钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算课件

钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件第7章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件7.1 概述受压构件分为轴心受压构件和偏心受压构件。轴心受压构件：轴向力作用在构件截面的形心上。偏心受压构件：轴向力不作用在构件截面的形心上（有弯矩和轴力共同作用的构件）。NNN(a)轴心受压 (b)单向偏心受压M钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件 实际工程中真正的轴心受压构件是没有的。由实际工程中真正的轴心受压构件是没有的。由于施工的偏差及混凝土的不均匀性和钢筋的不对称于施工的偏差及混凝土的不均匀性和钢筋的不对称性性,都将使构件产生初始偏心距都将使构件产生初始偏心距,所以即时设计时理所以即时设计时理论计算是轴心受压构件论计算是轴心受压构件,也不一定为轴心受压构件也不一定为轴心受压构件,但对于一些偏心距较小的构件但对于一些偏心距较小的构件,可按轴心受压构件计可按轴心受压构件计算。算。受压构件在实际工程中应用比较广泛。受压构件在实际工程中应用比较广泛。说明说明钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件New Antioch Bridge.This high-level bridge completed in 1979 replaced an older truss-type lift bridge crossing the main shipping channel.The bridge consists of continuous spans of variable depth in Cor-Ten steel.Maximum span is 460 ft,and maximum height of roadway above water level is 135 ft.(California)钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件Elevated highway.Taken during construction.Designed as concrete box girders,these bridges were cast in place and post-tensioned.(Vienna,Austria)钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件Highway interchange structure.Spans are all multi-cell reinforced concrete box girders.Being stiff in torsion,these sections can be supported on a single line of columns,as well as on double columns or bents.(Oakland,California)钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件Elevated highway,San Pablo Bay,California.The 2-story concrete frames supporting the roadway are loaded on the top beam by highway loading,and transversely by inertia forces due to earthquake.(San Francisco Bay Area)钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件工业和民用建筑中的单层厂房和多层框架柱偏心受压构件钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件偏心受压构件拱和屋架上弦杆，以及水塔、烟囱的筒壁等属于偏心受压构件偏心受压构件钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件 第六章 受压构件承载力计算钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件7.2 7.2 偏心受压构件正截面承载力计算偏心受压构件正截面承载力计算M=N e0AssAM=N e0NAssANAssAM=N e0NAssA=ANe0ssA钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件试验表明，钢筋混凝土偏心受压构件的破坏，有两种试验表明，钢筋混凝土偏心受压构件的破坏，有两种情况：情况：1.破坏类型破坏类型受拉破坏情况受拉破坏情况 （大偏心受压破坏）（大偏心受压破坏）受压破坏情况受压破坏情况 （小偏心受压破坏）（小偏心受压破坏）（1）受拉破坏情况）受拉破坏情况 （大偏心受压破坏）（大偏心受压破坏）形成这种破坏的条件是：形成这种破坏的条件是：偏心距偏心距e0较大，且受拉侧纵较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适向钢筋配筋率合适，是，是延性破坏。延性破坏。破坏特征：破坏特征：截面受拉侧混凝土较早出现裂截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，缝，As的应力随荷载增加发展较快，的应力随荷载增加发展较快，首先首先达到屈服达到屈服。