6.受压构件承载力计算(6.4-6.6)解析.ppt
《6.受压构件承载力计算(6.4-6.6)解析.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《6.受压构件承载力计算(6.4-6.6)解析.ppt(76页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、6.46.4矩形截面偏心受压构件计算矩形截面偏心受压构件计算6.4.1 6.4.1 偏心受压构件的破坏形态偏心受压构件的破坏形态M=N e0AssAM=N e0NAssANAssAM=N e0NAssA=ANe0ssA第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算试验表明,钢筋混凝土偏心受压构件的破坏,有两种试验表明,钢筋混凝土偏心受压构件的破坏,有两种情况:情况:1受拉破坏情况受拉破坏情况 tensile failure(大偏心受压破坏)大偏心受压破坏)2.受压破坏情况受压破坏情况 compressive failure(小偏心受压破坏)小偏心受压破坏)一受拉破坏情况一受拉破坏情况 te
2、nsile failure(大偏心受压破坏)大偏心受压破坏)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e0较大,且受拉侧纵较大,且受拉侧纵向钢筋配筋率合适向钢筋配筋率合适,是,是延性破坏。延性破坏。破坏特征:破坏特征:截面受拉侧混凝土较早出现裂截面受拉侧混凝土较早出现裂缝,缝,As的应力随荷载增加发展较快,的应力随荷载增加发展较快,首先首先达到屈服达到屈服。最后最后受压侧钢筋受压侧钢筋As 受压屈服,受压屈服,压区混凝土压碎压区混凝土压碎而达到破坏。有明显预兆,而达到破坏。有明显预兆,变形能力较大,与适筋梁相似。变形能力较大,与适筋梁相似。第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件
3、承载力计算第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算二、受压破坏二、受压破坏compressive failur(小偏心受压破坏)产生受压破坏的条件有两种情况:产生受压破坏的条件有两种情况:当相对偏心距当相对偏心距e0/h0较小较小或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距e0/h0较大,但受拉侧纵向钢筋配置较多时较大,但受拉侧纵向钢筋配置较多时As太太多多第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算(2)偏心距小)偏心距小,截面大部分受压,小部分受拉,破坏时压区,截面大部分受压,小部分受拉,破坏时压区混凝土压碎,受压钢筋屈服,另一侧钢筋受拉,但由于离中混凝土压碎,受压钢筋屈服,另一侧钢筋
4、受拉,但由于离中和轴近,未屈服。和轴近,未屈服。(3)偏心距大,但受拉钢筋配置较多。由于受拉钢筋配置较多,)偏心距大,但受拉钢筋配置较多。由于受拉钢筋配置较多,钢筋应力小,破坏时达不到屈服强度,破坏是由于受压区混钢筋应力小,破坏时达不到屈服强度,破坏是由于受压区混凝土压碎而引起,类似超筋梁。凝土压碎而引起,类似超筋梁。特征:特征:破坏是由于混凝土被压碎而引起的,破坏时靠近纵向力破坏是由于混凝土被压碎而引起的,破坏时靠近纵向力一侧钢筋达到屈服强度,另一侧钢筋可能受拉也可能受压,一侧钢筋达到屈服强度,另一侧钢筋可能受拉也可能受压,但都未屈服。但都未屈服。小偏心受压破坏又有三种情况小偏心受压破坏又有
5、三种情况(1)偏心距小,构件全截面受压,靠近纵向力一侧压应力)偏心距小,构件全截面受压,靠近纵向力一侧压应力大,最后该区混凝土被压碎,同时压筋达到屈服强度,另一大,最后该区混凝土被压碎,同时压筋达到屈服强度,另一侧钢筋受压,但未屈服。侧钢筋受压,但未屈服。第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算“界限破坏界限破坏”破坏特征:破坏特征:破坏时纵向钢筋达到屈服强度,同时压区混凝破坏时纵向钢筋达到屈服强度,同时压区混凝土达到极限压应变,混凝土被压碎。同受弯构件的适筋梁土达到极限压应变,混凝土被压碎。同受弯构件的适筋梁和超筋梁间的界限破坏一样。此时相对受压区高度称为界和超筋梁间的界限破坏一样
