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第七章：钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算

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2023年第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案

2023年第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案

第四版混凝土构造设计原理试题库及其参照答案一、判断题（请在你认为对旳陈说旳各题干后旳括号内打“√”，否则打“×”。

每题1分。

）第1章钢筋和混凝土旳力学性能1．混凝土立方体试块旳尺寸越大，强度越高。

（）2．混凝土在三向压力作用下旳强度可以提高。

（）3．一般热轧钢筋受压时旳屈服强度与受拉时基本相似。

（）4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。

（）5．冷拉钢筋不适宜用作受压钢筋。

（）6．C20表达f cu=20N/mm。

（）7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展旳成果。

（）8．混凝土抗拉强度伴随混凝土强度等级提高而增大。

（）9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力旳增大而增大。

（）10．混凝土受拉时旳弹性模量与受压时相似。

（）11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。

（）12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（）13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。

（）第1章钢筋和混凝土旳力学性能判断题答案1. 错；对；对；错；对；2. 错；对；对；错；对；对;对；对；第3章 轴心受力构件承载力1． 轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。

（ ）2． 轴心受压构件中旳箍筋应作成封闭式旳。

（ ）3． 实际工程中没有真正旳轴心受压构件。

（ ）4． 轴心受压构件旳长细比越大，稳定系数值越高。

（ ）5． 轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋轻易压曲，因此钢筋旳抗压强度设计值最大取为2/400mm N 。

（ ） 6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件旳承载力，又能提高柱旳稳定性。

（ ）第3章 轴心受力构件承载力判断题答案1． 错；对；对；错；错；错；第4章 受弯构件正截面承载力1． 混凝土保护层厚度越大越好。

（ ）2． 对于'f h x ≤旳T 形截面梁，由于其正截面受弯承载力相称于宽度为'f b 旳矩形截面梁，因此其配筋率应按0'h b A f s=ρ来计算。

钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算.pptx

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Nu A(N0，0)
B(Nb，Mb)
⑸如截面尺寸和材料强度保持
不变，Nu-Mu相关曲线随配 筋率的增加而向外侧增大。
C(0，M0) Mu
第16页/共43页
混凝土结构设计原理
第 7章
§7.4 偏心受压构件的破坏特征
N M=N e0
e0 N
As
As? = As
As?
压弯构件
偏心受压构
件 偏心距e0=0时，轴心受压构件
…7-2
ei e0 ea
…7-3
第4页/共43页
混凝土结构设计原理
第 7章
3 偏心距增大系数
二阶效应——轴力在结构变形和位移时产生的附加内力。
无侧移
有侧移
第5页/共43页
混凝土结构设计原理
第 7章
y px y f ?sin le
f
ei N
le
xN ei
◆ 由于侧向挠曲变形，轴向力将 N ei 产生二阶效应，引起附加弯矩。
h / 2)
f
' y
As
(h0'
as )
…7-23
As
Ne'
1 fcbh(h0 0.5h)
f
' y
(h0'
as
)
式中：
e' h / 2 as' ei
ei e0 ea
此时不考虑，ei中扣除ea。
…7-24
第29页/共43页
混凝土结构设计原理
第 7章
❖矩形截面 对称 配筋偏心受压构件正截面承载力
N
◆在未达到截面承载力极限状态 之前，侧向挠度 f 已呈不稳定
N0
发展 即柱的轴向荷载最大值发生在
偏心受压构件的正截面承载力计算

