下载文档原格式
1.1你认为今后砌体发展的特点和趋向是什么？加强轻质、高强砌体材料的研发；采用空心砖代替粘土实心砖；制作高性能墙板（住宅产业化）；新的施工技术、机械化、工业化；提高墙体的抗震性能。
2.1目前我国建筑工程中采用的块体材料有哪几类？A:砖烧结砖（烧结普通砖烧结多孔砖烧结空心砖）非烧结硅酸盐砖（承压灰砂砖蒸压粉煤灰砖）；砌块普通混凝土小型空心砌块轻集料混凝土空心砌块；石材料石毛石。
2.2 目前我国建筑工程中常用的砂浆有哪几类？它们的优缺点如何？对砂浆性能有何要求？A:水泥砂浆：强度高、耐水性好，但和易性差、水泥用量大，适用于砌筑对强度要求高的砌体；混合砂浆：和易性和保水性好，便于施工，强度和耐久性较好，适用于砌筑一般的砌体；无水泥砂浆：强度较低、耐久性较差，只适用于砌筑简单或临时性建筑的砌体；砂浆的要求：砂浆应符合砌体强度及建筑物耐久性的要求；具有可塑性，应在砌筑时容易且均匀地铺开；应具有足够的保水性，保证砂浆硬化所需要的水分。
2.3何谓砌体？目前我国建筑工程中常用的砌体有哪几类？砌体是由不同尺寸和形状的砖石或块材用砂浆砌成的整体，主要有砖砌体、石砌体、配筋砌体、砌块砌体和墙板。
2.4砖砌体轴心受压过程如何？其破坏特征如何？分为三个阶段，第一阶段：荷载不增加，裂缝也不会继续扩展，裂缝仅仅是单砖裂缝第二阶段：若不继续加载裂缝也会缓慢发展第三阶段：荷载增多不多，裂缝也会迅速发展（分裂成若干独立小柱，导致整体破坏）第一阶段：单块砖中出现细小裂缝第二阶段：多块砖中出现连续裂缝第三阶段：分割成若干独立小柱，最终他们被压碎或失稳破坏。
2.5砖在砌体中的受力状态如何？为什么砖砌体的抗压强度比单块砖的抗压强度低？（1）由于灰缝厚度和密实性不均匀，单块砖在砌体内并非均匀受压，因而砖内将产生弯、剪应力；砌体横向变形时砖和砂浆的交互作用，将使砖内出现附加拉应力；单行地基梁的作用，地基弹性模量越小，砖弯曲变形越大，砖内发生的弯剪应力也越高；竖向灰缝上的应力集中，降低砌体整体性，使竖向灰缝的砖内发生横向拉应力和剪应力集中。
第七章 偏心受力构件承载力的计算西安交通大学土木工程系 杨 政第七章 偏心受力构件承载力的计算结构构件的截面受到轴力N和弯矩M共同作用，只在截 面上产生正应力，可以等效为一个偏心（偏心距 e0=M/N ） 作用的轴力N。
因此，截面上受到轴力和弯矩共同作用的结 构构件称为偏心受力构件。
N NM N(a )N N M(b )N(c )(d )(e )(f)第七章 偏心受力构件承载力的计算显然，轴心受力（ e0=0 ）和受弯（ e0=∞）构件为其特 例。
当轴向力为压力时，称为偏心受压；当轴向力为拉力 时，称为偏心受拉。
偏心受压构件多采用矩形截面，工业建筑中尺寸较大的 预制柱也采用工字形和箱形截面，桥墩、桩及公共建筑中的 柱等多采用圆形截面；而偏心受拉构件多采用矩形截面。
e0=0 轴心受拉 偏心受拉 大偏心 e0=∞ 纯弯 偏心受压 小偏心 e0=0 轴心受压小偏心大偏心第七章 偏心受力构件承载力的计算7.1 偏心受压构件正截面承载力计算7.1.1 偏心受压构件的破坏形态偏心受压构件是工程中使用量最大 的结构构件，其受力性能随偏心距、配 筋率和长细比（ l0/h ）等主要因素而变 化。
与轴心受压构件类似，根据构件的 长细比，偏心受压柱也有长柱和短柱之 分。
此外，其他一些重要因素，例如混 凝土和钢筋材料的种类和强度等级、构 件的截面形状、钢筋的构造、荷载的施 加途径等，都对构件的受力性能和破坏 形态产生影响。
第七章 偏心受力构件承载力的计算受压（小偏心受压）破坏 偏心受压构件破坏类型 受拉（大偏心受压）破坏7.1 偏心受压构件正截面承载力计算第七章 偏心受力构件承载力的计算受压（小偏心受压）破坏 受压应力较大一侧的应变首先达到混凝土的极限压应变 而破坏，同侧的纵向钢筋也受压屈服；而另一侧纵向钢筋可 能受压也可能受拉，如果受压可能达到受压屈服，但如果受 拉，则不可能达到受拉屈服。
构件的承载力主要取决于受压混凝土和受压纵向钢筋。
轴心受压构件承载力计算一、偏心受压构件破坏特征偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M 的共同作用时，等效于承受一个偏心距为e0=M/N的偏心力N的作用，当弯矩M相对较小时，e0就很小，构件接近于轴心受压，相反当N相对较小时，e0就很大，构件接近于受弯，因此，随着e0 的改变，偏心受压构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。
