圬工结构构件的承载力计算课件

圬工结构构件承载力计算的原则。受压构件的承载力计算。截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计算。

本章的主要内容：圬工结构构件承载力计算的原则。本章的主要内容：1§17.1计算原则《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）对公路桥梁圬工结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以分项安全系数的设计表达式进行计算。正常使用极限状态的要求采取相应的构造措施保证。圬工桥涵结构构件按承载能力极限状态设计，表达式如下：

§17.1计算原则《公路桥涵设计通用规范》（JTGD602§17.2受压构件的承载力计算一、砌体受压短柱的承载力分析受力特点轴压时，砌体截面上产生均匀的压应力;破坏时，正截面所能承受的最大压力即为砌体的抗压承载力。偏压时，砌体截面上产生的压应力是不均匀的，表现出弹塑性性能。破坏时该侧压应变比轴心受压时的均匀应变略高，而边缘压应力也比轴心抗压强度略大。§17.2受压构件的承载力计算一、砌体受压短柱的承载力分析3随着e的增大，在远离偏心压力作用的截面边缘，由受压逐步过渡到受拉，但只要在受压边压碎之前受拉边的拉应力尚未达到通缝的抗拉强度，则截面的受拉边就不会开裂。若e再大时，砌体受拉区出现水平裂缝。已开裂的截面脱离工作，实际受压区面积减小，受压区应力的合力将与作用的偏心压力保持平衡，这种平衡随裂缝的不断展开被打破而达到新的平衡，剩余截面的压应力进一步加大，并出现竖向裂缝，最后由于受压区的承载能力耗尽而破坏随着e的增大，在远离偏心压力作用的截面边缘，由受压逐步过渡到4圬工结构构件的承载力计算课件5

纵向力的偏心影响系数：

17-917-10纵向力的偏心影响系数：17-917-106二、砌体受压长柱的受力特点受力特点：细长柱在承受轴心压力时，由于材料不均匀和各种偶然因素的影响，轴向力不可能完全作用在砌体截面中心，即会产生一定的初始偏心。在偏心压力作用下，会发生偏心距e及在此基础上产生的附加偏心距u，实际的偏心距已达到（e+u），使构件承载力大大降低。二、砌体受压长柱的受力特点7在砌体构件中，水平砂浆缝削弱砌体整体性，故纵向弯曲现象较钢混更为明显。构件的长细比越大，这种纵向弯曲的影响就越大。由以上特点可知，对于细长构件，不论是轴压还是偏压，构件长细比的变化将影响砌体的承载能力。所以，应根据砌构件长细比大小、砂浆强度等考虑纵向弯曲对砌体构件承载能力的影响。

在砌体构件中，水平砂浆缝削弱砌体整体性，故纵向弯曲现象较钢混8偏心受压构件的纵向弯曲系数：

7-117-12偏心受压构件的纵向弯曲系数：7-117-129三、砌体受压构件的承载力计算

承载力计算公式三、砌体受压构件的承载力计算承载力计算公式10影响系数的确定影响系数的确定11圬工结构构件的承载力计算课件12圬工结构构件的承载力计算课件13圬工结构构件的承载力计算课件14四、混凝土受压构件的承载力计算说明：在确定偏心受压构件的受压区面积Ac时，采取轴向力作用点与受压区法向应力的合力作用点相重合的原则，因此，可由轴向力偏心距e得出受压区面积重心离截面重心轴的距离ec＝e，再由受压区面积重心即可得出受压区面积Ac

。四、混凝土受压构件的承载力计算说明：在确定偏心受压构件的受压15圬工结构构件的承载力计算课件16圬工结构构件的承载力计算课件17圬工结构构件的承载力计算课件18五、偏心距验算

为了保证结构的正常使用状态和截面的稳定性，应该对轴向力作用的e有所限制。建议砌体和混凝土的单向和双向偏心受压构件，其偏心距e的限值应符合教材表17-4的规定。当轴向力的偏心距e超过表17-4规定的偏心距限值时，构件承载力应按下列公式计算：五、偏心距验算为了保证结构的正常使用状态和截面的稳19圬工结构构件的承载力计算课件20圬工结构构件的承载力计算课件21圬工结构构件的承载力计算课件22§17.3截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计算一、局部承压承载力计算概念：轴向力仅作用于构件的部分截面上。破坏形态：因纵向裂缝发展而引起的破坏（基本破坏形态）；劈裂破坏；与支座垫板直接接触的砌体局部破坏。§17.3截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计算一、局部23受力特点：直接受压的局部范围内的砌体抗压强度有较大程度的提高，一般认为这是由于存在“套箍强化”和“应力扩散”的作用。在实际工程中，在局部承压面下会出现构件局部压碎的现象。受力特点：24局部承压承载力进行验算

局部承压承载力进行验算25圬工结构构件的承载力计算课件26二、受弯构件的承载力验算

受弯构件在弯矩作用下砌体可能沿通缝截面或齿缝截面产生弯曲受拉而破坏。对受弯构件正截面的承载力要求截面的受拉边缘最大计算拉应力必须小于弯曲抗拉强度设计值。

二、受弯构件的承载力验算27三、受剪构件承载力计算

在受剪构件中，除水平剪力外，还作用由垂直压力。砌体构件的受剪试验表明，砌体沿水平向缝的抗剪承载能力为砌体沿通缝的抗剪承载能力及作用在截面上的压力所产生摩擦力的总和。三、受剪构件承载力计算在受剪构件中，除水平剪28