偏心受压构件的正截面承载力计算

求： A s (两个方程两个未知数) 解：（1）由(7-5)可求受压区高度x
xhoho 22[0Ndesffcsd 'db A s'(hoas')]
➢当 2as x时bh，0
As fcdbxffs'dsdAs' 0Nd
➢当 x ，b h且0
时x ， 2 a s
令 x ,2则a可s 求得
As
0 Nd es
偏压构件是同时受到轴向压力N和弯矩M的作用， 等效于对截面形心的偏心距：e。=M/N的偏心压力的 作用。
图7-1偏心受压构件与压弯构件图
偏心距： 压力N的作用点离构件截面形心的距离e0 压弯构件： 截面上同时承受轴心压力和弯矩的构件。
偏心受压： (压弯构件)
单向偏心受力构件 双向偏心受力构件
大偏心受压构件 小偏心受压构件
fsd (ho as)
2）当 e0 0时.3h0
已知：b hN d M d f c d f s d f s d l 0
求： As 、 As '
注:As不论是拉还是压,均未达屈服强度,可按一则最小配筋 率来进行设计.
解: 令 A sm 'in b h 0 .0 0 2 b h
由式（7-6）和式（7-10），可求得x方程组
由7-10可钢筋应力 s
s cuEs(xh0 1)
由7-4可求得NU
0 N d fc d b x fs dA s sA s
2.当 h时/ h，0 取 代x入7h-10得钢筋应力
承载力NU１
近偏心则破坏
再由 7s -4求得截面
由公式7-13求截面承载力NU2 远偏心则破坏
0 N d e s f c d b h ( h 0 h /2 ) f s d A s ( h 0 a s )
7.偏心受压构件的截面承载力计算20191120精品文档

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梁。
s As
f y'As'
◆受压破坏特征：破坏是由于混凝土被压碎而引起的，破坏时
靠近纵向力一侧钢筋达到屈服强度，远侧钢筋可能受拉也可
能受压，受拉时未屈服，受压时可能屈服也可能未屈服。
◆ 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏具有脆性 性质。
ÊÜ À­ Æ »µ ÊÜ Ñ¹ Æ »µ
偏心受压构件的破坏形态展开图
ns11219ei /7h0×(lhc)2近似取 ns11310ei /0h0×(lhc)2
ei e0ea M N2 ea
n
s1130(M N 021ea)/h0
×(lc)2 h
对于“受压破坏”的小偏心受压构件上式显然不适用
在计算破坏曲率时，需引进一个修正系数c，对截面曲率进行修
P—Δ效应
最大一阶和二阶弯矩在柱端且符号相同。 当二阶弯矩不可忽略时，应考虑结构侧移的影响。
N F
N
M0max Mmax
Mmax =Mmax +M0max
7.2.2 矩形截面偏心受压构 件承载力计算公式
一、 区分大小偏心受压破坏的 界限破坏
≤b属于大偏心破坏形态 > b属于小偏心破坏形态
N ( ei+ f )
图示典型偏心受压柱，跨中侧
向挠度为f。因此，对跨中截面， 轴力N的偏心距为ei + f ，即跨 中截面的弯矩为M =N ( ei + f )。
xN ei
（一） P-δ效应
y y f × sin px
le f
ei N
le
在截面和初始偏心距相同的情
N ei
况下，柱的长细比l0/h不同，侧
7.2偏心受压构件正截面承载力计算
偏心受力构件承载力的计算

偏心受力构件承载力的计算

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。

第七章偏心受压构件的正承载力计算-PPT

第七章偏心受压构件的正承载力计算-PPT

xc得关系为x x。c
基本计算公式
受压区混凝土都能达到极限压应变; As’达到抗压强度设计值fsd’ ;
As受拉,也可能受压,大小ss。
es e0 h 2 as
es' e0 h 2 as'
es 、 es' —分别为偏心应力 0 Nd 至钢筋 As 合力点和钢筋 As' 合力作用点的距离；
1 2
ei
N
f
s
t
c
h0
偏心距增大系数
1 f
ei
f
1 1717
l0 2 h0
1 2
1
1 1717ei
l0 2 h0
1
2
h 1.1h0
1 1
1400 ei
l0 h
2
1
2
h0
ei
N
f
s
t
c
h0
根据偏心压杆得极限曲率理论分析,《公路桥规》规定
1 1 1400
e0
(
l0 h
)2
1
2
h0
1
0.2 2.7
as 、 as' —分别为钢筋 As 合力点和钢筋 As' 合力作用点至截面边缘的距离。
基本计算公式
纵轴方向得合力为零
0 Nd
Nu
fcdbx
f
' sd
As'
s s As
对钢筋As合力点得力矩之与等于零
0 Nd es
Mu
fcd
bx(h0
x 2
)
f
' sd
As'
(h0
as'
)
1
2
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