按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。
1.受拉破坏当轴向压力偏心距e0 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。
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（图4.3.1）。
此时，受压钢筋一般也能屈服。
由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距e0 较大发生，故习惯上也称为大偏心受压破坏。
受拉破坏有明显预兆，属于延性破坏。
2.受压破坏当构件的轴向压力的偏心距e0 较小，或偏心距e0 虽然较大但配置的受拉钢筋过多时，就发生这种类型的破坏。
加荷后整个截面全部受压或大部份受压，靠近轴向压力一侧的混凝土压应力较高，远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。
随着荷载逐渐增加，靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝，进而混凝土达到极限应变εcu 被压碎，受压钢筋的应力也达到f y′，远离一侧的钢筋可能受压，也可能受拉，但因本身截面应力太小，或因配筋过多，都达不到屈服强度（图4.3.2）。
由于受压破坏通常在轴向压力偏心距e0 较小时发生，故习惯上也称为小偏心受压破坏。
受压破坏无明显预兆，属脆性破坏。
3.受拉破坏与受压破坏的界限综上可知，受拉破坏和受压破坏都属于材料破坏”。
4.2 轴心受压构件承载力计算一、偏心受压构件破坏特征偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M的共同作用时，等效于承受一个偏心距为e=M/N的偏心力N的作用，当弯矩M相对较小时，e0就很小，构件接近于轴心受压，0相反当N相对较小时，e0就很大，构件接近于受弯，因此，随着e0的改变，偏心受压构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。
按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。
1.受拉破坏当轴向压力偏心距e0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。
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（图4.3.1）。
此时，受压钢筋一般也能屈服。
由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距e0较大发生，故习惯上也称为大偏心受压破坏。
受拉破坏有明显预兆，属于延性破坏。
2.受压破坏当构件的轴向压力的偏心距e0较小，或偏心距e0虽然较大但配置的受拉钢筋过多时，就发生这种类型的破坏。
加荷后整个截面全部受压或大部份受压，靠近轴向压力一侧的混凝土压应力较高，远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。
随着荷载逐渐增加，靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝，进而混凝土达到极限应变εcu被压碎，受压钢筋的应力也达到f y′，远离一侧的钢筋可能受压，也可能受拉，但因本身截面应力太小，或因配筋过多，都达不到屈服强度（图4.3.2）。
由于受压破坏通常在轴向压力偏心距e0较小时发生，故习惯上也称为小偏心受压破坏。
受压破坏无明显预兆，属脆性破坏。
3.受拉破坏与受压破坏的界限综上可知，受拉破坏和受压破坏都属于“材料破坏”。
其相同之处是，截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到极限压应变而被压碎。
不同之处在于截面破坏的起因不同，即截面受拉部分和受压部分谁先发生破坏，前者是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压碎，后者是受压部分先发生破坏。
受拉破坏与受弯构件正截面适筋破坏类似，而受压破坏类似于受弯构件正截面的超筋破坏，故受拉破坏与受压破坏也用界限相对受压区高度作为界限，即：≤属大偏心受压破坏；＞为小偏心受压破坏。
其中按表3.2.2采用。
二、偏心距增大系数η在偏心力作用下，钢筋混凝土受压构件将产生纵向弯曲变形，即会产生侧向挠度，从而导致截面的初始偏心矩增大（图4.3.3）。
