建筑力学与结构 第5版 课件 项目12设计柱任务3 设计偏心受压柱

项目12设计柱建筑力学与结构BuildingMechanicsandStructures任务3设计偏心受压柱CONTENTS目录N-M相关曲线02长细比对承载力的影响03计算中的两个问题04偏心受压承载力计算05偏心受压构件的受力性能01对称配筋承载力计算06教学目标1.培养学生的规范意识、标准意识、质量意识和严谨的工作态度。2.培养学生精益求精的职业操守和法律意识。

1.能判断偏心受压构件。2.能验算偏心受压柱的承载力。

1.了解偏心受压柱的工作机理。2.了解偏心受压柱承载力计算公式。知识目标能力目标素质目标PART01偏心受压构件的受力性能1.受拉破坏

当轴向压力偏心距较大，且受拉钢筋配置不太多时，构件发生受拉破坏。在这种情况下，构件受轴向压力N后，离N较远一侧的截面受拉，另一侧截面受压，如图12-15（a）。当N增加到一定程度，首先在受拉区出现横向裂缝，随着荷载的增加，裂缝不断发展和加宽，裂缝截面处的拉应力全部由钢筋承担。荷载继续加大，受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的主裂缝，随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸，受压区高度迅速减小。最后，受压区边缘出现纵向裂缝，受压区混凝土被压碎而导致构件破坏。此时，受压钢筋一般也能屈服，如图12-15（b）。2.受压破坏

当构件的轴向压力的偏心距较小，或偏心距较大且配置的受拉钢筋过多时，就发生受压破坏。当偏心距较大，但纵筋的配筋率很高时，虽然同样是部分截面受拉，但受拉区裂缝出现后，受拉钢筋应力增长缓慢。破坏是由于受压区混凝土到达其抗压强度被压碎，破坏时受压钢筋到达屈服，而受拉一侧钢筋应力未达到其屈服强度，破坏形态与超筋梁相似，如图(a)。

当偏心距较小，加荷后整个截面全部受压或大部分受压，如图(b)。3.两类偏心受压破坏的界限大小偏心受压破坏的界限大偏心受压小偏心受压界限破坏

大、小偏心受压破坏的界限，可采用受弯构件正截面中的超筋与适筋的界限予以划分。PART02N-M相关曲线N-M相关曲线

对于给定截面、配筋及材料强度相同但偏心距e0不同的偏心受压构件，进行试验得到破坏时每个构件所承受的不同轴向力和弯矩。图12-17所示，到达承载能力极限状态时，截面承受的内力设计值N、M并不是独立的，而是相关的。轴向力与弯矩对于构件的作用效应存在着叠加和制约的关系。PART03

长细比对偏心受压构件承载力的影响长细比对偏心受压构件承载力的影响

在截面和初始偏心距相同的情况下，长柱、短柱、细长柱侧向挠度的大小不同，影响程度会有很大差别，将产生不同的破坏类型，如图。

对于短柱，属于材料破坏。因此，对于短柱，可以忽略侧向挠度的影响。

对于长柱，侧向挠度与附加偏心距相比已不能忽略，长柱是在侧向挠度引起的附加弯矩作用下发生的材料破坏。PART04

偏心受压构件正截面受压承载力计算中的两个问题1.附加偏心距

由于混凝土的非均匀性及施工偏差等原因，实际偏心受压构件轴向力的偏心距有可能增大或减小，即使轴心受压构件也不存在。显然，偏心距的增加会使截面的偏心弯矩增大，考虑这种不利影响，现取式中：——实际的初始偏心距；——轴向力的偏心距，——附加偏心距，《混凝土结构设计规范》规定附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值。

2.弯矩增大系数

对于短柱，可以忽略侧向挠度的影响。故《混凝土结构设计规范》规定：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且设计轴压比不大于0.9时，若构件的长细比满足下式的要求，可不考虑该方向构件自身挠曲产生的附加弯矩影响；当不满足下式时，需按截面的两个主轴方向分别考虑构件自身挠曲产生的附加弯矩影响。

对于长柱、细长柱在设计中应考虑附加挠度对弯矩增大的影响，故引入偏心距调节系数和弯矩增大系数来表示柱端附加弯矩。《混凝土结构设计规范》规定：除排架结构柱以外的偏心受压构件，在其偏心方向上考虑构件自身挠曲影响（附加弯矩）的弯矩设计值取为：PART05

矩形截面偏心

受压构件正截面受压承载力计算公式1.矩形截面大偏心受压构件正截面受压承载力计算公式2.矩形截面小偏心受压构件正截面受压承载力计算公式PART06

对称配筋矩形

截面偏心受压构件正截面受压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分对称配筋：

对称配筋构造简单，施工方便，尤其适用于构件在承受不同荷载时可能产生不同符号弯矩的情况，是偏心受压柱最常用的配筋形式。但对称配筋用钢量大，不经济。偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定与受弯构件相同根据基本假定可画出偏心受压构件的应力图，进而得出正截面承载力计算公式。对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算分–––大偏心受压（1）大小偏心受压的判别–––小偏心受压