6、。此时相对受压区高度称为界限相对受压区高度限相对受压区高度 b。受压区边缘混凝土极极限应变值。各国取值相差不大,受压区边缘混凝土极极限应变值。各国取值相差不大,美国美国ACI一一3188取取0.003;“CEBFIP一一70”和和“DINl045-72取取0.0035;我国;我国规范规范根据试验研究取根据试验研究取0.0033.因此,受压构件的界限相对受压区高度同受弯构件一样因此,受压构件的界限相对受压区高度同受弯构件一样。第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算6.4.2附加偏心距附加偏心距构件受压力和弯矩作用,其偏心距为构件受压力
7、和弯矩作用,其偏心距为:e0为相对偏心距。为相对偏心距。由于施工误差及材料的不均匀由于施工误差及材料的不均匀性等,将使构件的偏心距产生偏性等,将使构件的偏心距产生偏差,因此设计时应考虑一个附加差,因此设计时应考虑一个附加偏心距偏心距ea,规范规定:附加偏心规范规定:附加偏心距取偏心方向截面尺寸的距取偏心方向截面尺寸的1/30 和和20mm中的较大值。中的较大值。考虑附加偏心距后的偏心距:考虑附加偏心距后的偏心距:第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算6.4.3偏心距增大系数偏心距增大系数一、二阶弯矩一、二阶弯矩偏心受压构件在荷载作用下,偏心受压构件在荷载作用下,由于侧向挠曲变形,引
8、起附加由于侧向挠曲变形,引起附加弯矩弯矩Nf,也称也称二阶效应二阶效应,即跨,即跨中截面的弯矩为中截面的弯矩为M=N(ei+f)。对于短柱,对于短柱,l0/h8,Nf较小,较小,可忽略不计,可忽略不计,M与与N为直线关为直线关系,构件是由于材料强度不足系,构件是由于材料强度不足而破坏,属于材料破坏。而破坏,属于材料破坏。对于长柱,对于长柱,l0/h=830,二阶二阶效应引起附加弯矩在计算中不效应引起附加弯矩在计算中不能忽略,能忽略,M与与N 不是直线关系,不是直线关系,承载力比相同截面的短柱承载力比相同截面的短柱 要小,要小,但破坏仍为材料破坏。但破坏仍为材料破坏。对于长细柱,构件将发生失对于
9、长细柱,构件将发生失稳破坏。稳破坏。1.纵向弯曲引起的二阶弯矩纵向弯曲引起的二阶弯矩第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算长细比加大降低了构件的承载力这三个柱虽然具有相同的外荷载初始偏心距值ei,其承受纵向力N值的能力是不同的,即由于长细比加大降低了构件的承载力第七章 偏心受力构件的截面承载力计算第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算 当构件两端的弯矩不同时,由于纵向弯曲引起的二当构件两端的弯矩不同时,由于纵向弯曲引起的二阶弯矩对构件的影响程度也将不同。阶弯矩对构件的影响程度也将不同。构件两端作用相等的弯矩情况构件两端作用相等的弯矩情况构件中任意点弯矩构件中任意点弯矩M
10、=Nei+Ny,Nei-一阶弯矩,一阶弯矩,Ny-二阶弯矩二阶弯矩Mmax=M0+NfM0Nf最大弯矩最大弯矩Mmax=M0+NfeieiNNyfM0=N eiM0=N ei第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算承受承受N和和Mmax作用的截面是构件最危险截面作用的截面是构件最危险截面-临界截面临界截面 Nf-构件由纵向弯曲引起的最大二阶弯矩构件由纵向弯曲引起的最大二阶弯矩最大弯矩最大弯矩Mmax=M0+NfeieiNNyfM0=N eiM0=N eiMmax=M0+NfM0Nf第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算两端弯矩不相等,但符号相同两端弯矩不相等,但符号相同构
11、件的最大挠度位于离端部某位置。构件的最大挠度位于离端部某位置。最大弯矩最大弯矩Mmax=M0+NfMmax=M0+NfM0M2NfM2M0NfM1M1Ne0M2=N e0M1=N e1Ne1NN第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算由于M0小于M2,所以临界截面Mmax比两端弯矩相等时小。最大弯矩最大弯矩Mmax=M0+Nf二阶弯矩对杆件的影响降低,M1,M2 相差越大,杆件临界截面的弯矩越小,即,二阶弯矩的影响越小。M0Mmax=M0+NfM2NfM2M0NfM1M1Ne0M2=N e0M1=N e1Ne1NN两个端弯矩不相等而符号相反一阶弯矩端部最大M2,二阶弯矩Nf在距端部某
