2 掌握对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面

实验三矩形截面对称配筋偏心受压柱正截面强度试验姓名班级学号组别组员：试验日期报告日期一、试验名称矩形截面对称配筋偏心受压柱破坏二、试验目的和内容1、通过柱侧面的应变片和纵向钢筋上的应变片，测定截面不同纤维层的应变值，验证平截面假定，并测定混凝土的极限压应变。

2、通过位移计量测柱子的水平挠度，说明纵向弯曲对偏心受压中长柱的影响。

3、观察大偏心受压截面的破坏特性，记录破坏荷载。

4、测定开裂荷载及0.3mm裂缝荷载。

三、试验柱概况（列表）柱编号截面尺寸（b×h）mm×mm受拉钢筋配置保护层厚mm荷载偏心距emm1 150×200 HRB335 14mm×2 20 185四、材料强度指标混凝土：设计强度等级C30 试验实测值f c s= 14.3 N/mm2E c= 3.0Ｘ106N/mm2钢筋：试验实测值：HPB235，f y s= 215 N/mm2E s= 2.05Ｘ106 N/mm2HRB335，f y s= 300 N/mm2E s=2.05Ｘ106 N/mm2五、试验数据记录1、百分表记录表（表1）2、电阻变仪记录表（表2、表3）3、观察裂缝的出现和发展，记录第二裂缝图形，记录破坏时受荷载值六、试验结果分析1、试验情况概述从0开始加载，40kN时挠度发展加快，加载到80kN时开始出现明显裂缝，挠度发展较为明显，肉眼可见明显弯曲，继续加载裂缝不断发展，出现更多可见裂缝2、7应变片的数据变化可以看出中和轴向受压区移动。

临近破坏时受压区混凝土压碎，不能继续加载。

2、试验柱荷载——挠度曲线3、绘制截面应变（平均应变）图基本符合平截面假定，受拉区在开裂后应变分布较为不均匀。

应变到达0.003左右时混凝土压酥，极限压应变约为0.0033、验算试件截面承载力：根据际材料强度，按教材中公式计算截面承载力N值，确定uN= 174kN （理论计算时可扣除为粘贴电阻片而预留的混凝土孔u筒的面积）并与实测N u s= 245kN 比较。

对称配筋矩形截面偏心受压构件的截面承载力计算一、大、小偏心受压构件的判别将s s A A '=、y y f f '=代入大偏心受压构件基本公式(5-8)中，可得ξγ0c c d bh f bx f N ==c d bh f N γξ= (5-25) 当b ξξ≤时，为大偏心受压构件；当b ξξ>时，为小偏心受压构件。

二、截面设计1．大偏心受压构件（1）计算相对受压区高度ξ，先假定为大偏心受压： 0c d bh f Nγξ= ＜b ξ故构件为大偏心受压。

（2）计算受压区高度x ：0h x ξ=且＞a '2，（3）配筋计算：当0b 2h x a ξ<≤'时： )-()2(0y c d s s a h f xh bx f Ne A A '--='=γ （5-26） （4）当a x '<2时：()a h f e N A A '-''='=0y d s s γ(5-27)2．小偏心受压构件（1）计算相对受压区高度ξ，先假定为大偏心受压： 0c d bh f Nγξ= >b ξ故构件为小偏心受压。

重新计算ξ：()()bc 0b 20c d 0c bd 8.045.0ξξγξγξ++'----=bhf a h bh f Ne bh f N （2）计算配筋()()a h f bh f Ne A A '-'--='=0y 20c d s s 5.01ξξγ（3）选配钢筋：s A 及s A '均应满足最小配筋率及构造要求。

三、截面复核对称配筋偏心受压构件的截面承载力复核，可按不对称偏心受压构件的方法和步骤进行计算，只是此时取s y s y A f A f ''=。

混凝土结构设计原理复习要点第一章钢筋与混凝土材料物理力学性能1 .钢筋的种类、级别及其主要的力学性能记识：(1)钢筋的种类、级别；(2)有明显屈服点钢筋的应力应变曲线；没有明显屈服点钢筋的应力应变曲线；(3)钢筋设计强度的取值依据，没有明显屈服点钢筋的条件屈服强度；(4)冷加工钢筋的性能；(5)混凝土结构对钢筋性能的要求；(6)有明显屈服点钢筋4=G M(I-2.05),没有明显屈服点钢筋九=b∕”"(1-2.()b),保证率为97.73%02 .混凝土的强度及变形记识：(1)混凝土立方体抗压强度的标准试验方法，混凝土强度等级，轴心抗压强度和轴心抗拉强度。