最后最后受压侧钢筋受压侧钢筋As 受压屈服，受压屈服，压区混凝土压碎压区混凝土压碎而达到破坏。有明显预兆，而达到破坏。有明显预兆，变形能力较大，与适筋梁相似。变形能力较大，与适筋梁相似。fyAs fyAsN7.2.1 7.2.1 偏心受压构件的破坏特征偏心受压构件的破坏特征钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件（2）受压破坏）受压破坏（小偏心受压破坏）产生受压破坏的条件有两种情况：产生受压破坏的条件有两种情况：当相对偏心距当相对偏心距e0/h0较小较小或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时 sAs fyAsN sAs fyAsNAs太太多多钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件偏心距小偏心距小，截面大部分受压，小部分受拉，破坏时压区混凝，截面大部分受压，小部分受拉，破坏时压区混凝土压碎，受压钢筋屈服，另一侧钢筋受拉，但由于离中和轴土压碎，受压钢筋屈服，另一侧钢筋受拉，但由于离中和轴近，未屈服。近，未屈服。偏心距大，但受拉钢筋配置较多。由于受拉钢筋配置较多，偏心距大，但受拉钢筋配置较多。由于受拉钢筋配置较多，钢筋应力小，破坏时达不到屈服强度，破坏是由于受压区混钢筋应力小，破坏时达不到屈服强度，破坏是由于受压区混凝土压碎而引起，类似超筋梁。凝土压碎而引起，类似超筋梁。特征：特征：破坏是由于混凝土被压碎而引起的，破坏时靠近纵向力破坏是由于混凝土被压碎而引起的，破坏时靠近纵向力一侧钢筋达到屈服强度，另一侧钢筋可能受拉也可能受压，一侧钢筋达到屈服强度，另一侧钢筋可能受拉也可能受压，但都未屈服。但都未屈服。小偏心受压破坏又有三种情况小偏心受压破坏又有三种情况偏心距小，构件全截面受压，靠近纵向力一侧压应力大，偏心距小，构件全截面受压，靠近纵向力一侧压应力大，最后该区混凝土被压碎，同时压筋达到屈服强度，另一侧钢最后该区混凝土被压碎，同时压筋达到屈服强度，另一侧钢筋受压，但未屈服。筋受压，但未屈服。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件2.两类偏心受压破坏的界限破坏特征：破坏特征：破坏时纵向钢筋达到屈服强度，同时压区混凝破坏时纵向钢筋达到屈服强度，同时压区混凝土达到极限压应变，混凝土被压碎。同受弯构件的适筋梁土达到极限压应变，混凝土被压碎。同受弯构件的适筋梁和超筋梁间的界限破坏一样。此时相对受压区高度称为界和超筋梁间的界限破坏一样。此时相对受压区高度称为界限相对受压区高度限相对受压区高度 b。因此，受压构件的界限相对受压区高度同受弯构件一样因此，受压构件的界限相对受压区高度同受弯构件一样。时，为小偏心受压破坏当bhx0时，为大偏心受压破坏当bhx0钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件MNsAsA0hcbxsacuyy界限破坏受压破坏受拉破坏不屈服sA钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件3.偏心受压构件的NM相关曲线 由上述承载力计算知，当构件界面尺寸、材料强度、及配筋一定时，M和N有一定关系，理论上可推导出M和N的关系，见图。N小偏压大偏压MpN轴力一定时，弯矩越轴力一定时，弯矩越大越危险。弯矩一定大越危险。弯矩一定时，小偏心受压，轴时，小偏心受压，轴力越大越危险，大偏力越大越危险，大偏心受压，轴力越小越心受压，轴力越小越危险。危险。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件4.附加偏心距附加偏心距构件受压力和弯矩作用，其偏心距为构件受压力和弯矩作用，其偏心距为：NMe 0e0为相对偏心距。为相对偏心距。由于施工误差及材料的不均由于施工误差及材料的不均匀性等，将使构件的偏心距产匀性等，将使构件的偏心距产生偏差，因此设计时应考虑一生偏差，因此设计时应考虑一个附加偏心距个附加偏心距ea，规范规定：附，规范规定：附加偏心距取偏心方向截面尺寸加偏心距取偏心方向截面尺寸的的1/30 和和20mm中的较大值。中的较大值。考虑附加偏心距后的偏心距：考虑附加偏心距后的偏心距：aieee0初始偏心距ie钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件5.结构侧移和构件挠曲引结构侧移和构件挠曲引起的附加内力起的附加内力elxfysin f y xeieiNNN eiN(ei+f)le偏心受压构件在荷载作用下，偏心受压构件在荷载作用下，由于侧向挠曲变形，引起附加由于侧向挠曲变形，引起附加弯矩弯矩Nf，也称，也称二阶效应二阶效应，即跨，即跨中截面的弯矩为中截面的弯矩为M=N(ei+f)。对于短柱，对于短柱，l0/h8，Nf较小，较小，可忽略不计，可忽略不计，M与与N为直线关为直线关系，构件是由于材料强度不足系，构件是由于材料强度不足而破坏，属于材料破坏。而破坏，属于材料破坏。对于长柱，对于长柱，l0/h=830，二阶二阶效应引起附加弯矩在计算中不效应引起附加弯矩在计算中不能忽略，能忽略，M与与N 不是直线关系，不是直线关系，承载力比相同截面的短柱承载力比相同截面的短柱 要小，要小，但破坏仍为材料破坏。但破坏仍为材料破坏。对于长细柱，构件将发生失对于长细柱，构件将发生失稳破坏。稳破坏。