混凝土受压构件.pptx

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1、M较大，较大，N较小较小 偏心距偏心距e0较大较大 A As s配筋合适配筋合适大偏心受压（大偏心受压（受拉破坏受拉破坏）截面受力）截面受力第1页/共29页（2）破坏条件）破坏条件 偏心距大，或偏心距大，或M大、大、N小，且受拉小，且受拉钢筋配置适量。钢筋配置适量。（3）破坏特征）破坏特征 受拉、受压钢筋均屈服，混凝土被受拉、受压钢筋均屈服，混凝土被压碎，类似适筋梁，具有延性破坏性压碎，类似适筋梁，具有延性破坏性质。质。承载力主要取决于受拉侧钢筋。承载力主要取决于受拉侧钢筋。第2页/共29页（1 1）破坏过程）破坏过程2 2 小偏心受压（小偏心受压（受压受压）破坏）破坏破坏开始于离轴向力近的一

2、侧受破坏开始于离轴向力近的一侧受压区混凝土压应变达到最大，混压区混凝土压应变达到最大，混凝土被压碎，受压钢筋屈服。凝土被压碎，受压钢筋屈服。钢筋受压不屈服钢筋受压不屈服钢筋受拉不屈服钢筋受拉不屈服第3页/共29页小偏心受压（受压破坏）截面受力小偏心受压（受压破坏）截面受力偏心距偏心距e0很小或较小很小或较小偏心距偏心距e0较大，较大，但但As配筋太多配筋太多 第4页/共29页（3）破坏特征）破坏特征 离轴向力近的一侧受压区混凝土被压碎，离轴向力近的一侧受压区混凝土被压碎，受压钢筋屈服；离轴向力远的一侧可能受拉，受压钢筋屈服；离轴向力远的一侧可能受拉，也可能受压，但一般情况下，钢筋均不屈服，也可

3、能受压，但一般情况下，钢筋均不屈服，类似超筋梁，脆性破坏。类似超筋梁，脆性破坏。（2）破坏条件）破坏条件 偏心距小或受拉钢筋配置太多偏心距小或受拉钢筋配置太多。第5页/共29页特殊情况特殊情况 当当轴轴向向力力的的偏偏心心距距很很小小，离离轴轴向向力力远远的的一一侧侧配配筋筋少少，可可能能截截面面混混凝凝土土同同时时被被压压碎碎，由由于于混混凝凝土土的的非非均均匀匀性性，甚甚至至出出现现离离轴轴向向力力远远的的一一侧侧混混凝凝土土先先压压碎碎的的情况。情况。在设计中，应避免出现受拉纵筋过多而在设计中，应避免出现受拉纵筋过多而导致的受压破坏。导致的受压破坏。因此受压破坏一般为偏因此受压破坏一般为

4、偏心距较小的情况。心距较小的情况。第6页/共29页3.3.受拉破坏和受压破坏的界限受拉破坏和受压破坏的界限 受拉钢筋屈服受拉钢筋屈服与与受压区混凝土边缘极限受压区混凝土边缘极限压应变压应变同时发生。同时发生。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。相对界限受压区高度相对界限受压区高度第7页/共29页3.3.受拉破坏和受压破坏的界限受拉破坏和受压破坏的界限 受拉钢筋屈服受拉钢筋屈服与与受压区混凝土边缘极限受压区混凝土边缘极限压应变压应变同时发生。同时发生。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。相对界限受压区高度相对界限受压区高度第8页/共29页相

5、对界限受压区高度相对界限受压区高度当当 为大偏心受压（受拉破坏）为大偏心受压（受拉破坏）当当 为小偏心受压（受压破坏）为小偏心受压（受压破坏）第9页/共29页2 附加偏心距附加偏心距 ：3 初始偏心距初始偏心距 ：二二.附加偏心距和初始偏心距附加偏心距和初始偏心距1 荷载（计算）偏心距荷载（计算）偏心距：取偏心方向截面尺寸的取偏心方向截面尺寸的1/30和和20mm中较大者。中较大者。为考虑施工误差、荷载作用位置的不确定性、材料不均匀等因素导为考虑施工误差、荷载作用位置的不确定性、材料不均匀等因素导致工程中不存在理想的轴心受压构件而引入致工程中不存在理想的轴心受压构件而引入第10页/共29页三三

6、.偏心受压柱的破坏类型偏心受压柱的破坏类型短柱：短柱：长柱：长柱：细长柱：细长柱：第11页/共29页偏心受压柱受力时偏心受压柱受力时跨中截面，轴跨中截面，轴力偏心距力偏心距ei+f跨中有侧向挠度跨中有侧向挠度 f截面和初始偏心距相截面和初始偏心距相同时，柱的长细比大，同时，柱的长细比大，侧向挠度侧向挠度f 大大，破坏，破坏形式不同。形式不同。跨中截面弯矩跨中截面弯矩为为 N(ei+f)第12页/共29页短柱短柱侧向挠度侧向挠度 f 与初始与初始偏心距偏心距ei 相比很小。相比很小。柱跨中弯矩柱跨中弯矩M=N(ei+f)和和轴力轴力N基本呈线性关系基本呈线性关系侧向挠度侧向挠度 f 小小第13页