在此情况下，离轴力较远一侧的钢筋 As必然不屈服，
设计时取
As As
Ne f y (h0 a)
② 截面校核：按式（2）进行。
(4)偏心受拉构件的斜截面承载力计算
轴拉力的存在使斜裂缝贯通全截面，从而不存在剪 压区，降低了斜截面承载力。因此，受拉构件的斜截面 承载力公式是在受弯构件相应公式的基础上减去轴拉力 所降低的抗剪强度部分，即0.2N。
（1） （2）
②截面设计：已知构件尺寸、材料强度等级和内力， 求配筋。在此情况下基本公式中有二个未知数，可直 接求解。
③截面校核：一般已知构件尺寸、配筋、材料强度， 偏心距e0，由式（1）和式（2）都可直接求出N，并 取其较大者。
2）对称配筋
①截面设计：已知构件尺寸、材料强度等级和内力， 求配筋。
f y——纵向钢筋抗拉强度设计值；
N ——轴心受拉承载力设计值。
7.2 偏心受拉构件正截面承载力计算
（1）偏心受拉构件的破坏特征
1）大偏心受拉破坏 当轴力处于纵向钢筋之外时发生此种破坏。破坏时
距纵向拉力近的一侧混凝土开裂，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， 钢筋屈服，而离轴力较远一侧的混凝土被压碎 。
受剪承载力的降低与轴向拉力N近乎成正比。 《规范》对矩形截面偏心受拉构件受剪承载力:
V
1.75
1.0
ftbh0
f yv
Asv s
h0
0.2N
当右边计算值小于
f yv
Asv s
h0 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
f yv
Asv s
h0 。
为防止斜拉破坏，此时的
0.36ftbh0。
钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算

钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算


由式（7-19）得：
As
As'
Ne 1 fcbx(h0 0.5x)
f
' y
(h0
as' )
Ne 1 fcbh2 (1 0.5 )
f
' y
(h0
as' )
…7-34
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混凝土构造设计原理
第7章
❖Ⅰ形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力 概述：
主页
大偏压 ( b ) 小偏压 ( b )
f
' y
(h0
as' )
式中：e ei h / 2 as
…7-26
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混凝土构造设计原理
第7章
小偏压：
1.鉴别式 ： > b 或 ei<0.3h0
或 ei >0.3h0 但 N > fc b bh0
2.计算式
：
s
1 b 1
fy
由式（7-18）有：
N
1 fcbh0
0.5x) 1 fc (bf'
fy (h0 as' )
b)hf'
(h0
0.5hf'
)
…7-38
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混凝土构造设计原理
第7章
2.若x bh0，为小偏压。此时： 若 bh0 x h h f ，则
As
As'
Ne 1
fc (bf'
b)hf'
(h0 0.5hf' ) 1
x
2a
' s
2as' x hf'
钢筋混凝土受拉构件承载力计算—偏心受拉构件正截面承载力计算

钢筋混凝土受拉构件承载力计算—偏心受拉构件正截面承载力计算


这时本题转化为已知As´求As的问题。
（3）求As

= −
+ ′ ′ ( − ′ )