纵向弯曲引起的二阶弯矩纵向弯曲引起的二阶弯矩钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件长细比加大降低了构件的承载力这三个柱虽然具有相同的外荷载初始偏心距值ei，其承受纵向力N值的能力是不同的，即由于长细比加大降低了构件的承载力第七章 偏心受力构件的截面承载力计算MNN0M0NusNuseiNumNumeiNum fmNulNul eiNul fl钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件结构有侧移引起的二阶弯矩M0maxMmaxMmax=Mmax+M0max最大一阶和二阶弯矩在柱端且符号相同，与前述情况相同。当二阶弯矩不可忽略时，应考虑结构侧移和构件纵向弯曲变形的影响。NNF钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件 无论哪一种情况，由于产生了二阶弯矩，对结构的承无论哪一种情况，由于产生了二阶弯矩，对结构的承载力都将产生影响，如何考虑这种影响，我国规范规定，载力都将产生影响，如何考虑这种影响，我国规范规定，对于由于侧移产生的二阶弯矩，通过柱的计算长度的取对于由于侧移产生的二阶弯矩，通过柱的计算长度的取值来考虑其影响，对于纵向弯曲产生的二阶弯矩则通过值来考虑其影响，对于纵向弯曲产生的二阶弯矩则通过偏心距增大系数来考虑其影响。偏心距增大系数来考虑其影响。弯曲前的弯矩：弯曲前的弯矩：偏心距增大系数偏心距增大系数iNeM 弯曲后的弯矩：弯曲后的弯矩：)1()(iiiefNefeNM)1(:ief令ieNM则：:下式计算偏心距增大系数，可按21200140011hlhei钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件式中：式中：l0柱的计算长度；柱的计算长度；h截面高度；截面高度；ei=e0+ea21200140011hlhei1考虑偏心距对截面曲率影响的修正系数；考虑偏心距对截面曲率影响的修正系数；17.22.001hei钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件 2考虑构件长细比对截面曲率影响的修正系数；考虑构件长细比对截面曲率影响的修正系数；21200140011hlhei101.015.102hl 从理论上讲，在从理论上讲，在l0h8时就要修正，但是试验表明，当时就要修正，但是试验表明，当l0h=815时，长细比对截面极限曲率影响不大。时，长细比对截面极限曲率影响不大。因此，因此，规范规范规定在规定在l0h15时才对截面曲率进行修正。时才对截面曲率进行修正。，公式为:l0h=1530时时,按上式按上式计算计算l0h15，2=1 钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件的计算说明：的计算说明：当构件长细比当构件长细比l0h(或或l0 d)8时，可不考虑纵向时，可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响（短柱），设计时可取弯曲对偏心距的影响（短柱），设计时可取=1。以以d表示环形截面的外直径或圆形截面的直径，则表示环形截面的外直径或圆形截面的直径，则上式中的上式中的h换成换成d，h0=0.9d。上式不仅适合于矩形、圆形和环形，也适合于上式不仅适合于矩形、圆形和环形，也适合于T形形和和I形，式中的形，式中的h与与h0分别为其截面总高度和有效高度分别为其截面总高度和有效高度。21200140011hlhei钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件sAxhbsAsasa fyAsNeeibxfc1ssA)()2(0011ssycsssycahAfxhbxfNeAAfbxfN N轴向力设计值；轴向力设计值；e轴向力作用点至受拉钢筋轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离合力点之间的距离7.2.2 建筑工程偏心受压构件正截面承载力计算方法建筑工程偏心受压构件正截面承载力计算方法1.1.矩形截面偏心受压构件计算矩形截面偏心受压构件计算钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件siahee5.0aieee0)()2(0011ssycsssycahAfxhbxfNeAAfbxfN s受拉钢筋应力；受拉钢筋应力；As受拉钢筋面积；受拉钢筋面积；As受压钢筋面积；受压钢筋面积；b宽度；宽度；x 受压区高度；受压区高度；fy受压钢筋屈服强度受压钢筋屈服强度；钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件对于大偏心受压对于大偏心受压：ysf)()2(0011ssycsysycahAfxhbxfNeAfAfbxfN公式适用条件：公式适用条件：保证受拉钢筋屈服,10hxb 保证受压钢筋屈服,22sax 对于小偏心受压对于小偏心受压：)()2(0011ssycsssycahAfxhbxfNeAAfbxfN钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件 0cccusxxh 0cccusxxh 110 xxhcu)1-(01xhcu)1-(01xhEscus6-2733a连立求连立求x，三次方程。？，三次方程。？钢筋的应力钢筋的应力 s s可由平截面假定求得可由平截面假定求得0033.0cuscxcxh 0)1-8.0(0 xhEscus混凝土强度等级混凝土强度等级C50C50时，时，1 1=0.8=0.8。