2020年专升本(建筑学专业)第4章第3节学习课程:偏心受压构件

院校:宁夏医科大学继续教育 发布时间:2019-11-01 11:53:26

    4.3  偏心受压构件

    4.3.1  偏心受压构件的破坏形态

    1.大偏心受压破坏(受拉破坏)

    当轴向力N的偏心距较大,且纵筋的配筋率不高时,受荷后截面部分受压,部分受拉。由于配筋率不高,受拉钢筋的应力增长较快,首先达到屈服。随着裂缝的开展,受压区高度减小,最后受压钢筋屈服,压区混凝土被压碎。其破坏形态与双筋适筋梁相似。

    这种偏心受压构件的破坏是由于受拉钢筋首先达到届服,然后压区混凝土被压碎,其承载力主要取决于受拉钢筋,故称为受拉破坏。这种破坏有明显的预兆,横向裂缝显著开展,变形急剧增大,具有塑性破坏的性质。形成这种破坏的条件是:偏心距较大,且纵向配筋率不高。因此,这种破坏称为大偏心受压破坏,如图4-5(a)所示。

    2.小偏心受压破坏(受压破坏)

    当轴向力偏心距较小时,构件截面大部分或全部受压,如图4-5(b)、图4-5所示,或轴向力偏心距较大,却配置了较多的受拉钢筋。在构件破坏时,受压区边缘混那达到极限压应变值,受压钢筋应力达到抗压屈服强度,离轴向力较远一侧的钢筋不论受书。是受压,其应力一般都达不到屈服强度,属于脆性破坏。其承载力取决于受压区混凝士。压钢筋,故称之为受压破坏。这种破坏缺乏明显的预兆,具有脆性破坏的性质。

    3.大、小偏心界限

    在“受拉破坏”和“受压破坏”之间存在一种界限状态,称为“界限破坏”。在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时,受压混凝土被压碎。根据界限破坏特征和平截面假定,界限破坏形态的相对受压区高度5,仍可按式(3-8)确定。当≤时,为大偏心受压破坏形态;当>5,时,为小偏心受压破坏形态。

    4.3.2  偏心受压构件正截面承载力计算

    1.附加偏心距e。和初始偏心距e;在实际工程中,荷载作用位置的不定性、混凝土质量的不均匀性及施工的偏差等因素,都可能产生附加偏心距,偏心距有可能增大或减小。《混凝土规范》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,即

    2.矩形截面不对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算由于偏心受压构件存在大偏心和小偏心两种不同的破坏形态,对应的应力计算图形也不相同,所以需要首先判断是大偏压还是小偏压,才能采用相应的公式进行计算。如前所述,判别两种偏心受压情况的基本条件是:≤(x≤x,)为大偏心受压,反之为小偏心受压。

    当A.和A.均未知时,无法计算受压区高度,此时,可按下面的方法进行初步判别。

    当e>0.3ho时,可按大偏压计算;当e;≤0.3ho时,可按小偏压计算。

   (1)大偏心受压情况(x≤x)

    为简化计算,受压区混凝土曲线压应力图用等效矩形应力图来替代,等效矩形应力图的力值取为a1f。,受压区高度为x,如图4-6所示。

   (2)小偏心受压情况(x>x,)

    在小偏心受压破坏时,受压区混凝土被压碎,受压钢筋达到届服强度,远侧钢筋可能受根据截面应力图形,可得

    N≤ai/Abx+/;A.-0.A.(4-9)

    Nesai f.bx(ho-x/2)+f,A:(ho-a)(4-10)

    式中:x——受压区计算高度,当x>h时,取x=h,mm;

    o.一离轴力较远一侧钢筋的应力值,-f,≤o.<f,。

    在N较大而e。较小的全截面受压情况下,有可能发生轴向力作用另一侧混凝土首先被压碎的“反向破坏”。为了避免发生这种破坏,《混凝土规范》规定,对小偏心受压构件,

    除按式(4-9)、式(4-10)计算外,还应满足下列条件:

    Ne'sai f.bh(ho-h/2)+A.f,(ho-a.)

    式中:e'——轴向力N至A.合力作用点的距离,除此之外,对于偏心受压构件,还应考虑构件在垂直于弯矩作用平面内,按轴心受压构件计算的承载力有可能小于弯矩作用平面内的承载力,因此,还应验算垂直于弯矩作用平面按轴心受压构件计算的承载力。

    3.对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算

   (1)截面设计

    偏心受压构件在各种不同荷载组合下,在同一截面内可能承受不同符号的弯矩。当这两种不同符号的弯矩相差不大时,为便于设计和施工,宜采用对称配筋,即A=A.。

    ①大偏心受压情况(x≤x)。基本方程如下:

    为小偏心受压,代人式(4-9)一式(4-11)求解轴向力设计值N。

    ②垂直于弯矩作用平面的承载力复核。偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的受压承载力外,尚应按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力。

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