得
× × = . × . × − .
+ × × ( − )
偏心受拉构件正截面受拉承载力计算
− =

×


属于大偏心受拉构件。
（2） 计算As´


= − + = −
+ =


由式（5-6）可得
′

− ² ( − . )
=
′ ( − ′ )
As=1963mm2
,
（1-1）、（1-2）式可得
′

=
=
− ( −. ) ²
′ ( −′ )
+′ ′ +

(5-6)
(5-7)
当采用对称配筋时，求得x为负值，取 = 2′ ，并对As´合力点取矩，计算As 。
偏心受拉构件正截面受拉承载力计算
315×103 ×125−1.0×14.3×1000×1752 ×0.55×(1−0.5×0.55)
=
<0
300×(175−25)
偏心受拉构件正截面受拉承载力计算
取
′ = ′ = . × × = ²
取2
16，
选2
16,A's=402mm2
偏心受拉构件的正截面受力原理及承载能力计算
判别条件：
M h
e
as
N 2
M h
e
as
N 2
钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课

钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课

第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
一、填空题
1、小偏心受压构件的破坏都是由于 混凝土被压碎 而造成的。 2、大偏心受压破坏属于 延性 ，小偏心破坏属 于 脆性 。 3、偏心受压构件在纵向弯曲影响下，其破坏特 征有两种类型，对长细比较小的短柱属于 材料 破坏，对长细比较大的细长柱，属于 失稳 破坏。
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
判断题
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
三、计算题
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力力计算习题课
7、偏心受压构件 轴向压力N
是对抗剪有利。
填空题
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
二、判断题
不大于 0.2%bh 。 1、在偏心受压构件中，As （× ） 2、小偏心受压构件偏心距一定很小。（ ×）
3、在偏心受力构件中，大偏压比小偏压材料受 力更合理。（ √ ）
填空题
第7章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算习题课
4、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010） 将柱端的附加弯矩计算，用 偏心距调节系数 和 弯矩增大系数 来表示。
b 5、大小偏心受压的分界限是 。
6、对于对称配筋的偏心受压构件，在进行截面 设计时， b 和 b 作为判别偏心受压类 型的唯一依据。
第七章偏心受力构件

第七章偏心受力构件

第七章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算
§7.1 概 述
7.1.1 定义 偏心受力构件是指轴向力偏离截面形心或构件
同时受到弯矩和轴向力的共同作用。
N
NM
N
(a)
N
(b)
NM
(c)
N
图7-1
(d)
(e)
(f)
偏心受拉(拉弯构件) 偏心受压(压弯构件)
单向偏心受力构件 双向偏心受力构件
7.1.2. 工程应用
hf 100mm
d 80mm
第
混凝土
七 章
7.2.3 配筋形式
• 纵筋布置于弯矩作用方向两侧面 d12mm 纵筋间距>50mm 中距 350mm
构造给筋212
构造给筋416
h<600 (a)
600h1000 (b)
1000<h1500 (c)
600h1000 (d)
(g)
600h1000 (e)
N2 N2ei
短柱(材料破坏)
B

中长柱(材料破坏)
N1af1 C
细长柱(失稳破坏)
N2af2
E
图7-8 0
D
M
N
f
M = N(ei+f)
侧向挠曲将引起附加弯矩，
M增大较N更快，不成正比。
二阶矩效应
ei+ f = ei(1+ f / ei) = ei
=1 +f / ei
…7－6
––– 偏心距增大系数
构件破坏，As s。
)
(
受 压 破 坏
小 偏 心 受 压 破 坏
第
混凝土
七 章
7.3.2 界限破坏及大小偏心的界限

第7章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算


该方法从属于承载能力极限状态，故在考虑二阶 效应的弹性分析法中，对结构构件应取用与该极限状 态相对应的刚度，即将初始弹性抗弯刚度EcI乘以根据 不同类型构件在承载能力极限状态下的不同刚度折减 水平而确定的折减系数。如梁取0.4，柱取0.6，对剪 力墙及核心筒壁取0.6。
刚度折减系数的确定原则是，使结构在不同的荷 载组合方式下用折减刚度的弹性分析求得的各层间位 移及其沿高度的分布规律与按非线性有限元分析所得 结果相当，因而求得的各构件内力也应接近。 用考虑二阶效应的弹性分析算得的各杆件控制截 面最不利内力可直接用于截面设计，而不需要通过偏 心距增大系数η ei来增大相应截面的初始偏心距ei，但 仍应考虑附加偏心距ea。