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件0.40.50.60.70.80.911.11.2-400-300-200-1000100200300400C50(1)C50(2)C80(1)C80(2)=x/h0s级钢筋0.40.50.60.70.80.911.11.2-400-300-200-1000100200300400=x/h0sC50(1)C50(2)C80(1)C80(2)级钢筋)1-8.0(0 xhEscus11bysf如将上式带入基本方程，需要解如将上式带入基本方程，需要解x的一元三的一元三次方程，另外，根据试验，次方程，另外，根据试验，与与 基本为直线基本为直线关系。关系。考虑：当考虑：当 =b，s=fy；当；当 =1 1，s=0规范规定规范规定 s s近似按近似按下式计算：下式计算：钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件11bysfysyff计算。时，仍按但计算时，取时，中和轴在外面，此当00,hahxhhsha钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件（2）截面配筋计算）截面配筋计算两种偏心受压情况的判别两种偏心受压情况的判别j b即即x bh0属于大偏心破坏形态属于大偏心破坏形态 b即即x bh0属于小偏心破坏形态属于小偏心破坏形态但与钢筋面积有关，设计时无法根据上述条件判断。但与钢筋面积有关，设计时无法根据上述条件判断。界限破坏时:=b，由平衡条件得 fyAsNbbcbhf01syAfbe0sysybcbAfAfbhfN01则为大偏心受压若则为小偏心受压若bbNNNN)2()2()22(0010ssyssybbcbbbahAfahAfhhbhfeNM钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件）算（但不一定为大偏压时，可按大偏心受压计当，时，按小偏心受压计算当003.03.0heheii代入并整理得：代入并整理得：bbbNMe0yybcsyybbcbfffhahhffhhfhe1000100)2)()(由上式知，配筋率越小，由上式知，配筋率越小，e0b越小，随钢筋强度降低而降低，越小，随钢筋强度降低而降低，随混凝土强度等级提高而降低，当配筋率取最小值时，随混凝土强度等级提高而降低，当配筋率取最小值时，e0b取取得最小值，若实际偏心距比该最小值还小，必然为小偏心受压，得最小值，若实际偏心距比该最小值还小，必然为小偏心受压，将最小配筋率及常用的钢筋和混凝土强度代入上式得到将最小配筋率及常用的钢筋和混凝土强度代入上式得到e0b大大致在致在0.3h0上下波动，平均值为上下波动，平均值为0.3h0，因此设计时，因此设计时，钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件大偏心受压构件的配筋计算大偏心受压构件的配筋计算ssAA 03.0 hei)()2(0011ssycsysycahAfxhbxfNeAfAfbxfNsiahee5.0 保证受拉钢筋屈服,10hxb 保证受压钢筋屈服,22sax 公式适用条件：公式适用条件：情况情况1）已知截面尺寸、材料强度）已知截面尺寸、材料强度、N、M、L0求：求：AS，AS解：三个未知数，两个方程，需先假定一个条件，为了解：三个未知数，两个方程，需先假定一个条件，为了节约钢筋，充分利用混凝土的抗压强度，令节约钢筋，充分利用混凝土的抗压强度，令X=h0 b,代入代入基本方程有：基本方程有：钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件验算配筋率，受压验算配筋率，受压钢筋最小配筋率为钢筋最小配筋率为0.2，全部纵筋配，全部纵筋配筋率为筋率为0.6%。)()2(001sycsahfxhbxfNeAysycsfNAfbxfA1注：注：1.若若AS bh0，说明受压钢筋配置少，应按受压钢筋不知，说明受压钢筋配置少，应按受压钢筋不知情况计算受压钢筋和受拉钢筋，情况计算受压钢筋和受拉钢筋，)(:,2,2.20ssysssahAfNeAaxax则有对压筋取矩，求然后时近似取受压钢筋不屈服，计算若钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件e纵向力到受压钢筋的距离；纵向力到受压钢筋的距离；)(0ssyahAfNe fyAsNeeibxfc1ssAe2siahee3.满足最小配筋率要求。满足最小配筋率要求。4.对于垂直弯矩作用方向还应按轴心受压进行验算即应满足：对于垂直弯矩作用方向还应按轴心受压进行验算即应满足：钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件小偏心受压构件的配筋计算小偏心受压构件的配筋计算03.0 hei)()2(0011ssycsssycahAfxhbxfNeAAfbxfNsiahee5.011bysf已知：已知：已知截面尺寸、材料强度已知截面尺寸、材料强度、N、M、L0 求：求：AS，AS解：基本公式有三个未知数，两个方程，需补充条件，补充解：基本公式有三个未知数，两个方程，需补充条件，补充的条件应使用量尽量少，为此做以下假定：的条件应使用量尽量少，为此做以下假定：钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件(1)假定假定As受压，且屈服即受压，且屈服即 s=-fy,由此得到由此得到b12全截面受压即时，得到当,2)2(01hxhhb将上述条件代入基本公式则有：将上述条件代入基本公式则有：)()2(0011ssycsysycahAfhhbhfNeAfAfbhfNyycssycsfAfbhfNAahfhhbhfNeA1001)()5.0(两侧钢筋都要满足受两侧钢筋都要满足受压钢筋最小配筋率要压钢筋最小配筋率要求。