如1/2柱高处的初始偏心距将由增大为＋f，截面最大弯矩也将由Ｎ增大为Ｎ（＋f）。
f随着荷载的增大而不断加大，因而弯矩的增长也就越来越快，结果致使柱的承载力降低。
这种偏心受压构件截面内的弯矩受轴向力和侧向挠度变化影响的现象称为“压弯效应”，截面弯矩中的N e i称为一阶弯矩，将N·f称为二阶弯矩或附加弯矩。
引入偏心距增大系数η，相当于用ηe i代替＋f。
钢筋混凝土偏心受压构件按其长细比不同分为短柱、长柱和细长柱，其偏心距增大系数η分别按下述方法确定：（1）对短柱（矩形截面≤5），可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响，取η＝1.0。
（2）对长柱（矩形截面5＜≤30），偏心距增大系数按下式计算：η=1+（）2ζ1ζ2(4.3.1)ζ1=(4.3.2)ζ2=1.15－0.01(4.3.3)式中l0—构件的计算长度；h—矩形截面的高度；h—截面的有效高度；ζ1——偏心受压构件的截面曲率修正系数，当ζ1＞1.0时，取ζ1=1.0；ζ2——构件长细比对截面曲率的影响系数，当l0/h＜15时，取ζ2=1.0；A—构件的截面面积。
（3）对细长柱（＞30），应按专门方法确定。
三、对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算1.基本公式及适用条件（1）基本假定偏心受压构件正截面承载力计算也可仿照受弯构件正截面承载力计算作如下基本假定：1）截面应变符合平面假定；2）不考虑混凝土的受拉作用；3）受压区混凝土采用等效矩形应力图，其强度取等于混凝土轴心抗压强度设计值f c 乘以系数α1，矩形应力图形的受压区高度，为由平截面假定确定的中性轴高度，、仍按表3.2.1取用；4）考虑到实际工程中由于施工的误差、混凝土质量的不均匀性以及荷载实际作用位置的偏差等原因，都会造成轴向压力在偏心方向产生附加偏心距e 0，因此在偏心受压构件的正截面承载力计算中应考虑e a 的影响，e a 应取20mm 和偏心方向截面尺寸h 的1/30中的较大值，即e a =max (h /30，20 mm ) 。
（2）大偏心受压（ξ≤ξb ） 1）基本公式矩形截面大偏心受压构件破坏时的应力分布如图4.3.4a 所示。
为简化计算，将其简化为图4.3.4b 所示的等效矩形图。
由静力平衡条件可得出大偏心受压的基本公式：N =α1f y b + f y ′A s ′－f y A s (4.3.4)Ne=α1f c bx(h s -)+A s ′f y ′(h 0-a s ′) (4.3.5)将对称配筋条件A s =A s ′，f y = f y ′代入式（4.3.4）得N =α1f c bx (4.3.6)式中N —轴向压力设计值；x —混凝土受压区高度；e —轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点之间的距离；2i s h e e a η⎛⎫=+- ⎪⎝⎭(4.3.7)0i a e e e =+（4.3.8）η—偏心距增大系数；i e —初始偏心距；e—轴向压力N对截面重心的偏心距，e0=。
由式（4.3.5）可得对称配筋时纵向钢筋截面面积计算公式：A s ˊ= As==（4.3.9）2）基本公式适用条件①为了保证构件在破坏时，受拉钢筋应力能达到抗拉强度设计值f y，必须满足：ξ=≤ξb（4.3.10）②为了保证构件在破坏时，受压钢筋应力能达到抗压强度设计值f y′，必须满足：x≥2as′(4.3.11)当x＜2a s′时，表示受压钢筋的应力可能达不到f y′，此时，近似取x=2a s′，构件正截面承载力按下式计算：Ne′=fy As(h0－a s′)(4.3.12)相应地，对称配筋时纵向钢筋截面面积计算公式为Asˊ= A s=(4.3.13)式中e′—轴向压力作用点至纵向受压钢筋合力点之间的距离：e′=ηei-+ a s′(4.3.14)（3）小偏心受压（ξ＞ξb）：矩形截面小偏心受压的基本公式可按大偏心受压的方法建立。
但应注意，小偏心受压构件在破坏时，远离纵向力一侧的钢筋未达到屈服，其应力用来表示，＜或＜。
根据如图4.3.5所示等效矩形图，由静力平衡条件可得出小偏心受压构件承载力计算基本公式为：N =α1fcbx+fy′A s′-σs A s(4.3.15)Ne =α1fcbx（h-）+f y′A s′(h0-a s′)(4.3.16)式中σs—距轴向力较远一侧钢筋中的应力（以拉为正）：σs=（ξ－）(4.3.17)—系数，按表3.2.1取用。
其余符号意义同前。
