智能建造工程專業(yè)06課件講解

智能建造工程專業(yè)教學資源庫建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件

主講人：孔德明知識目標了解矩形截面偏心構(gòu)件受力性能和承載能力計算的相關(guān)知識。技能目標掌握鋼筋混凝土受壓構(gòu)件分析。思政目標引導培養(yǎng)學生科學嚴謹態(tài)度。建筑結(jié)構(gòu)02偏心受壓柱的受力特點01矩形截面偏心構(gòu)件受力性能建筑結(jié)構(gòu)目錄SmartConstructionPart01矩形截面偏心構(gòu)件受力性能建筑結(jié)構(gòu)1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)偏心受壓構(gòu)件根據(jù)軸向力的作用位置不同可分為單向偏心受壓構(gòu)件和雙向偏心受壓構(gòu)件，當壓力的作用位置在矩形截面的某一條形心軸上稱為單向偏心受壓構(gòu)件，反之為雙向偏心受壓構(gòu)件，工程中的偏心受壓構(gòu)件大部分都是按單向偏心受壓來進行截面設計的，接下來我們來學習單向偏心受壓構(gòu)件。壓彎構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)偏心受壓通常沿著偏心軸方向的兩邊配置縱向受力鋼筋，離偏心壓力N較近一側(cè)的縱向鋼筋為受壓鋼筋，其截面面積用As表示；另一側(cè)的縱向鋼筋則根據(jù)軸向壓力偏心距的大小，可能受拉也可能受壓，其截面面積用As’表示。1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)偏心受壓短柱的受力特點和破壞特征σN+σMNMσM-σNNMσN-σMσN+σM構(gòu)件上同時受到軸向壓力N和彎矩M的作用，等效于偏心距為e=M/N的偏心壓力N的作用。從正截面受力性能來看，偏心距為0時為軸壓構(gòu)件，偏心距e＝∞時為受彎構(gòu)件。所以可以把偏心受壓構(gòu)件看作是軸心受壓與受彎之間的過渡狀態(tài)，所以偏心受壓截面中的應變和應力分布特征將隨著M/N變化而變化。1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)隨著軸向壓力的偏心距及縱向鋼筋配筋率的變化，偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)，可分為大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞。偏心受壓短柱的受力特點和破壞特征1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)當截面相對偏心矩e0/h較大，而且配置的受拉鋼筋As合適時，發(fā)生的破壞稱為大偏心受壓破壞。大偏心受壓破壞1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)由于偏心矩較大，離偏心力N較遠一側(cè)的截面受拉，離偏心力N較近一側(cè)的截面受壓。受拉一側(cè)混凝土較早出現(xiàn)橫向裂縫，并隨的增加裂縫不斷開展而退出工作，拉力全部由受拉縱筋承擔;而受壓一側(cè)的壓力則由混凝土與該側(cè)的受壓鋼筋共同承擔。隨著受拉裂縫的出現(xiàn)并不斷開展，受拉縱筋應力先達到屈服強度，裂縫向受壓一側(cè)延伸，使受壓區(qū)高度急劇減小，受壓混凝土壓應變急劇增長，當受壓邊緣混凝土達到極限壓應變被壓碎，導致構(gòu)件破壞，此時受壓鋼筋也達到抗壓屈服強度fy‘。大偏心受壓破壞1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)總結(jié)：大偏心受壓構(gòu)件破壞特征是受拉鋼筋首先達到屈服，然后受壓區(qū)混凝土壓碎而導致構(gòu)件破壞，受壓鋼筋也能達到屈服。在構(gòu)件破壞前受拉裂縫開展充分，有較明顯的預兆，屬于延性破壞。大偏心受壓破壞M較大，N較小偏心距e0較大1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)當截面相對偏心矩e0/h較小，或相對偏心矩e0/h雖然較大，但配置的受拉鋼筋As較多時，發(fā)生的破壞稱為小偏心受壓破壞。