求。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件此外，当偏心距较小，而纵向力较大时，如果受拉钢筋此外，当偏心距较小，而纵向力较大时，如果受拉钢筋配置较少，破坏可能发生在远离纵向力一侧，因此，规配置较少，破坏可能发生在远离纵向力一侧，因此，规范规定：对于采用非对称配筋的小偏心受压构件，当范规定：对于采用非对称配筋的小偏心受压构件，当Nfcbh时，应满足下式：时，应满足下式：)()2(001ssycahAfhhbhfNee纵向力到受压钢筋的距离；纵向力到受压钢筋的距离；)(20aseeaheh0受压钢筋合理点到远离纵受压钢筋合理点到远离纵向力一侧边缘的距离。向力一侧边缘的距离。fyAsNbhfc1ssAe0e钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件解方程求出解方程求出x，N注：如注：如xh，取，取x=h已知已知:截面尺寸、材料强度截面尺寸、材料强度、e0、L0，AS，AS求：求：N解：判断大小偏心解：判断大小偏心，为小偏心受压若03.0 hei)()2(0011101ssycsybsycahAfxhbxfNeAfhxAfbxfN siahee5.0（3）截面承载力复核）截面承载力复核钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件解方程得到解方程得到x,N先按大偏压计算可能为小偏压，可能为大偏受压，也若03.0 hei)()2(0011ssycsysycahAfxhbxfNeAfAfbxfN新按小偏压计算，则为小偏心受压，重若，则上述计算正确，若00hxhxbb注：对于垂直弯矩作用方向还应按轴心受压进行验算即应满注：对于垂直弯矩作用方向还应按轴心受压进行验算即应满足：足：钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件大小偏心判断大小偏心判断先按大偏心受压考虑先按大偏心受压考虑（4）对称配筋矩形截面）对称配筋矩形截面 对称配筋，即截面的两侧用相同数量的配筋和相同钢材对称配筋，即截面的两侧用相同数量的配筋和相同钢材规格，规格，As=As，fy=fy，as=as 1sysycAfAfbxfNbxfNc1bfNxc1若若x bh0属于大偏心受压属于大偏心受压若若x bh0属于小偏心受压属于小偏心受压注注:当当x bh0，而，而 ei0.3h0时时,实际为小偏心受压实际为小偏心受压,但对于但对于偏心受压构件可按大偏心受压计算。偏心受压构件可按大偏心受压计算。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件大偏心受压大偏心受压)()2(0011ssyccahAfxhbxfNebxfN已知：截面尺寸、材料强度已知：截面尺寸、材料强度、N、M、L0求：求：AS，AS解解:1)判断大小偏心判断大小偏心得由 1bxfNcbfNxc1若若x bh0属于大属于大偏心受压偏心受压若若x bh0属于小属于小偏心受压偏心受压)()2(001ssycahAfxhbxfNe由 2)求钢筋面积求钢筋面积钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件注：注：1.当当xhf，此时应考虑腹此时应考虑腹板的受压作用。板的受压作用。2)中和轴在受压中和轴在受压翼缘内即翼缘内即xhf，按宽度按宽度hf的矩的矩形截面计算。形截面计算。eiesyAfsyAfcf1Db0hhxfbfhsaNNeiecf1syAfsyAfDbfbfhh0hxsa钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件1)当当 xhf时，应考虑腹板的受压时，应考虑腹板的受压作用。作用。(1)计算公式计算公式sysyffcAfAfhbbbxfN)(1)()2()()2(0001ssyfffcahAfhhhbbxhbxfeNeiesyAfsyAfcf1Db0hhxfbfhsaN钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件2)当xhf 时，则按宽度hf的矩形截面计算。sysyfcAfAfxbfN1)()2(001ssyfcahAfxhxbfeNNeiecf1syAfsyAfDbfbfhh0hxsa钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件(2)适用条件适用条件 为了保证上述计算公式中的受拉钢筋，及为了保证上述计算公式中的受拉钢筋，及受压钢筋，能达到屈服强度，要满足下列受压钢筋，能达到屈服强度，要满足下列条件条件 b 或或 x b h0 为了保证构件破坏时，受压钢筋应力能达到屈服强度，和为了保证构件破坏时，受压钢筋应力能达到屈服强度，和双筋受弯构件相同，要求满足双筋受弯构件相同，要求满足 x2as as纵向受压钢筋合力点至受压纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件（3）计算方法 在实际工程中，对称配筋的I形截面构件应用较多,将I形截面假想为宽度是bf的矩形截面。取fyAs=fy As 由式:按x值的不同，分成三种情况：1)当xhf时，按中和轴在腹板内的情况计算钢筋面积。此时必须验算满足x b h0 的条件。2)当2asx hf时，按中和轴在受压翼缘内的情况计算钢筋面积钢筋面积。