3、钢筋混凝土受压构件的强度计算

-轴向力作用点当偏心压力N在截面的两个主轴方向都有偏心（质、eoy）时，或者构件同时承受纵向压力N及两个方向的弯距（M、M）时，构件为双向偏心受压构件。公路桥梁桥墩台、xy地震区的多层或高层框架柱和纵向柱列较少的房屋、管道支架以及水塔等钢筋混凝土构件有时是双向偏心受压。双向偏心受压构件的正截面在双向偏心压力N作用下，中和轴是倾斜的，与截面形心主轴有一个夹角。根据偏心距大小的不同，受压区面积的形状变化较大。对于矩形截面可能呈三角形、四边形或五边形。对截面具有两个互相垂直对称轴的钢筋混凝土双向偏心受压构件正截面承载力计算公式，可应用弹性阶段应力叠加的近似方法推导求得。设计时，先拟定构件的截面尺寸和钢筋布置方案，然后按下列公式复核所能承受的轴向压力设计值：YN<1（3.5—9）‘0d<111+—NNNuxuyu0式中：N为构件截面轴心受压承载力设计值，按04规范（5.3.1）计算，式中取等号，以u0N代替丫n，计入全部纵向钢筋但不考虑稳定系数申；N、N分别为轴向力作用于u00duxuyx轴及y轴，考虑相应的计算偏心距耳e、耳e后，按全部纵向钢筋计算的构件偏心抗压x0xy0y承载力设计值。3.5.3圆形截面偏心受压构件一般构造要求配有螺旋式或焊接环式间接钢筋的圆形截面偏心受压构件，其构造要求为：纵向受力钢筋通常是沿圆周均匀布置，其根数不少于6根。对于预制或现浇的一般钢筋混凝土圆形截面偏心受压构件，纵向钢筋的直径不宜小于12mm，混凝土保护层厚度不小于30mm。对于钻孔灌注桩，其截面尺寸较大（桩直径D=800mm〜1500mm）,桩内纵向受力钢筋的直径不宜小于14mm，根数不宜少于8根，钢筋间净距不宜小于80mm，混凝土保护层厚度不小于50mm。纵向受力钢筋的截面面积，不应小于箍筋圈内核心截面面积的0.5%。核心截面面积不应小于构件整个截面面积的2/3。纵向受力钢筋应伸人与受压构件连接的上下构件内，其长度不应小于受压构件的直径且不应小于纵向受力钢筋的锚固长度。尚应符合3.2.1关于间接钢筋的有关规定。正截面抗压承载力的计算试验研究表明，钢筋混凝土圆形截面偏心受压构件的破坏，最终表现为受压区混凝土压碎。作用的轴向力对截面形心的偏心距不同，也会出现类似矩形截面偏心受压构件那样的“受压破坏”和“受拉破坏”两种破坏形态。但是，对于钢筋沿周边均匀布置的圆形截面来说，构件破坏时各根钢筋的应变是不等的，应力也不完全相同。随着轴向压力偏心距的增大，构件的破坏由“受压破坏”向“受拉破坏”的过渡基本上是连续的。根据试验，沿周边均匀配筋的圆形截面偏心受压构件的混凝土极限压应变为0.0033，所以其正截面强度计算基本假定为：截面应变分布符合平截面假定；构件破坏时，受压边缘处混凝土的极限压应变取为£=0.0033;max受压区混凝土应力分布采用等效矩形应力图，应力集度为几，计算高度为x=Pxc(xc为实际受压区咼度)，B值与实际相对受压区咼度系数g=x/D有关。cc不考虑受拉区混凝土参与工作，拉力由钢筋承受；(5)钢筋视为弹塑性体。上述假定，提供了圆形截面偏心受压构件截面的变形协调关系，和材料的应力－应变物理条件，因而可以建立正截面强度的计算图式，由内外力平衡关系来推导出强度计算的基本公式。04年规范还对影响承载力较小的参数进行了简化，重新编制了计算表格。故沿周边均匀配筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件的正截面抗压承载力计算图式如图3-8。它仅适用于强度等级C50及以下混凝土制作的构件。图3-8沿周边均匀配筋的圆形截面偏心受压构件计算计算公式为：YN<Ar2f+Cpr2f'(3.6-1)0dcdsdYNe<Br3f+Dpgr3f'(3.6-2)0d0cdsdM/式中：e0为轴向力偏心距，e0二/n，应乘以偏心距增大系数1；A、B为有关混凝土'd承载力的计算系数；