小偏心受壓破壞1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)當相對偏心矩較小時，構(gòu)件全截面呈不均勻受壓，距偏心力N較近一側(cè)壓應力較大，較遠一側(cè)壓應力較小。破壞時，壓應力較大一側(cè)的混凝土被壓碎，同側(cè)的受壓鋼筋應力也達到抗壓屈服強度，壓應力較小一側(cè)的鋼筋及混凝土均未達到其抗壓強度。當相對偏心矩雖然較大，但距偏心力N較遠一側(cè)配置的受拉鋼筋較多時，距偏心力N較遠一側(cè)的部分截面受拉，距偏心力N較近一側(cè)的截面受壓。破壞時，受壓一側(cè)邊緣混凝土達到極限壓應變被壓壞，受壓鋼筋也達屈服強度;而距偏心力N較遠一側(cè)的受拉區(qū)，由于配置了較多數(shù)量的鋼筋，致使鋼筋應力很小而未達其屈服強度。小偏心受壓破壞1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)總結(jié)：小偏心受壓破壞形態(tài)的特點是距偏心力N較近一側(cè)受壓混凝土先被壓碎，而距偏心力N較遠一側(cè)，無論是受拉或受壓，其鋼筋強度均未達到屈服強度。這種破壞沒有明顯的預兆，裂縫開展不充分，屬于脆性破壞。小偏心受壓破壞e0/h0較小1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)通過上面的學習我們知道，大小偏心受壓破壞的共同點是受壓區(qū)鋼筋屈服，混凝土達到而被壓碎；不同點是距離壓力較遠的一側(cè)鋼筋是否屈服。和受彎構(gòu)件類似，必然存在一種界限狀態(tài)，使受拉鋼筋達到屈服強度的同時，受壓區(qū)混凝土被壓碎，受壓區(qū)的相對受壓區(qū)高度達到受。所以我們可參照受彎構(gòu)件的判別方法來判斷：ξ≤ξb：大偏心受壓ξ＜ξb：小偏心受壓1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)由于荷載作用位置的不確定性；砼質(zhì)量的不均勻性；配筋的不對稱性；施工偏差等原因，會使構(gòu)件偏心距增加而導致承載力降低，所以我們在進行承載力計算時，需要考慮附加偏心距的不利影響?！痘鞓恕芬?guī)定，附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸1/30的較大值。偏心方向一般為矩形截面的長邊方向，即h/30。計算時，以ei＝e0＋ea代替e0SmartConstructionPart02偏心受壓柱的受力特點建筑結(jié)構(gòu)1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)大量試驗表明，偏心受壓構(gòu)件混凝土柱會產(chǎn)生縱向彎曲，當長細比較小時，偏心受壓構(gòu)件的縱向彎曲變形很小，附加彎矩的影響可忽略。但當長細比較大時，附加彎矩值Nf使得構(gòu)件的承載力顯著降低，在結(jié)構(gòu)設計時必須予以考慮。yxeiNNeil0N(ei+f）Neiyf1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)《規(guī)標》規(guī)定:彎矩作用平面內(nèi)截面對稱的偏心受壓構(gòu)件，當同一主軸方向的桿端彎矩比M/M2不大于0.9且設計軸壓比不大于0.9時，若構(gòu)件的長細比滿足的要求，可不考慮附加彎矩影響，若不滿足這三個條件，均須考慮附加彎矩的影響。i為截面回轉(zhuǎn)半徑，軸壓比，M1，M2為偏心受壓構(gòu)件兩端截面按結(jié)構(gòu)分析確定的對同一主軸的組合彎矩設計值，絕對值較大端為M2，絕對值較小端為M1，當構(gòu)件按單曲率彎曲時，M/M。為正，雙曲率彎曲時為負。1.基本建設的概念建筑結(jié)構(gòu)實際工程中最常遇到的是長柱，一般不滿足上述要求，在確定偏心受壓構(gòu)件的內(nèi)力設計值時，需考慮構(gòu)件的側(cè)向撓度引起的附加彎矩的影響《規(guī)標》中采用增大系數(shù)

法計算附加彎矩。柱端的附加彎矩用偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)和彎