第六章 偏心受拉构件(土木)
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《混凝土结构设计原理》第六章受压构件正截面承载力计算课堂笔记♦主要内容受压构件的构造要求轴心受压构件承载力的计算偏心受压构件正截面的两种破坏形态及英判别偏心受压构件的N厂血关系曲线偏心受压构件正截面受压承载力的计算偏心受压构件斜截面受剪承载力的汁算♦学习要求1.深入理解轴心受压短柱在受力过程中,截而应力重分布的概念以及螺旋箍筋柱间接配筋的概念。
2.深入理解偏心受压构件正截而的两种破坏形式并熟练掌握其判别方法。
3.深入理解偏心受压构件的Nu-Mu关系曲线。
4.熟练掌握对称配筋和不对称配筋矩形截而偏心受压构件受压承载力的计算方法。
5.掌握受压构件的主要构造要求和规定。
♦重点难点偏心受压构件正截而的破坏形态及其判别;偏心受压构件正截面承载力的计算理论:对称配筋和不对称配筋矩形截面偏心受压构件受压承载力的计算方法:偏心受压构件的Nu-Mu关系曲线;偏心受压构件斜截面抗剪承载力的计算。
6.1受压构件的一般构造要求结构中常用的柱子是典型的受压构件。
6.1.1材料强度混凝上:受压构件的承载力主要取决于混凝丄强度,一般应采用强度等级较髙的混凝上,目前我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C30-C40,在髙层建筑中,C50-C60级混凝上也经常使用。
6.1.2截面形状和尺寸柱常见截面形式有圆形、环形和方形和矩形。
单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。
圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。
柱的截面尺寸不宜过小,一般应控制在lo/b^30及l°/hW25°当柱截面的边长在800mm以下时,一般以50mm为模数,边长在800mm以上时,以100mm为模数。
6.1.3纵向钢筋构造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上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(垂直于弯矩作用平面),以及收缩和温度变化产生的拉应力,规定了受压钢筋的最小配筋率。
即分为偏⼼受拉和偏⼼受压构件。
1.偏⼼受拉构件
(1)定义:构件承受的拉⼒作⽤点与构件的轴⼼偏离,使构件既受拉⼜受弯时,即为
偏⼼受拉构件(亦称拉弯构件)。
常见于屋架下弦有节间荷载时。
(2)构件的受⼒状态。
截⾯产⽣的应⼒是由两种应⼒叠加的,其边沿应⼒公式为:
= = = ( )
构件的承载能⼒应满⾜σmax≤[σ]
式中σmax——边沿拉应⼒;
σmin——边沿最⼩拉应⼒;
W——截⾯抵抗矩。
由上式可见,在受同样的外拉⼒时,偏⼼受拉构件,其应⼒耍⽐轴⼼受拉构件增⼤许多,因此在结构设计中应尽量避免出现这种构件。
2.偏⼼受压构件
(1)定义:构件承受的压⼒作⽤点与构件的轴⼼偏离,使构件既受压⼜受弯时即为偏⼼受压构件(亦称压弯构件)。
常见于屋架的上弦杆、框架结构柱、砖墙及砖垛等。
(2)构件的受⼒状态
截⾯产⽣的边沿应⼒公式为:
= == ( )
式中σmax⼀——边沿压应⼒;
σmin——边沿最⼩压应⼒。
由上式可见,在受同样的压⼒F时,当作⽤点与截⾯轴⼼偏离时,截⾯内的压应⼒增加甚多,⽽且当偏⼼距较⼤时截⾯内除压应⼒外将产⽣⼀部分拉应⼒。
在实践中尚有双向偏⼼构件。
偏心受拉构件计算偏心受拉构件是指受到拉力作用时,其受力点与其几何中心不在同一垂直线上的构件。
在工程设计中,我们经常会遇到需要计算偏心受拉构件的强度和稳定性的情况。
本文将介绍偏心受拉构件的计算方法和注意事项。
一、偏心受拉构件的受力分析偏心受拉构件的受力分析是计算其强度和稳定性的基础。
在进行受力分析时,需要明确以下几个重要参数:1. 受拉力的大小和方向:受拉力是偏心受拉构件的主要受力,其大小和方向决定了构件的受力情况。
2. 构件的几何形状和尺寸:构件的几何形状和尺寸直接影响其受力分布和强度计算。
3. 受力点偏心距:受力点偏心距是指受力点与构件几何中心之间的距离,也是偏心受拉构件的关键参数之一。
二、偏心受拉构件的强度计算偏心受拉构件的强度计算是确定构件是否能够承受受力的关键步骤。
常用的计算方法有以下几种:1. 弹性计算法:根据构件的几何形状和材料的力学性质,采用弹性力学理论进行计算,得出构件的强度。
2. 极限平衡法:假设构件已经达到破坏状态,采用平衡条件和极限状态的要求进行计算,确定构件的承载力。
3. 塑性计算法:考虑材料的塑性变形能力,采用塑性力学理论进行计算,得出构件的强度。
三、偏心受拉构件的稳定性计算偏心受拉构件的稳定性计算是确定构件在受力过程中是否会发生失稳的重要内容。
常用的计算方法有以下几种:1. 延性计算法:根据构件的几何形状和材料的延性特性,采用弹性力学理论进行计算,得出构件的稳定性。
2. 线性稳定性分析法:基于线性稳定性理论,考虑构件的几何形状和材料的力学性质,进行稳定性计算。
3. 非线性稳定性分析法:考虑构件的非线性变形特性,采用非线性稳定性理论进行计算,得出构件的稳定性。
四、偏心受拉构件计算的注意事项在进行偏心受拉构件的计算时,需要注意以下几个问题:1. 确定受力点偏心距的准确数值,尽量避免近似计算,以确保计算结果的准确性。
2. 选择合适的计算方法和理论模型,以保证计算结果的可靠性。