3)当x 2as 时，则如同双筋受弯构件一样，取x=2as 配筋sysyfcAfAfxbfN1fcbfNx1钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件eiessAsyAfDcf1fbfhfhh0hxsaeiessAsyAfDcf1fbh0hsaDsyAfecf1fbh0haee 0小偏心受压小偏心受压钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件对于小偏心受压I形截面，一般不会发生x h-hf时，在计算中应考虑翼缘hf的作用。可改用下式计算。sssyffcAAfhbbbxfN)(1)()2()()2(0001ssyfffcahAfhhhbbxhbxfeN钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件x受压区计算高度，当受压区计算高度，当x h-hf时，在计算时，在计算中应考虑翼缘中应考虑翼缘hf的作用。可改用下式计算。的作用。可改用下式计算。sssyffffcAAfhxhbbhbbbxfN)()(1)()2)()()2()()2(0001ssysfffffffcahAfahxhhhxhbbhhhbbxhbxfeN钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件式中式中x值大于值大于h时，取时，取x=h计算。计算。s仍可近似用式。仍可近似用式。11bysfsssyffffcAAfhxhbbhbbbxfN)()(1)()2)()()2()()2(0001ssysfffffffcahAfahxhhhxhbbhhhbbxhbxfeN钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件对于小偏心受压构件，尚应满足下列条件：对于小偏心受压构件，尚应满足下列条件：目的：离纵向力目的：离纵向力N较远一侧边缘的较远一侧边缘的的受压钢筋屈服的受压钢筋屈服)()2()()2()()2()(200010ssysffffffcasahAfahhbbhhhbbhhbhfeeahN钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件采用对称配筋时bcsbcfffcffcbcbhfahbhfhhhbbfeNhbbfbhfN010120101101)(43.0)2()()(钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件7.3 偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件正截面承载力计算 矩形水池的池壁、矩形剖面料仓或煤斗矩形水池的池壁、矩形剖面料仓或煤斗的壁板、受地震作用的框架边柱，以及双肢的壁板、受地震作用的框架边柱，以及双肢柱的受拉肢，属于偏心受拉构件。柱的受拉肢，属于偏心受拉构件。受拉构件除轴向拉力外，还同时受弯矩和剪受拉构件除轴向拉力外，还同时受弯矩和剪力作用。力作用。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件7.3.1 偏心受拉构件的受力特点偏心受拉构件的受力特点偏心受拉构件的计算，按纵向力N的位置不同，可分为两种情况：1.当纵向力N作用在钢筋As合力点及As的合力点范围以外时，属于大偏心受拉；2.当纵向力作用在钢筋As合力点及As的合力点范围以内时，属于小偏心受拉；钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件e0N fyAs fyAs小偏心受拉构件小偏心受拉构件eesasa0sah N fyAs fyAse0e大偏心受拉构件大偏心受拉构件cfa1sasa0sah 钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件（1）小偏心受拉破坏：）小偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N在在As与与As之间，全截面均之间，全截面均受拉应力，但受拉应力，但As一侧拉应力较大，一侧拉应力较大，As一侧拉应力较小。随着一侧拉应力较小。随着拉力的增加，拉力的增加，As一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，As和和As纵筋均受拉，最后纵筋均受拉，最后As和和As均屈服而达到极限承载力均屈服而达到极限承载力。7.3.2 建筑工程偏心受拉构件正截面承载力计算1.基本计算公式 根据内外力分别对钢筋根据内外力分别对钢筋As，As的合力点取矩的平衡条件，可的合力点取矩的平衡条件，可 得出下式：得出下式：e0N fyAs fyAs小偏心受拉构件小偏心受拉构件eesasa0sah)(0ssyahAfNe)(0sysahfAeN05.0eahes05.0eahes钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件当对称配筋时，为了达到当对称配筋时，为了达到内外力平衡，远离偏心一内外力平衡，远离偏心一侧的钢筋侧的钢筋As达不到屈服，达不到屈服，在设计时可取：在设计时可取：e0N fyAs fyAs小偏心受拉构件小偏心受拉构件eeaah0-a)(0sysahfeNA)(0sysahfNeA)(0syssahfeNAA05.0eahes05.0eahes05.0eahes钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件（2）大偏心受拉破坏）大偏心受拉破坏 当轴力N作用在As合力点及As的合力点范围以外时，截面虽开裂，但必然还保留有压区存在，否则轴力N得不到平衡。既然还有压区，截面不会裂通。称为大偏心受拉。