普通混凝土：∕cw-0.76f.Um，∕t7,,-0.88XO.76∕ru,,,=0.67f eum；《混凝土结构设计规范》：心二0.88印2人成，保证率为95虬0∙88是实际构件与实验室条件下试件的差异系数，匕=0.76是轴心抗压强度与立方体抗压强度的系数，的高强混凝土脆性折减系数。

普通混凝土：加=0∙395£鬻，(九二0.26,∕cm=0.88X0.26∕c^=0.23∕c^)o《混凝土结构设计规范》：力广0.88月X0∙395/裁5(「I.645b)0R保证率为95机(2)复合应力状态下混凝土强度产生变化的概念；(3)单轴受压时混凝土的应力应变曲线(右、英.)；(4)混凝土弹性模量的定义；(5)混凝土徐变和收缩的定义及其对结构的影响。

领会：(1)从钢筋与混凝土的力学性能来理解钢筋混凝土是一种非弹性、非匀质的结构材料；(2)对单轴受压时混凝土的应力应变关系曲线有一定的认识和理解。

3 .钢筋与混凝土的粘结识记：(1)粘结的定义，光圆钢筋与变形钢筋粘结力的组成；(2)保证可靠粘结的主要构造措施。

第二章混凝土结构设计方法1 .作用效应S与结构抗力R识记：(1)作用效应S与结构抗力A,作用效应与结构抗力的不确定性；（2）直接作用（又称荷载）、间接作用、偶然作用。

矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算一、基本公式1． 计算图式2． 基本公式由0=∑x N 得：)](11[g g g gsa cb u j A A R bx R N N σγγγ-''+=≤ 由0=∑gA M 得：)](1)2(1[00g g g sa cb u j a h A R x h bx R M e N '-''+-=≤γγγ由0=∑'gA M 得：)](1)2(1[0g g g sg a c b u j a h A a x bx R M e N '-+'--=≤'σγγγ 混凝土受压区高度由下式确定：e A R e A xh e bx R g gg g a '''-=+-σ)2(0（对偏心作用力点取矩） e e '、－分别为偏心压力j N 作用点至钢筋g A 合力作用点和钢筋g A '合力作用点的距离，按下式计算：η=e g a h e -+20；η='e g a h e '+-203．公式的注意事项（1）钢筋g A 的应力g σ取值当jg h x ξξ≤=0时，构件属于大偏心受压构件，这时取g g R =σ（受拉钢筋屈服）；当jg h x ξξ>=0时，构件属于小偏心受压构件，这时g σ按下式计算，但不大于g R 值：)19.0(003.0-=ξσg g E ，式中g E 为受拉钢筋的弹性模量。

（2）为保证构件破坏时，大偏心受压构件截面上的受压钢筋能达到抗压设计强度gR '，必须满足g a x '≥2，否则受压钢筋的应力可能达不到g R '。

与双筋截面受弯构件类似，这时可近似取g a x '=2，由截面受力平衡条件（0=∑'g A M ）可得：)(0gg g s bu j a h A R M e N '-=≤'γγ 上式计算的正截面承载力u M 比不考虑受压钢筋gA '更小时，计算中不考虑受压钢筋g A '的影响。

矩形截面偏心受压柱对称配筋正截面承载力计算假设柱子的截面尺寸为b（宽度）和h（高度），偏心距离为e。

柱子由主筋和剪力筋组成。

主筋相互平行于柱子的宽度方向，剪力筋相互平行于柱子的高度方向。

为了计算柱子的正截面承载力，需要计算纵向钢筋的抗拉承载力和混凝土的抗压承载力。

钢筋的抗拉承载力由其面积和抗拉强度确定，而混凝土的抗压承载力由其抗压强度和有效高度确定。

首先，计算纵向钢筋的抗拉承载力。

假设每根主筋的面积为As，每根剪力筋的面积为As'，主筋的抗拉强度为fy，剪力筋的抗拉强度为fys。

则纵向钢筋的总抗拉承载力为：N = As * fy + As' * fys接下来，计算混凝土的抗压承载力。

假设混凝土的抗压强度为fc，柱子的有效高度为hc（取h - d，其中d为纵向钢筋的直径）。

则混凝土的抗压承载力为：P = fc * b * hc最后，计算柱子的正截面承载力。

为了确保柱子在受压状态下不产生破坏，需要满足以下不等式条件：N / P <= ρ * fy / fc其中，ρ为钢筋配筋率，由纵向钢筋的总面积As和柱子截面的面积Ac计算得出：ρ=As/Ac如果满足以上条件，则正截面承载力为：Pc=N如果不满足以上条件，则正截面承载力为：Pc = ρ * fc * b * hc通过以上步骤，可以计算矩形截面偏心受压柱的正截面承载力。

