智能建造工程专业06课件讲解

智能建造工程专业教学资源库建筑结构钢筋混凝土受压构件

主讲人：孔德明知识目标了解矩形截面偏心构件受力性能和承载能力计算的相关知识。技能目标掌握钢筋混凝土受压构件分析。思政目标引导培养学生科学严谨态度。建筑结构02偏心受压柱的受力特点01矩形截面偏心构件受力性能建筑结构目录SmartConstructionPart01矩形截面偏心构件受力性能建筑结构1.基本建设的概念建筑结构偏心受压构件根据轴向力的作用位置不同可分为单向偏心受压构件和双向偏心受压构件，当压力的作用位置在矩形截面的某一条形心轴上称为单向偏心受压构件，反之为双向偏心受压构件，工程中的偏心受压构件大部分都是按单向偏心受压来进行截面设计的，接下来我们来学习单向偏心受压构件。压弯构件偏心受压构件1.基本建设的概念建筑结构偏心受压通常沿着偏心轴方向的两边配置纵向受力钢筋，离偏心压力N较近一侧的纵向钢筋为受压钢筋，其截面面积用As表示；另一侧的纵向钢筋则根据轴向压力偏心距的大小，可能受拉也可能受压，其截面面积用As’表示。1.基本建设的概念建筑结构偏心受压短柱的受力特点和破坏特征σN+σMNMσM-σNNMσN-σMσN+σM构件上同时受到轴向压力N和弯矩M的作用，等效于偏心距为e=M/N的偏心压力N的作用。从正截面受力性能来看，偏心距为0时为轴压构件，偏心距e＝∞时为受弯构件。所以可以把偏心受压构件看作是轴心受压与受弯之间的过渡状态，所以偏心受压截面中的应变和应力分布特征将随着M/N变化而变化。1.基本建设的概念建筑结构随着轴向压力的偏心距及纵向钢筋配筋率的变化，偏心受压构件的破坏形态，可分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏。偏心受压短柱的受力特点和破坏特征1.基本建设的概念建筑结构当截面相对偏心矩e0/h较大，而且配置的受拉钢筋As合适时，发生的破坏称为大偏心受压破坏。大偏心受压破坏1.基本建设的概念建筑结构由于偏心矩较大，离偏心力N较远一侧的截面受拉，离偏心力N较近一侧的截面受压。受拉一侧混凝土较早出现横向裂缝，并随的增加裂缝不断开展而退出工作，拉力全部由受拉纵筋承担;而受压一侧的压力则由混凝土与该侧的受压钢筋共同承担。随着受拉裂缝的出现并不断开展，受拉纵筋应力先达到屈服强度，裂缝向受压一侧延伸，使受压区高度急剧减小，受压混凝土压应变急剧增长，当受压边缘混凝土达到极限压应变被压碎，导致构件破坏，此时受压钢筋也达到抗压屈服强度fy‘。大偏心受压破坏1.基本建设的概念建筑结构总结：大偏心受压构件破坏特征是受拉钢筋首先达到屈服，然后受压区混凝土压碎而导致构件破坏，受压钢筋也能达到屈服。在构件破坏前受拉裂缝开展充分，有较明显的预兆，属于延性破坏。大偏心受压破坏M较大，N较小偏心距e0较大1.基本建设的概念建筑结构当截面相对偏心矩e0/h较小，或相对偏心矩e0/h虽然较大，但配置的受拉钢筋As较多时，发生的破坏称为小偏心受压破坏。小偏心受压破坏1.基本建设的概念建筑结构当相对偏心矩较小时，构件全截面呈不均匀受压，距偏心力N较近一侧压应力较大，较远一侧压应力较小。破坏时，压应力较大一侧的混凝土被压碎，同侧的受压钢筋应力也达到抗压屈服强度，压应力较小一侧的钢筋及混凝土均未达到其抗压强度。当相对偏心矩虽然较大，但距偏心力N较远一侧配置的受拉钢筋较多时，距偏心力N较远一侧的部分截面受拉，距偏心力N较近一侧的截面受压。破坏时，受压一侧边缘混凝土达到极限压应变被压坏，受压钢筋也达屈服强度;而距偏心力N较远一侧的受拉区，由于配置了较多数量的钢筋，致使钢筋应力很小而未达其屈服强度。小偏心受压破坏1.基本建设的概念建筑结构总结：小偏心受压破坏形态的特点是距偏心力N较近一侧受压混凝土先被压碎，而距偏心力N较远一侧，无论是受拉或受压，其钢筋强度均未达到屈服强度。这种破坏没有明显的预兆，裂缝开展不充分，属于脆性破坏。小偏心受压破坏e0/h0较小1.基本建设的概念建筑结构通过上面的学习我们知道，大小偏心受压破坏的共同点是受压区钢筋屈服，混凝土达到而被压碎；不同点是距离压力较远的一侧钢筋是否屈服。和受弯构件类似，必然存在一种界限状态，使受拉钢筋达到屈服强度的同时，受压区混凝土被压碎，受压区的相对受压区高度达到受。所以我们可参照受弯构件的判别方法来判断：ξ≤ξb：大偏心受压ξ＜ξb：小偏心受压1.基本建设的概念建筑结构由于荷载作用位置的不确定性；砼质量的不均匀性；配筋的不对称性；施工偏差等原因，会使构件偏心距增加而导致承载力降低，所以我们在进行承载力计算时，需要考虑附加偏心距的不利影响。《混标》规定，附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸1/30的较大值。偏心方向一般为矩形截面的长边方向，即h/30。计算时，以ei＝e0＋ea代替e0SmartConstructionPart02偏心受压柱的受力特点建筑结构1.基本建设的概念建筑结构大量试验表明，偏心受压构件混凝土柱会产生纵向弯曲，当长细比较小时，偏心受压构件的纵向弯曲变形很小，附加弯矩的影响可忽略。但当长细比较大时，附加弯矩值Nf使得构件的承载力显著降低，在结构设计时必须予以考虑。yxeiNNeil0N(ei+f）Neiyf1.基本建设的概念建筑结构《规标》规定: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M/M2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的要求，可不考虑附加弯矩影响，若不满足这三个条件，均须考虑附加弯矩的影响。i为截面回转半径，轴压比，M1，M2为偏心受压构件两端截面按结构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M2，绝对值较小端为M1，当构件按单曲率弯曲时，M/M。为正，双曲率弯曲时为负。1.基本建设的概念建筑结构实际工程中最常遇到的是长柱，一般不满足上述要求，在确定偏心受压构件的内力设计值时，需考虑构件的侧向挠度引起的附加弯矩的影响《规标》中采用增大系数

法计算附加弯矩。柱端的附加弯矩用偏心距调节系数和弯