ei a f ei
1
af ei
(7-2)
引用偏心距增大系数η的作用是将短柱(η=1)承载力计 算公式中的ei代换为ηei来进行长柱的承载力计算。 根据大量的理论分析及试验研究，《规范》给出偏心 距增大系数η 的计算公式为
（7-3） （7-4）
（7-5）
式中 l0 ——构件的计算长度，见§7.5中的有关规定。对无侧 移结构的偏心受压构可取两端不动支点之间的轴线长度； h——截面高度，对环形截面取外直径d；对圆形截面 取直径d； h0——截面有效高度，对环形截面，取h0=ｒ2＋ｒs 对圆形截面，取h0=ｒ＋ｒs； ；
如图6-9所示，在初始偏心距ei；相同的情况下，随柱 长细比的增大，其承载力依次降低，Ne＜Nc＜Nb。
实际结构中最常见的是长柱，其最终破坏属于材料破 坏，但在计算中应考虑由于构件的侧向挠度而引起的二阶 弯矩的影响。设考虑侧向挠度后的偏心距(af+ei)与初始偏 心距ei比值为η ，称为偏心距增大系数

7-4偏心受拉构件计、构造规定


⑵大偏心受压 大偏心受拉时，可能有下述几种情况发生：
情况1：As’和As均为未知
为节约钢筋，充分发挥受压混凝土的作用。令x=ξbh0。将x代入（7102）式即可求得受压钢筋As’如果As’≥ρ
minbh，说明取 x=ε bh0成立。即 进一步将 x=ξ bh0及As’代人式(7-101)求得As。如果As’＜ρ minbh或为负值则 说明取x=ξ bh0不能成立，此时应根据构造要求选用钢筋As’的直径及根 数。然后按As’为已知的情况2考虑。
N A s f y A s f y 1 f c bx
' '
（7-101）
x ' ' ' Ne 1 f c bx h0 f y A s h0 a s 2


（7-102）
若x＜2as’或为负值，则表明受压钢筋位于混凝土受压区合力作用点的
内侧，破坏时将达不到其屈服强度，即As’的应力为一未知量，此时，
Huaihai Institute of Technology
（3）若x＜2as’，可利用截面上的内外力对As’合力作用点取矩的 平衡条件求得Nu；Nu源自A s f y h0 a s
'


e
'
以上求得的Nu与N比较，即可
判别截面的承载力是否足够。

s
淮海工学院土木工程系 （/jiangong/index.htm）
Huaihai Institute of Technology
2.截面配筋计算 (1)小偏心受拉
当截面尺寸、材料强度、及截面的作用效应M及N为已知时，可直 接由下式求出两侧的受拉钢筋。
N As f y As f y

习题7 偏心受力构件承载力计算

第七章 偏心受力构件承载力计算（一）选择题1．钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是[ ]。

a 、远离纵向力作用一侧的钢筋拉屈，随后另一侧钢筋压屈，混凝土亦压碎；b 、靠近纵向力作用一侧的钢筋拉屈，随后另一侧钢筋压屈，混凝土亦压碎；c 、靠近纵向力作用一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧受拉钢筋拉屈；d 、远离纵向力作用一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧受拉钢筋拉屈。