在实际设计中，还需要考虑其他因素，如柱子的稳定性和构造形式等。

因此，以上计算结果只是起到初步参考的作用，具体设计需要进一步细化和验证。

对称配筋矩形截面偏心受压构件大小偏心受压的界限
随着建筑结构设计的不断发展，对称配筋矩形截面偏心受压构件在工程实践中得到广泛应用。

然而，在设计过程中，我们需要关注偏心受压构件大小偏心受压的界限问题。

本文旨在探讨该问题，并提供一些相关的建议。

首先，我们需要明确什么是偏心受压构件。

偏心受压构件是指受压构件在其截面上由于作用力的偏心而引起的弯曲。

而大小偏心受压是指构件截面上作用力的偏心距超过了构件宽度的一半。

对于这种情况，我们需要关注其极限承载力和变形性能。

在设计过程中，我们应该遵循以下原则。

首先，构件的截面应具有足够的刚度，以保证其抵抗弯曲的能力。

其次，要考虑构件的抗剪承载能力，以确保不会出现剪力破坏。

此外，还要保证构件的延性，以防止脆性破坏。

对于偏心受压构件大小偏心受压的界限，一般可以通过计算确定。

在计算过程中，我们需要考虑构件的截面性质、材料特性、偏心距等因素。

通过适当的截面配筋和调整偏心距，可以使构件在偏心受压作用下达到较好的承载能力和延性。

此外，还需要注意的是，在实际工程中，我们应该遵循相关的设计规范和标准，以确保设计的安全性和可靠性。

同时，还要进行合理的施工措施和质量控制，以保证构件的实际性能与设计要求相一致。

总之，对称配筋矩形截面偏心受压构件的大小偏心受压界限是设计过程中需要关注的重要问题。

通过合理的设计和施工措施，我们可以确保构件具有足够的承载能力和良好的变形性能。

同时，我们也需要遵循相关的设计规范和标准，以确保工程的安全性和可靠性。

矩形截面偏心受压构件对称配筋设计判别大小偏心时分歧的探讨研究谢立安【摘要】针对当前矩形截面偏心受压构件对称配筋设计时,对于如何判断大小偏心两种方法中出现的分歧,运用具体算例、判别条件的数值解法和判别条件的图解法进行了较为详细的分析研究.结果表明,按照ei和0.3ho间的关系来判别大小偏心时,必须附加截面相对受压区高度ξ和界限受压区高度ξb间的关系,否则就可能会出现误判,且这种误判主要集中于荷载较小时的情况;而按照直接用截面相对受压区高度ξ和界限受压区高度蠡b间的关系判别大小偏心时,却不会出现误判.因此实际矩形截面偏心受压构件对称配筋设计时,可直接用截面相对受压区高度ξ和界限受压区高度ξb间的关系判别大小偏心.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】4页(P62-65)【关键词】矩形截面;偏心受压;对称配筋;大小偏心【作者】谢立安【作者单位】山西省交通科学研究院桥梁工程防灾减灾山西省重点实验室黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】U441当前，矩形截面偏心受压构件对称配筋设计时，对于如何判断大小偏心，主要有以下两种方法：a）当 ei＞0.3h0且ξ≤ξb时为大偏心受压；当ei≤0.3h0，或 ei＞0.3h0 且ξ＞ξb 时为小偏心受压[1]。

b）当ξ≤ξb时为大偏心受压；当ξ＞ξb时为小偏心受压[2]。

仔细分析上述两种方法后，发现当ei＞0.3h0时，两种方法判别结果相同，但当ei≤0.3h0时，两种方法判别结果将存在分歧，表现在当ei≤0.3h0且ξ≤ξb时，第1种方法判别结果为小偏心受压，而第2种方法判别结果为大偏心受压，因此两种方法间存在的分歧可能会导致完全不同的计算结果。

下面运用算例、判别条件的数值解法和判别条件的图解法来说明两种方法间的差别和适用性。

1 算例例题：某矩形钢筋混凝土偏心受压构件，截面尺寸为b×h=400 mm×600 mm，混凝土强度等级为C30 混凝土（fc=14.3 N/mm2，α1=1.0，β1=0.8），纵向钢筋为 HRB400 级钢筋（fy=f′y=360 N/mm2,ξb=0.518），纵向钢筋至截面近边缘距离为as=a′s=40 mm，截面有效高度h0=560 mm，控制截面上轴向压力设计值 N=1 500 kN，对应的弯矩设计值M=60 kN·m（已考虑二阶效应）。

中央广播电视大学建筑施工与管理专业(专科)建筑结构课程考核说明一、课程的性质与任务《建筑结构》是中央广播电视大学建筑施工与管理专业的统设必修，是该专业的专业基础课。