7、/共29页短柱短柱侧向挠度侧向挠度 f 与初始与初始偏心距偏心距ei 相比很小。相比很小。柱跨中弯矩柱跨中弯矩M=N(ei+f)和和轴力轴力N基本呈线性关系基本呈线性关系侧向挠度侧向挠度 f 小小第14页/共29页短柱短柱侧向挠度侧向挠度 f 与初始与初始偏心距偏心距ei 相比很小。相比很小。柱跨中弯矩柱跨中弯矩M=N(ei+f)和和轴力轴力N基本呈线性关系基本呈线性关系侧向挠度侧向挠度 f 小小短柱短柱可忽略侧向可忽略侧向挠度挠度f f影响。影响。跨中弯矩跨中弯矩M 随轴力随轴力N的增加基本呈线性增加的增加基本呈线性增加直至达到截面承载力极直至达到截面承载力极限状态产生破坏。限状态产生破坏。

8、第15页/共29页长柱长柱侧向挠度侧向挠度 f 与初始偏与初始偏心距心距ei 相比不能忽略。相比不能忽略。柱跨中弯矩柱跨中弯矩M=N(ei+f)增增长快于轴力长快于轴力N的增长的增长第16页/共29页长柱长柱侧向挠度侧向挠度 f 与初始偏与初始偏心距心距ei 相比不能忽略。相比不能忽略。柱跨中弯矩柱跨中弯矩M=N(ei+f)增增长快于轴力长快于轴力N的增长的增长第17页/共29页长柱长柱侧向挠度侧向挠度 f 与初始偏与初始偏心距心距ei 相比不能忽略。相比不能忽略。柱跨中弯矩柱跨中弯矩M=N(ei+f)增增长快于轴力长快于轴力N的增长的增长 M 随随 N 的增加呈的增加呈明显的非线性增长明显的

9、非线性增长 最终在最终在M和和N的共同作的共同作用下达到截面承载力用下达到截面承载力 轴向承载力明显低于轴向承载力明显低于同样截面和初始偏心同样截面和初始偏心距情况下的短柱。距情况下的短柱。长柱应考虑侧向挠度长柱应考虑侧向挠度 f 对弯矩增大的影响。对弯矩增大的影响。第18页/共29页 侧侧向向挠挠度度 f 的的影影响响很很大大，在在未未达达到到截截面面承承载载力力极极限限状状态态之之前前，侧侧向向挠挠度度 f 已已呈呈不不稳稳定定发发展展，柱柱的的轴轴向向荷荷载载最最大大值值发发生生在在荷荷载载增增长长曲曲线线与与截截面面承承载载力力Nu-Mu相相关关曲曲线线相相交之前。交之前。细长柱细长柱

10、弯矩弯矩 比比 N N 增加速度快增加速度快 细长柱细长柱破坏为失破坏为失稳破坏。稳破坏。第19页/共29页当长细比增大到一定值时，需当长细比增大到一定值时，需要考虑要考虑纵向弯曲对承载力的影纵向弯曲对承载力的影响响。N 增大，增大，侧向侧向挠度挠度 f 增大增大侧向挠度侧向挠度 f 大大弯矩弯矩 比比 N N 增加速度快增加速度快偏心距增大偏心距增大跨中截面弯矩增大跨中截面弯矩增大偏偏压压构构件件截截面面弯弯矩矩受受轴轴力力与与f变变化化影影响响的的现现象象称称为为压压弯弯效效应应，轴轴力力N对对侧侧向向挠挠度度f引引起起的的附附加加弯弯矩矩称称为为二阶弯矩二阶弯矩。第20页/共29页 短短

11、柱柱和和长长柱柱是是材材料料强强度度耗耗尽尽的的破破坏坏，承承载载力力高高、经经济济，工工程程中中允允许许使用。使用。细细长长柱柱破破坏坏突突然然，材材料料强强度度未未充充分分利利用用，承承载载力力低低且且不不经经济济，工工程中应尽量避免。程中应尽量避免。第21页/共29页四四.偏心距增大系数偏心距增大系数纵纵向向弯弯曲曲使使原原偏偏心心距距增增大大，引引起起二二阶阶弯弯矩矩，使使长长柱柱承承载载力力降降低低，长长细细比比越越大大，承承载力降低越多。载力降低越多。与与轴轴心心受受压压柱柱不不同同，偏偏心心受受压压柱柱用用偏偏心心距距增增大大系系数数考考虑虑长长细细比比对柱承载力的影响对柱承载力

12、的影响。第22页/共29页考虑纵向弯曲后的柱跨中偏心距为：考虑纵向弯曲后的柱跨中偏心距为：试验表明，侧向挠度变形近似为正弦试验表明，侧向挠度变形近似为正弦曲线，根据材料力学的原理可以推导曲线，根据材料力学的原理可以推导出公式：出公式：第23页/共29页考虑纵向弯曲后的柱跨中偏心距为：考虑纵向弯曲后的柱跨中偏心距为：试验表明，侧向挠度变形近似为正弦试验表明，侧向挠度变形近似为正弦曲线，根据材料力学的原理可以推导曲线，根据材料力学的原理可以推导出公式：出公式：第24页/共29页第25页/共29页规范规范取取 偏心受压构件的截面偏心受压构件的截面曲率修正系数曲率修正系数。考虑。考虑小偏心受压构件由于小偏心受压构件由于受拉钢筋不屈服，受受拉钢筋不屈服，受压边缘混凝土的应变压边缘混凝土的应变小于极限压应变，破小于极限压应变，破坏时的曲率小于界限坏时的曲率小于界限破坏时的曲率。破坏时的曲率。第26页/共29页当当 时，取时，取 。考考虑虑构构件件长长细细比比对对截截面面曲曲率率的的影影响响系系数数规范规范取取第27页/共29页在在截截面面复复核核时时，如如果果已已知知偏偏心心距距e0，N未知，未知，1可由近似公式求出：可由近似公式求出：第28页/共29页感谢您的观看。第29页/共29页