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1、四四. . 偏心受压构件破坏形态偏心受压构件破坏形态 偏心受压短柱的破坏形态偏心受压短柱的破坏形态与与有关有关偏心距偏心距e e0 0纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率分为分为大偏心受压大偏心受压破坏和破坏和小小偏心受压偏心受压破坏破坏1 1 大偏心受压（受拉）破坏大偏心受压（受拉）破坏 偏心距大、受拉钢筋适偏心距大、受拉钢筋适当时发生大偏心受压当时发生大偏心受压受拉区混凝土开裂受拉区混凝土开裂 受受压压区区混混凝凝土土被被压压碎，受压钢筋屈服。碎，受压钢筋屈服。受压区高度不断减小受压区高度不断减小受拉钢筋屈服受拉钢筋屈服（1 1）破坏过程）破坏过程（2）破坏条件）破坏条件 偏心距大，或偏心距大，或
2、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。（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小偏心受压（受压破坏）截面
3、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 （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 。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
4、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相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）（2） 附加偏心距附
5、加偏心距 ：（3 ）初始偏心距）初始偏心距 ：4. 4. 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5.5.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：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
6、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 )当长细比增大到一定值时，需要当长细比增大到一定值时，需要考虑考虑纵向弯曲对承载力的影响纵向弯曲对承载力的影响。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或或二
7、二阶弯矩阶弯矩。 短短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，工工程程中应尽量避免。中应尽量避免。6.6.弯矩增大系数弯矩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。偏偏心心受受压压柱柱用用弯弯矩矩增增大大系系数数考考虑虑二二阶阶弯弯矩对柱承载力的影响矩对柱承载力的影响。考虑二阶效应的条件考虑
8、二阶效应的条件 杆端杆端弯矩同号弯矩同号时，发生控时，发生控制截面转移的情况并不普遍。制截面转移的情况并不普遍。规范规定，当只要满足下述规范规定，当只要满足下述三个条件之一时，应考虑二三个条件之一时，应考虑二阶效应。阶效应。杆端杆端弯矩同号弯矩同号时的二阶效应时的二阶效应考虑考虑P-P-效应后控制截面的弯矩设计值效应后控制截面的弯矩设计值7. 7. 对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算实际工程中，受压构件常承受实际工程中，受压构件常承受变号弯矩变号弯矩作用，作用，当弯矩数值相差不大，可采用对称配筋。当弯矩数值相差不大，可采用对称配筋。采用对称
9、配筋不会在施工中产生差错，故有采用对称配筋不会在施工中产生差错，故有时为时为方便施工方便施工或对于装配式构件，也采用对称或对于装配式构件，也采用对称配筋。配筋。对称配筋即对称配筋即 ， ， 其界限破坏状态时轴力为其界限破坏状态时轴力为除考虑偏心距大小外，还要根据轴力大小的除考虑偏心距大小外，还要根据轴力大小的情况判别属于哪一种偏心受力情况。情况判别属于哪一种偏心受力情况。时，为时，为大偏心大偏心时，为时，为小偏心小偏心（1 1）大偏心受压构件：）大偏心受压构件： 由于对称配筋，公式可写为：由于对称配筋，公式可写为： 进一步得到：进一步得到： 为判别大、小偏心条件！为判别大、小偏心条件！ 若若
10、，为大偏心，将，为大偏心，将其代其代入公式可得到：入公式可得到： 若计算出若计算出 ，取，取 ， 则（以则（以 为力矩中心）：为力矩中心）： 式中：式中：（2 2）小偏心受压）小偏心受压当当 ，或，或 时为时为小偏心受压小偏心受压。 两个平衡方程，两个未知数，但需解一两个平衡方程，两个未知数，但需解一元三次方程，规范给出元三次方程，规范给出 的近似公式的近似公式（与精确解的误差很小，满足一般设计（与精确解的误差很小，满足一般设计精度要求）：精度要求）： 解出解出 后：后：（3）对称配筋截面设计的主要步骤）对称配筋截面设计的主要步骤求求 ， ， 由公式由公式 判别大小偏心；判别大小偏心；按相关公式计算配筋面积，并验算最小配按相关公式计算配筋面积，并验算最小配筋率；筋率；按轴心受压验算垂直于弯矩作用平面的承按轴心受压验算垂直于弯矩作用平面的承载力。载力。