圬工结构构件承载力计算的原则。受压构件的承载力计算。截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计算。

本章的主要内容：圬工结构构件承载力计算的原则。本章的主要内容：29§17.1计算原则《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）对公路桥梁圬工结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以分项安全系数的设计表达式进行计算。正常使用极限状态的要求采取相应的构造措施保证。圬工桥涵结构构件按承载能力极限状态设计，表达式如下：

§17.1计算原则《公路桥涵设计通用规范》（JTGD6030§17.2受压构件的承载力计算一、砌体受压短柱的承载力分析受力特点轴压时，砌体截面上产生均匀的压应力;破坏时，正截面所能承受的最大压力即为砌体的抗压承载力。偏压时，砌体截面上产生的压应力是不均匀的，表现出弹塑性性能。破坏时该侧压应变比轴心受压时的均匀应变略高，而边缘压应力也比轴心抗压强度略大。§17.2受压构件的承载力计算一、砌体受压短柱的承载力分析31随着e的增大，在远离偏心压力作用的截面边缘，由受压逐步过渡到受拉，但只要在受压边压碎之前受拉边的拉应力尚未达到通缝的抗拉强度，则截面的受拉边就不会开裂。若e再大时，砌体受拉区出现水平裂缝。已开裂的截面脱离工作，实际受压区面积减小，受压区应力的合力将与作用的偏心压力保持平衡，这种平衡随裂缝的不断展开被打破而达到新的平衡，剩余截面的压应力进一步加大，并出现竖向裂缝，最后由于受压区的承载能力耗尽而破坏随着e的增大，在远离偏心压力作用的截面边缘，由受压逐步过渡到32圬工结构构件的承载力计算课件33

纵向力的偏心影响系数：

17-917-10纵向力的偏心影响系数：17-917-1034二、砌体受压长柱的受力特点受力特点：细长柱在承受轴心压力时，由于材料不均匀和各种偶然因素的影响，轴向力不可能完全作用在砌体截面中心，即会产生一定的初始偏心。在偏心压力作用下，会发生偏心距e及在此基础上产生的附加偏心距u，实际的偏心距已达到（e+u），使构件承载力大大降低。二、砌体受压长柱的受力特点35在砌体构件中，水平砂浆缝削弱砌体整体性，故纵向弯曲现象较钢混更为明显。构件的长细比越大，这种纵向弯曲的影响就越大。由以上特点可知，对于细长构件，不论是轴压还是偏压，构件长细比的变化将影响砌体的承载能力。所以，应根据砌构件长细比大小、砂浆强度等考虑纵向弯曲对砌体构件承载能力的影响。

在砌体构件中，水平砂浆缝削弱砌体整体性，故纵向弯曲现象较钢混36偏心受压构件的纵向弯曲系数：

7-117-12偏心受压构件的纵向弯曲系数：7-117-1237三、砌体受压构件的承载力计算

承载力计算公式三、砌体受压构件的承载力计算承载力计算公式38影响系数的确定影响系数的确定39圬工结构构件的承载力计算课件40圬工结构构件的承载力计算课件41圬工结构构件的承载力计算课件42四、混凝土受压构件的承载力计算说明：在确定偏心受压构件的受压区面积Ac时，采取轴向力作用点与受压区法向应力的合力作用点相重合的原则，因此，可由轴向力偏心距e得出受压区面积重心离截面重心轴的距离ec＝e，再由受压区面积重心即可得出受压区面积Ac

。四、混凝土受压构件的承载力计算说明：在确定偏心受压构件的受压43圬工结构构件的承载力计算课件44圬工结构构件的承载力计算课件45圬工结构构件的承载力计算课件46五、偏心距验算

为了保证结构的正常使用状态和截面的稳定性，应该对轴向力作用的e有所限制。建议砌体和混凝土的单向和双向偏心受压构件，其偏心距e的限值应符合教材表17-4的规定。当轴向力的偏心距e超过表17-4规定的偏心距限值时，构件承载力应按下列公式计算：五、偏心距验算为了保证结构的正常使用状态和截面的稳47圬工结构构件的承载力计算课件48圬工结构构件的承载力计算课件49圬工结构构件的承载力计算课件50§17.3截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计算一、局部承压承载力计算概念：轴向力仅作用于构件的部分截面上。破坏形态：因纵向裂缝发展而引起的破坏（基本破坏形态）；劈裂破坏；与支座垫板直接接触的砌体局部破坏。§17.3截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计算一、局部51受力特点：直接受压的局部范围内的砌体抗压强度有较大程度的提高，一般认为这是由于存在“套箍强化”和“应力扩散”的作用。在实际工程中，在局部承压面下会出现构件局部压碎的现象。受力特点：52局部承压承载力进行验算

局部承压承载力进行验算53圬工结构构件的承载力计算课件54二、受弯构件的承载力验算