大偏心受拉破坏：大偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N在在As外侧，外侧，As一侧受拉，一侧受拉，As一一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。最后，侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。最后，与大偏心受压情况类似，与大偏心受压情况类似，As达到受拉屈服，受压侧混凝土受达到受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏。压破坏。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件基本计算公式基本计算公式适用条件：适用条件：bx2abxfAfAfNNcsysyu1)()2(001ssycahAfxhbxfeNsahee 5.00N fyAs fyAse0e大偏心受拉构件大偏心受拉构件cfa1sasa0sah 钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件设计时为了使钢筋总用量设计时为了使钢筋总用量(As+As)最少，同偏心受压最少，同偏心受压构件一样，应取构件一样，应取x=h0 b，则得：则得：)()2(00001sybbcsahfhhbhfeNAysyybcsfAffbhfNA01钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件 当对称配筋时，由于当对称配筋时，由于As=As，代入基，代入基本公式后，必然会求得本公式后，必然会求得x为负值，即属于为负值，即属于x2a的情况。这时候，可按偏心受压的相的情况。这时候，可按偏心受压的相应情况类似处理，即取应情况类似处理，即取x 2a，并对，并对As 合合力点取矩计算。力点取矩计算。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件7.4.2 偏心受力构件斜截面受剪承载力计算公式偏心受力构件斜截面受剪承载力计算公式1.偏心受压构件偏心受压构件NhsAfbhfVVsvyvtu07.00.10.175.100式中：式中：以上的情况），取立值占总建立的或节点边缘所产生的建且集中荷载对支座截面包括作用有多种荷载、当承受集中荷载时；载时，取压构件，当承受均不荷为净高。对其他偏心受，计之相应的弯距设计值为计算截面上与剪力设；此处，取时，；当时，取为柱的净高）；当可取弯点在层高范围内时，；当框架结构中柱的反的框架柱，取的剪跨比；对各类构件偏心受压构件计算截面75%(5.1HM3 311(2/HM/Vhn0n0nHh7.4 偏心受力构件斜截面受剪承载力计算偏心受力构件斜截面受剪承载力计算7.4.1 偏心受力构件斜截面受剪性能（多向应力原理）偏心受力构件斜截面受剪性能（多向应力原理）钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件点边缘的距离。为集中荷载至支座或节；此处，时，取；当时，取当a3.31.51.5;a/h0为构件的截面面积。时取，向压力设计值；当预剪力设计之相应的轴AAAN;0.3fN0.3fNcc如符合下列公式的要求，可不进行斜截面受剪承载力计算，仅需根据构造要求配置箍筋：NbhfVc07.00.175.10钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件2.2.偏心受拉构件偏心受拉构件轴向拉力轴向拉力N的存在，斜裂缝将提前出现，在小的存在，斜裂缝将提前出现，在小偏心受拉情况下甚至形成贯通全截面的斜裂缝，偏心受拉情况下甚至形成贯通全截面的斜裂缝，使斜截面受剪承载力降低。使斜截面受剪承载力降低。受剪承载力的降低受剪承载力的降低与轴向拉力与轴向拉力N近乎成正比近乎成正比。规范规范对矩形截对矩形截面偏心受拉构件受剪承载力面偏心受拉构件受剪承载力NhsAfbhfVsvyvt7.00.10.175.100钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件0hsAfsvyv为防止斜拉破坏，此时的 不得小于0.36ftbh000.1hsAfsvyv当右边计算值小于 时，即斜裂缝贯通全截面，剪力全部由箍筋承担，受剪承载力应取00.1hsAfsvyvNhsAfbhfVsvyvt7.00.10.175.100钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件截面形状和尺寸截面形状和尺寸采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采采用矩形截面，单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。用工字形截面。桥墩、桩和公共建筑中的柱主要采用圆形截面。桥墩、桩和公共建筑中的柱主要采用圆形截面。柱的截面尺寸不宜过小，不宜小于柱的截面尺寸不宜过小，不宜小于250*250。一般。一般应控制在应控制在l0/b30及及l0/h25。当柱截面的边长在当柱截面的边长在800mm以下时，一般以以下时，一般以50mm为模数，边长在为模数，边长在800mm以上时，以以上时，以100mm为模数。为模数。I形截面，翼缘厚度不宜小于形截面，翼缘厚度不宜小于120mm，腹板厚度，腹板厚度不宜小于不宜小于100mm。7.5 7.5 偏心受力构件的构造要求偏心受力构件的构造要求钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件材料强度材料强度 混凝土混凝土：受压构件的承载力主要取决于混：受压构件的承载力主要取决于混凝土强度，一般应采用强度等级较高的混凝土强度，一般应采用强度等级较高的混凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强凝土。