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1、第第 7 7 章章 钢筋混凝土偏心受力构件钢筋混凝土偏心受力构件 承载力计算承载力计算 7.1 偏心受力构件概述 偏心受压、偏心受拉 P158 图7-4 P157 图7-2 偏心受力构件示例 大偏压破坏 cu N f yAs fyAs N N (a)(b) e0 P158 图7-5 7.2 偏心受压构件正截面承载力计算 7.2.1 偏心受压构件破坏 特征 1.破坏特征 小偏压破坏 N f yAs f yAs N N N sAs sAs cmax2cmax1 cu (a) (c)(b) e0 e0 P158 图7-5 条件应力状态破坏特征破坏性 质 类似构件 大偏压 （受拉） 小偏压 （受压）
2、偏心受压构件破坏形态 条件应力状态破坏特征破坏性 质 类似构件 大偏压 （受拉） 小偏压 （受压） 偏心受压构件破坏形态 偏心距较大 ，配筋率较 少 部分受拉 部分受压 砼：fc 远侧As：fy 近侧As：fy 延性 双筋适 筋梁 偏心距较小 ，配筋率较 大 部分受拉 部分受压 砼：fc 远侧As：ss 近侧As：fy 脆性 双筋超 筋梁 偏心距较小 全截面受 压 砼：fc 远侧As：ss 近侧As：fy 脆性 轴压构 件 b c d e f g h AsAs h0 x0 x0b s 0.0033 a a a y 0.002 P159 图7-6 大偏压 ： 小偏压 ： 2 .两类偏心受压破坏的
3、界限 3.偏心受压构件N-M相关曲线 Mu Nu 轴压破坏 弯曲破坏 界限破坏 小偏压破坏 大偏压破坏 2 1 3 N相同M越大 越不安全 M 相同：大偏压，N越小越不安全 小偏压，N越大越不安全 P159图7-7 c a b 4.二阶效应 轴向力在结构发生层间位移和挠曲变形时会引起 附加内力，即二阶效应。 无侧移无侧移 有侧移有侧移 结构整体 个体构件 （构件挠曲效应 ）P-效应 （重力二阶效应）P -效应 二阶效应 重力二阶效应 整体结构发生侧移 P-效应 构件挠曲效应 个体构件发生挠曲变形 P-效应 使构件产生附加弯矩 P160 图7-8 P-效应 与构件的长细比有关联 N N nsei
4、 afei N0 N1 N2 N0ei N1ei N2ei N1af1 N2af2 B C A D E 短柱(材料破坏) 长柱(材料破坏) 细长柱(失稳破坏) N M 0 构件的长细比对承载力的影响 P-效应 （与长细比和杆端弯矩有关） 不考虑P-效应的条件：即：对于弯矩作用平面内截面对称的 偏心受压构件，当同一主轴方向的杆端弯矩比 不大于0.9， 且轴压比不大于0.9，若构件的长细比满足如下公式的要求，可不 考虑轴向压力在该方向挠曲杆中产生的附加弯矩的影响。 P161 式7-1 构件的计算长度，可近似取偏心受压构件相应主 轴方向上下支撑点之间的距离； 偏心方向的截面回转半径。 构件两端的弯矩
5、 P161 式7-1 分别为已考虑侧移影响的偏心受压构件两 端截面按弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值 ；绝对值较大端为 ，绝对值较小端为 ； 当构件按单曲率弯曲时（ 图a），取正值；否则取负 值（图 b）; ab P161 图 7-9 小于1.0时取1.0；对剪力墙及核心筒墙，可取等于1.0 P-效应 考虑P-效应 调整弯矩设计值M 考虑附加弯矩 考虑P-效应 的弯 矩设计值 杆端弯矩设计值 u截面偏心距调节系数 考虑两端弯矩大小和 方向的影响 P-效应 考虑P-效应 的弯 矩设计值 杆端弯矩设计值 u弯矩增大系数 考虑纵向挠曲的影响 弯矩增大系数 N N nsei afei P161
6、 式7-3 P161 式7-2 P-效应 考虑P-效应 的弯 矩设计值 杆端弯矩设计值 u弯矩增大系数 考虑纵向挠曲的影响 u截面曲率修正系数 P161 式7-4 P161 式7-5 5.附加偏心距 初始偏心距计算偏心距附加偏心距 u初始偏心距 初始偏心距计算偏心距附加偏心距 偏心方向边长 考虑结构二阶效应后的弯矩设计值 e f yAs ei 1fc e Asfy N b As As as as h0 h x 大偏心受压构件承载力基本公式 保证混凝土受压 破坏发生在受拉 钢筋屈服之后 保证纵向受压钢 筋在破坏时达到 屈服 P184 图7-5(a) e f yAs ei 1fc e Asfy N
7、 b As As as as h0 h x 时为界限破坏 P164 图7-11(a) 当 时，为大偏心受压情况； 当 时，为小偏心受压情况。 e f yAs ei b 1 fc e Ass As As as h N h0 x as 小偏心受压构件承载力基本公式 P164 图7-5(c) 两种偏心受压情况的判别 基本条件判别： 大偏心受压构件 小偏心受压构件 n进行截面配筋设计时的初步判别： 小偏心受压构件 大偏心受压构件 不对称配筋时（AsAs）的截面设计-大偏压 情形I ：As和As均不知 设计的基本原则 ：As+As为最小 充分发挥混凝土的作用 情形II ：已知As 求As 2as且xb
8、2as 另一平衡方程求As C e N fyAs fyAs e ei x 1fc f y Asf yAs as 1f cbx h0 as h (e0-ea) e N as 小偏心：反向破坏 P168 图7-13 不对称配筋时（AsAs）的截面设计-小偏压 设计的基本原则 ：As+As为最小 C sAs N e e fyAs ei x 1fc h0 fyAs N e ei fyAs 1fc as 几何中心轴 实际力线 ea 反向破坏 构造要求： 对称配筋时（AsAs）两种偏心受压构件的判别 界限轴向力 小偏心受压构件 大偏心受压构件且 但 a1f c f yAs As As sAs fyAs A
9、s As fyAs N N e ee0 e e0 e asas as as h/2h/2h/2 h/2(a)(b) b Z h 五、偏心受拉构件受力分析 1. 大小偏心受拉构件 小偏心受拉 h0fyAs fyAs ee N e0 as 和偏压不同 N位于As和As之间时，混凝土全截面受拉（ 或开始时部分混凝土受拉，部分混凝土受压 ，随着N的增大，混凝土全截面受拉） 开裂后，拉力由钢筋承担 最终钢筋屈服，截面达最 大承载力 五、偏心受拉构件受力分析 1. 大小偏心受拉构件 大偏心受拉 N位于As和As之外时，部分混凝土受拉，部 分混凝土受压， 开裂后，截面的受力情况 和大偏压类似 最终受拉钢筋屈服，压区混凝土 压碎，截面达最大承载力 e e N e0 h0fyAs fyAs as 1fc x 五、偏心受拉构件受力分析 2. 小偏心受拉构件的承载力 混凝土不参加工作 h0fyAs fyAs ee Nu e0 as 可直接应用公式进行设计和复核 五、偏心受拉构件受力分析 3. 大偏心受拉构件的承载力 设计或复核方法和大偏压类似， 只是N的方向不同 e e Nu e0 h0fyAs fyAs as 1fc x