2．钢筋混凝土偏心受压构件，其大小偏心受压的根本区别是[ ]。

a 、截面破坏时，受拉钢筋是否屈服；b 、截面破坏时，受压钢筋是否屈服；c 、偏心距的大小；d 、受压一侧混凝土是否达到极限压应变值。

3．偏压构件的抗弯承载力[ ]。

a 、随着轴向力的增加而增加；b 、随着轴向力的减少而增加；c 、小偏受压时随着轴向力的增加而增加；d 、大偏受压随着轴向力的增加而增加。

4．一对称配筋的大偏心受压柱，承受的四组内力中，最不利的一组内力为[ ]。

a 、M=500kN ·m N=200KN b 、M=491kN ·m N=304kNc 、M=503kN ·m N=398kNd 、 M=512kN ·m N=506kN5.一小偏心受压柱，可能承受以下四组内力设计值，试确定按哪一组内力计算所得配筋量最大？[ ]a 、M=525 kN ·m N=2050 kNb 、M=525 kN ·m N=3060 kNc 、M=525 kN ·m N=3050 kNd 、 M=525 kN ·m N=3070 kN6．钢筋混凝土矩形截面大偏压构件截面设计当s a 2x '< 时，受拉钢筋的计算截面面积As 的求法是[ ]。

a 、对受压钢筋合力点取矩求得，即按s a 2x '＝计算;b 、按s a 2x '＝计算，再按s A '＝0计算，两者取大值；c 、按0b h x ξ＝计算；d 、按最小配筋率及构造要求确定。

第七章钢筋混凝土偏心受力构件承载力


Nb Nc Ne
Nbei Nc ei Ne ei
B
Nc a f C Ne a f
长柱（材料破坏）
细长柱（失稳破坏）
E D M
O
Nb >Nc >Ne
混凝土结构设计原理
第七章
5、结构侧移和构件挠曲引起的附加内力
二阶效应 偏心受压构件的轴向力在结构发生层间位移和 挠曲变形时会引起附加内力，即二阶效应。
M1
混凝土结构设计原理
第七章
配筋形式
T形、工字形柱
方形柱
矩形柱
混凝土结构设计原理 偏心受力构件分类 轴力特征： 偏心受压构件 偏心受拉构件 受拉破坏 破坏特征： 受压破坏 矩形截面 截面形式： 工字形截面 圆形截面
第七章
截面承载力：
正截面承载力 斜截面承载力
配筋方式：
对称配筋 非对称配筋 单向偏心 双向偏心
M2
M2
b
M1 M1
lc——构件的计算长度，可近似取偏心受压构件相应主 轴方向上下支撑点之间的距离； i——偏心方向的截面回转半径。
混凝土结构设计原理
第七章
C m ns 法
（2）考虑P-δ效应的方法（非排架结构）——
除排架结构柱外，其他偏心受压构件考虑轴向压力在 挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面的弯矩设计值 M为： M C m ns M 2 （7- 5 ）
γ0 N N u γ0 M M u
混凝土结构设计原理
第七章
1、矩形截面偏心受压构件计算
（1）基本计算公式 大偏心受压（
b）
N 1 f c bx f y' As' f y As
（7- 12 ）
x f y(h0 a Ne α1 fc bx(h0 ) As s ) （7- 13 ） 2

(新)第7章：钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算

判别方法 ： 大偏压 ： b 小偏压 ： b 大偏压 ： 小偏压 ：
b的取值与受弯构件相同 。
近似判别方法 ：
ei 0.3h0 ei 0.3h0
2.偏心受压构件正承载力计算
2.2 偏心受压构件正截面承载力计算
矩形截面非对称配筋
大偏压：
X 0，N 1 fcbx f y' As' f y As
由式（7-19）得：
…7-33
2.偏心受压构件正承载力计算
2.1 偏心受压构件的破坏特征
小偏心受压
无法避免，可增加横 向钢筋约束砼，提高 变形能力。 要避免
产生条件： （1）偏心距很小。
（2）偏心距 (e0 / h) 较大，但离力较远一侧的钢筋过多。 破坏特征：靠近纵向力一侧的混凝土首先达到极限压应变而压碎 ，该侧的钢筋达到屈服强度，远离纵向力一侧的钢筋 不论受拉还是受压，一般达不到屈服强度。构件的承 载力取决于受压区混凝土强度和受压钢筋强度。 破坏性质： 脆性破坏。
2.偏心受压构件正承载力计算
2.1 偏心受压构件的破坏特征
大偏心受压
产生条件： 相对偏心距 (e0 / h ) 较大， 且离力较远一侧的钢筋适当。 破坏特征： 部分受拉、部分受压，受拉钢筋应力先达到屈 服强度，随后，混凝土被压碎，受压钢筋达屈 服强度。 构件的承载力取决于受拉钢筋的强度和数量。 破坏性质： 塑性破坏。
c
0.5 f c A 1.0 N
2.偏心受压构件正承载力计算
小偏心受压时的应力可按下式近似计算：
1 s fy b 1
s 0时，As受拉； s 0时，As受压； f y f y ; s f y时，取 s f y。

钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算

钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算首先是弯矩承载力的计算。

偏心受力构件在受力时会产生弯矩，弯矩的计算公式为M=P*e，其中M为弯矩，P为受力的大小，e为受力点离中和轴的偏心距离。

根据受力构件的几何形状和材料特性，可以计算出弯矩的大小。

然后是弯矩承载力的计算。

在计算弯矩承载力时，需考虑到构件的截面尺寸和混凝土的承载能力。

根据混凝土的强度设计理论，可以计算出构件所能承受的最大弯曲矩阻力Mr。

弯矩承载力的计算公式为M<Mr，即弯矩小于最大弯曲矩阻力时，构件能够承受该组合荷载。

对于轴心受压承载力的计算，主要考虑构件在受力时产生的压力和构件的抗压能力。

压力的计算公式为P=N/A，其中P为压力，N为受力大小，A为构件的截面面积。

抗压能力则取决于混凝土的强度和构件的截面形状。

轴心受压承载力的计算公式为P < Pru，即受力小于抗压能力时，构件能够承受该组合荷载。

当同时考虑弯矩承载力和轴心受压承载力时，需要根据构件的实际受力情况，计算出合理的组合荷载，并选择最不利的受力组合进行计算。

通常情况下，受力构件在一侧会产生弯矩和压力，而在另一侧会产生弯矩和拉力。

在进行承载力计算时，还需要考虑构件的受力性质，如它是梁、柱还是悬臂梁等。

不同构件的受力性质会影响其承载力的计算方法。

除了以上两种承载力的计算之外，还需要考虑构件在受力时的变形和破坏形态。

通过合理的结构设计和选择适当的材料，可以保证构件在设计工作条件下具备足够的承载力和安全性。

综上所述，钢筋混凝土偏心受力构件承载力的计算主要包括弯矩承载力和轴心受压承载力两部分。

通过合理的设计和计算，可以保证构件在受力工况下具备足够的承载能力和安全性。

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f
' y
A
' s
M2
N
f y As1
f
' y
A
' s
fy As1 fyAs
M1 fyAs(h0 as，)
2020/6/27
f y As 2
1 fcbx
fy As2 1 fcbx
M2
1
fcbx(h0
x) 2
f y As3
fyAs3 N
校核问题
当截面尺寸、配筋、材料强度等已知时，承载力复核分为两种情况： 1、给定轴力设计值N，求弯矩作用平面的弯矩设计值M 2、给定轴力作用的偏心距e0，求轴力设计值N
第7章
(2)刚度折减的弹性分析法 （美国、加拿大）
从属于承载力极限状态。对结构构件应采取与极 限状态相应的刚度。即对初始弹性抗弯刚度打折。
采用有限元程序进行结构弹性分析，分析过程 中应将构件刚度折减： 梁 为0.4 ；柱为0.6 ； 剪力墙、核心筒壁为0.45
主页 目录 上一章 下一章
按这样求得的内力可直接用于截面设计，ei不需
对称配筋
2020/6/27
大偏心受压对称配筋 小偏心受压对称配筋
混凝土结构设计原理
第7章
7.2.2建筑工程中偏心受压构件承载力计算
❖矩形截面非对称配筋构件正截面承载力
大偏压：
主页 目录
上一章
X 0 ， N 1 fc b x fy 'A s ' fy A s …7-12
M 0 ， N e 1 f c b x ( h 0 x / 2 ) f y 'A s '( h 0 a s ') …7-13
2020/6/27
b
1
fy
cu E s
混凝土结构设计原理
第7章
小偏心受压时的应力可按下式近似计算：
ss
1 b 1
fy
…7-11
主页
ss s ss0时A s受 ，拉 ss0时 ；A s受 ，压； 目 录
f y f y ;s f y 时 ， 当 2 1 - b 取 s f y '。
判别方法 ：
上一章
大偏压 ： b 小偏压 ： b
近似判别方法 ：