解式（4.3.15）~式（4.3.17）得对称配筋时纵向钢筋截面面积计算公式为Aˊ= A s ==s（4.3.18）其中ξ可近似按下式计算：ξ=(4.3.19)2.计算方法对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算有两类问题：截面设计和截面复核。
这里仅介绍截面设计的方法。
已知：构件截面尺寸b、h，计算长度，材料强度，弯矩设计值M，轴向压力设计值N。
求：纵向钢筋截面面积计算步骤见图4.3.6所示。
需要注意的是，轴向压力N较大且弯矩平面内的偏心距e i较小时，若垂直于弯矩平面的长细比l0/b较大时，则有可能由垂直于弯矩作用平面的轴向压力起控制作用。
因此，偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的受压承载力外，还应验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力。
垂直于弯矩作用平面的受压承载力按轴心受压构件计算，此时，式（4.2.2）中的应以+代替。
【例4.3.1】某偏心受压柱，截面尺寸b×h=300×400 mm，采用C20混凝土，HRB335级钢筋，柱子计算长度l0=3000 mm，承受弯矩设计值M=150kN.m，轴向压力设计值N=260kN，a=a sˊ=40mm，采用对称配筋。
求纵向受力钢筋的截面面积A s=A sˊ。
s【解】f c=9.6N/mm2,=1.0, f y=f yˊ=300N/mm2，ξ b=0.55（1）求初始偏心距e ie=M/N=150×106/260×103=577mme=ma x（20mm，h/30）= ma x（20mm，400mm/30）=20mmae=e0+e a = (577+20)mm=597mmi（2）求偏心距增大系数=3000/400=7.5＞5，应按式（4.3.1）计算。
=取ξ1=1.0==1.075>1 取ξ2=1.0= ×1.0×1.0=1.024（3）判断大小偏心受压=mm=90.3mm<ξb h=0.55×（400-40）mm=198mm为大偏心受压。
（4）求A s=A sˊe==(1.024+400/2-40)mm=771mm ,=90.3mm >2a sˊ=80mm，则有Asˊ=A s ==mm2=1235mm2（5）验算配筋率As=A sˊ=1235mm2> 0.2%bh=02% ×300×400mm2=240mm2，故配筋满足要求。
（6）验算垂直弯矩作用平面的承载力l/ b=3000/300=10＞8==0.992Nu= 0.9φ［f c A + f yˊ（A s +A sˊ）］= 0.9×0.992［9.6×300×400+300（1235+1235）］N==1690070N＞N= 260 kN故垂直弯矩作用平面的承载力满足要求。
每侧纵向钢筋选配420（A s=A sˊ=1256mm2），箍筋选用Φ8@250，如图4.3.7所示。
360【例4.3.2】某矩形截面偏心受压柱，截面尺寸b×h=300mm×500mm，柱计算长度l0=2500mm，混凝土强度等级为C25，纵向钢筋采用HRB335级，a s=a s′=40mm，承受轴向力设计值N=1600kN，弯矩设计值M=180kN·m，采用对称配筋，求纵向钢筋面积A s，A s′。
【解】f c=11.9N/mm2，f y==300N/mm2,=0.55,=1.0,=0.8（1）求初始偏心距e ie==mm=112.5mmea=（20mm，）= max (20mm,mm)=20mmei=e s+e a=(112.5+20)mm=132.5mm（2）求偏心距增大系数ηl/h==5≤5，故η=1.0（3）判别大小偏心受压hs=h-40=(500-40)mm=460mmx==mm=448.2 mm＞ξb hb=0.55×460mm=253 mm因此该构件属于小偏心受压构件（4）重新计算xe=ηe+-a s =1.0×132.5+-40=342.5mmiξ===0.652=0.652×460mm=299.9mm（5）求纵向钢筋截面面积A s、A s′A=A s ′=s==1375mm2（6）验算垂直于弯矩作用平面的承载力l/b=2500/300=8.33＞8==0.999N=0.9[（A s+A s′）f y′+Af c]u=0.9×0.999[（1375+1375）×300+300×500×11.9]N =2346651N＞N=1600kN故垂直于弯矩作用平面的承载力满足要求.每侧各配222（As=A s′=1520mm2）,如图4.3.8所示。