目前我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用度等级常用C30C40，在高层建筑中，在高层建筑中，C50C60级混凝土也经常使用。级混凝土也经常使用。钢筋钢筋：纵向受力钢筋通常采用纵向受力钢筋通常采用HRB335级级(级级)和和HRB400级级(级级)钢筋，不宜采用钢筋，不宜采用高强钢筋。高强钢筋。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件纵向钢筋配筋率过小时，纵筋对柱的承载力影响很小，接近纵向钢筋配筋率过小时，纵筋对柱的承载力影响很小，接近于素混凝土柱，纵筋不能起到防止混凝土受压脆性破坏的缓冲于素混凝土柱，纵筋不能起到防止混凝土受压脆性破坏的缓冲作用。同时考虑到实际结构中存在偶然附加弯矩的作用（垂直作用。同时考虑到实际结构中存在偶然附加弯矩的作用（垂直于弯矩作用平面），以及收缩和温度变化产生的拉应力，对受于弯矩作用平面），以及收缩和温度变化产生的拉应力，对受压构件的最小配筋率应有所限制。压构件的最小配筋率应有所限制。规范规范规定，轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋规定，轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率不应小于的配筋率不应小于0.6%；同时一侧受压钢筋的配筋率不应小于同时一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%，受拉钢筋最小配筋率的要求同受弯构件。受拉钢筋最小配筋率的要求同受弯构件。另一方面，考虑到施工布筋不致过多影响混凝土的浇筑质量，另一方面，考虑到施工布筋不致过多影响混凝土的浇筑质量，全部纵筋配筋率不宜超过全部纵筋配筋率不宜超过5%。全部纵向钢筋的配筋率按全部纵向钢筋的配筋率按 =(As+As)/A计算，一侧受压钢筋的配筋率按计算，一侧受压钢筋的配筋率按 =As/A计算，其计算，其中中A为构件全截面面积。为构件全截面面积。纵向钢筋纵向钢筋钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件 柱中纵向受力钢筋的的直径柱中纵向受力钢筋的的直径d不宜小于不宜小于12mm，且选配钢筋时，且选配钢筋时宜根数少而粗，但对矩形截面根数不得少于宜根数少而粗，但对矩形截面根数不得少于4根，圆形截面根数根，圆形截面根数不宜少于不宜少于8根，且应沿周边均匀布置。根，且应沿周边均匀布置。纵向钢筋的保护层厚度要求见表，且不小于钢筋直径纵向钢筋的保护层厚度要求见表，且不小于钢筋直径d。当柱为竖向浇筑混凝土时，纵筋的净距不小于当柱为竖向浇筑混凝土时，纵筋的净距不小于50mm；对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小应按梁的规定取值。对水平浇筑的预制柱，其纵向钢筋的最小应按梁的规定取值。截面各边纵筋的中距不应大于截面各边纵筋的中距不应大于350mm。当。当h600mm时，在柱时，在柱侧面应设置直径侧面应设置直径1016mm的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍的纵向构造钢筋，并相应设置复合箍筋或拉筋。筋或拉筋。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件350350350400b400b400b600h1000600 h1000600 h15001000 h箍筋复合箍筋复合箍筋拉筋钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件箍箍 筋筋受压构件中箍筋应采用封闭式，其直径不应小于受压构件中箍筋应采用封闭式，其直径不应小于d/4，且不，且不小于小于6mm，此处，此处d为纵筋的最大直径。为纵筋的最大直径。箍筋间距不应大于箍筋间距不应大于400mm，也不应大于截面短边尺寸；对绑，也不应大于截面短边尺寸；对绑扎钢筋骨架，箍筋间距不应大于扎钢筋骨架，箍筋间距不应大于15d；对焊接钢筋骨架不应大；对焊接钢筋骨架不应大于于20d，此处，此处d为纵筋的最小直径。为纵筋的最小直径。当柱中全部纵筋的配筋率超过当柱中全部纵筋的配筋率超过3%，箍筋直径不宜小于，箍筋直径不宜小于8mm，且箍筋末端应应作成且箍筋末端应应作成135的弯钩，弯钩末端平直段长度不应的弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于小于10箍筋直径，或焊成封闭式；此时，箍筋间距不应大于箍筋直径，或焊成封闭式；此时，箍筋间距不应大于10纵筋最小直径，也不应大于纵筋最小直径，也不应大于200mm。当柱截面短边大于当柱截面短边大于400mm，且各边纵筋配置根数超过多于，且各边纵筋配置根数超过多于3根时，或当柱截面短边未大于根时，或当柱截面短边未大于400mm，但各边纵筋配置根数超，但各边纵筋配置根数超过多于过多于4根时，应设置复合箍筋。根时，应设置复合箍筋。对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免对截面形状复杂的柱，不得采用具有内折角的箍筋，以避免箍筋受拉时使折角处混凝土破损。箍筋受拉时使折角处混凝土破损。钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算最新课件内折角不应采用内折角不应采用复杂截面的箍筋形式