12、位置最大。Mmax=M0+Nf有两种可能的分布。Ne0Ne1M2=N e0M1=-N e1NNMmax=M0+NfM0M2M1NfM2M2情形情形1 1最大弯矩最大弯矩M M2 2,二阶弯矩不引起最大弯矩二阶弯矩不引起最大弯矩 的增加的增加情形情形1情形情形2情形情形2 2最大弯矩最大弯矩M Mmaxmax ,距离端部某距离,距离端部某距离,NfNf只能使只能使M Mmaxmax比比M M2 2稍大。稍大。Ne0Ne1M2=N e0M1=-N e1NNMmax=M0+NfM0M2M1NfM2M2M0=N eiM0=N eiM2=N e0M1=N e1NNM2=N e0M1=-N e1NN结论:
13、结论:构件两端作用相等弯矩时,一阶、构件两端作用相等弯矩时,一阶、二阶弯矩最大处重二阶弯矩最大处重合,一阶弯矩增加最大,即,临界截面弯矩最大。合,一阶弯矩增加最大,即,临界截面弯矩最大。两端弯矩不等但符号相同时,一阶弯矩仍增加较多。两端弯矩不等但符号相同时,一阶弯矩仍增加较多。两端弯矩不等符号相反时,一阶弯矩增加很小或不增加。两端弯矩不等符号相反时,一阶弯矩增加很小或不增加。第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算2、结构有侧移引起的二阶弯矩M0maxMmaxMmax=Mmax+M0max最大一阶和二阶弯矩在柱端且符号相同,与前述情况相同。当二阶弯矩不可忽略时,应考虑结构侧移和构件纵
14、向弯曲变形的影响。NNF第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算 无论哪一种情况,由于产生了二阶弯矩,对结构的承无论哪一种情况,由于产生了二阶弯矩,对结构的承载力都将产生影响,如何考虑这种影响,我国规范规定,载力都将产生影响,如何考虑这种影响,我国规范规定,对于由于侧移产生的二阶弯矩,通过柱的计算长度的取对于由于侧移产生的二阶弯矩,通过柱的计算长度的取值来考虑其影响,对于纵向弯曲产生的二阶弯矩则通过值来考虑其影响,对于纵向弯曲产生的二阶弯矩则通过偏心距增大系数来考虑其影响。偏心距增大系数来考虑其影响。弯曲前的弯矩:弯曲前的弯矩:二、偏心距增大系数二、偏心距增大系数弯曲后的弯矩:弯曲后
15、的弯矩:第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算式中:式中:l0柱的计算长度;柱的计算长度;h截面高度;截面高度;ei=e0+ea1考虑偏心距对截面曲率影响的修正系数;考虑偏心距对截面曲率影响的修正系数;第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算 2考虑构件长细比对截面曲率影响的修正系数;考虑构件长细比对截面曲率影响的修正系数;从理论上讲,在从理论上讲,在l0h8时就要修正,但是试验表明,当时就要修正,但是试验表明,当l0h=815时,长细比对截面极限曲率影响不大。时,长细比对截面极限曲率影响不大。因此,因此,规范规范规定在规定在l0h15时才对截面曲率进行修正。时才对截面曲
16、率进行修正。,公式为:l0h=1530时时,按上式按上式计算计算l0h15,2=1 第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算的计算说明:的计算说明:当构件长细比当构件长细比l0h(或或l0 d)8时,可不考虑纵向时,可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响(短柱),设计时可取弯曲对偏心距的影响(短柱),设计时可取=1。以以d表示环形截面的外直径或圆形截面的直径,则表示环形截面的外直径或圆形截面的直径,则上式中的上式中的h换成换成d,h0=0.9d。上式不仅适合于矩形、圆形和环形,也适合于上式不仅适合于矩形、圆形和环形,也适合于T形形和和I形,式中的形,式中的h与与h0分别为其截面总高度和有效高
17、度分别为其截面总高度和有效高度。第六章第六章 受压构件承载力计算受压构件承载力计算6.4.4 6.4.4 矩形截面偏心受压构件承载力计算矩形截面偏心受压构件承载力计算一、基本假定一、基本假定 1.平截面假定平截面假定2.不考虑受拉区混凝土的抗拉强度不考虑受拉区混凝土的抗拉强度3.受压区混凝土应力应变关系假定,且简化为等效矩形应力受压区混凝土应力应变关系假定,且简化为等效矩形应力图形,混凝土的强度为图形,混凝土的强度为 1fc,4.受压钢筋应力能达到屈服强度受压钢筋应力能达到屈服强度5.受拉钢筋应力受拉钢筋应力 s取钢筋应变与其弹性摸量的乘积,但不大于取钢筋应变与其弹性摸量的乘积,但不大于其设计
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 受压 构件 承载力 计算 6.4 6.6 解析
限制150内