它的主要任务是研究建筑工程最常见的钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构的基本概念、基本理论和构造要求。

通过本课程的学习应达到的基本要求是：1.掌握一般工业与民用建筑结构的基本理论和专业知识；具有正确理解结构施工图的能力。

2.具有一般结构构件分析和验算的能力。

能分析和处理施工及使用中出现的一般性结构问题。

３.具有为今后继续学习、适应科学技术发展的理论基础。

二、关于课程考核的有关说明1．考核对象中央广播电视大学建筑施工与管理专业开放教育试点的学生。

2．考核方式本课程采用形成性考核与终结性考核（期末考试）相结合的方式。

总成绩为100分，及格为60分。

形成性考核占总成绩的20%；期末考试占总成绩的80%。

中央电大统一组织编写形成性考核册。

形成性考核册由4次形成性考核组成。

形成性考核以完成形成性考核册为主，由辅导老师按完成的质量评分，每次形成性考核以百分计。

学员形成性考核完成情况由中央电大和省电大分阶段检查。

期末考试由中央电大统一命题，统一组织考试。

3．命题依据本考核说明是依据是2005年5月审定的《中央广播电视大学建筑施工与管理专业建筑力学课程教学大纲》编写。

本课程所采用的文字教材为罗尧治主编、中央广播电视大学出版社出版的《建筑结构》教材。

本考核说明及本课程所采用的文字教材是课程命题的依据。

4．考试要求本课程考试重点是考核学员对建筑结构的基本概念，基本理论、构造作法和结构基本分析方法的掌握情况。

本考核说明对各章内容规定了考核知识点和考核要求，考试按了解、理解和掌握三个层次提出学生应达到的考核标准。

了解是最低层次的要求，凡是属于了解的内容，要求对它们的概念，理论及计算方法有基本的认识。

理解是较高层次的要求，凡是属于理解的内容，要求对它们的内涵、原理及应用条件有一定的认识，能运用这一部分内容进行正确的判断和说明。

矩形截面偏心受压构件正截面的承载力计算一、矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载力计算公式 （一）大偏心受压构件正截面受压承载力计算（1）计算公式由力的平衡条件及各力对受拉钢筋合力点取矩的力矩平衡条件，可以得到下面两个基本计算公式：s y s y c A f A f bx f N -+=''1α （7-23）()'0''012a h A f x h bx f Ne s y c -+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α （7-24）式中： N —轴向力设计值；α1 —混凝土强度调整系数；e —轴向力作用点至受拉钢筋A S 合力点之间的距离；a he e i -+=2η （7-25） a i e e e +=0 （7-26）η—考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数，按式（7-22）计算；e i —初始偏心距；e 0 —轴向力对截面重心的偏心距，e 0 =M/N ；e a —附加偏心距，其值取偏心方向截面尺寸的1/30和20㎜中的较大者； x —受压区计算高度。

（2）适用条件1) 为了保证构件破坏时受拉区钢筋应力先达到屈服强度，要求b x x ≤ (7-27)式中 x b — 界限破坏时，受压区计算高度，o b b h x ξ= ，ξb 的计算见与受弯构件相同。

2) 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：'2a x ≥ (7-28) 式中 a ′ — 纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。

（二）小偏心受压构件正截面受压承载力计算（1）计算公式根据力的平衡条件及力矩平衡条件可得s s s y c A A f bx f N σα-+=''1 （7-29）⎪⎭⎫ ⎝⎛'-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=s s y c a h A f x h bx f Ne 0''012α （7-30） ()'0''1'2s s s s c a h A a x bx f Ne -+⎪⎭⎫⎝⎛-=σα （7-31）式中 x — 受压区计算高度，当x ＞h ，在计算时，取x ＝h ；σs — 钢筋As 的应力值，可根据截面应变保持平面的假定计算，亦可近似取：y b s f 11βξβξσ--=(7-32)要求满足：y s y f f ≤≤σ'x b — 界限破坏时受压区计算高度，0h x b b ξ=；b ξξ、 — 分别为相对受压区计算高度 x/h 0和相对界限受压区计算高度x b /h 0 ；'e e 、′— 分别为轴向力作用点至受拉钢筋A s 合力点和受压钢筋A s ′合力点之间的距离 a he e i -+=2η (7-33) ''2a e he i --=η (7-34) （2）对于小偏心受压构件当bh f N c >时，除按上述式（7-30）和式（7-31）或式（7-32）计算外，还应满足下列条件：()()s s y c a a h A f h h bh f e e a h N -+⎪⎭⎫⎝⎛-≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡---'0''00'22 (7-35 )式中 '0h — 钢筋's A 合力点至离纵向较远一侧边缘的距离，即s a h h -='0。

《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。