)計大偏心受壓(1) As和As/均未知，三個未知數(shù)兩個方程。此時，為使(As+As/)的總用鋼量最小，應取= b（使壓區(qū)混凝土充分發(fā)揮，并保證受拉鋼筋屈服）， 求得As/，最后求As 。若求得的As/0.3fcA時，取N=0.3fcA，在此A為構(gòu)件的截面面積；偏心受壓構(gòu)件的計算截面剪跨比，按下列規(guī)定取用：對各類結(jié)構(gòu)的框架柱，宜取=M/(Vh0)，當框架柱的反彎點在層高范圍內(nèi)時，假定反彎點在柱中點，可取=Hn/(2h0