b的取值与受弯构件相同 。
大偏压 ： ei 0.3h0 小偏压 ： ei 0.3h0
下一章 帮助
2020/6/27
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偏心受压构件的N-M相关曲线
N
N0
Nus Num
Nusei Numei
Nul Nul ei
受
压
➢掌握偏心受力构件斜截面受剪承载力计算;
主页 目录 上一章 下一章 帮助
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混凝土结构设计原理
§7.1 概 述
第7章
纵向力不与构件轴线重合的受力构件称为偏心受力构件。 主 页
分为：单向偏心受力构件 、双向偏心受力构件
目录
上一章
下一章
受力介于受弯和轴压（轴拉）构件之间。
➢ 此后裂缝迅速开展，受压区高度减小； ➢ 最后，受压侧钢筋A's 受压屈服，压区混凝土压碎
而达到破坏。 ➢ 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特
征与配有受压钢筋的适筋梁相似，属于塑性破坏， 承载力主要取决于受拉侧钢筋。 ➢ 形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受拉 侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为大偏心受压。
受压破坏
小偏心破坏的特征
N
ssAs
f'yA's
⑴ 当相对偏心距e0/h0较小 ⑵ 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
2020/6/27
2020/6/27
小偏心受压破坏特点
➢ 截面受压一侧混凝土和钢筋的受力较大，而另一侧 钢筋的应力较小，可能受拉也可能受压；
➢ 截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏， 受拉侧钢筋未达到屈服；
➢ 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏 时受压区高度较大，破坏突然，属于脆性破坏。
➢ 小偏压构件在设计中应予避免； ➢ 当偏心距较小或受拉钢筋配置过多时易发生小偏压
破坏，因偏心距较小，故通常称为小偏心受压。
大、小偏心破坏的共同点是受压钢筋均可以屈服
大、小偏心破坏的本质界限
界限状态定义为：当受拉钢筋刚好屈服时，受压区混凝土边 缘同时达到极限压应变的状态。 此时的相对受压区高度成为界限相对受压区高度，与适筋梁 和超筋梁的界限情况类似。
(1) 给定轴力求弯矩
大、小偏心的判据
N b1fc b b h 0 fy A s fyA s
2020/6/27
NNe1fc1bNNfcxbx(fNNhy0Abbs 2x小 大 )fyA偏 偏 fsyA心 s心 (h0 as' ) eei 0.5has
大偏心时（N<Nb）
由于给定截面尺寸、配筋和材料 强度均已知，未知数只有x和M
2020/6/27
帮助
偏心受力构件实例
• 偏心受压：框架柱。。。。。（以恒载为主的等跨多 层房屋内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向压 力，可近似按轴心受压构件计算）
• 偏心受拉:
2020/6/27
水池池壁
双肢柱-拉肢
偏心受力构件截面形式
• 偏心受压： • 偏心受拉:
2020/6/27
混凝土结构设计原理
1 b 1
fyss fy
设计
2020/6/27
两个基本方程中有三个未知数，As、A's和，故无唯一解
ei e0b e e 2020/6i/27 0b
大偏心 小偏心
大偏心时基本方程中的未知数为N和x 只要联立解方程即可求解。
小偏心受压不对称配筋
e
ei N
ssAs
f'yA's
基本平衡方程
N1fcbx fyAs ssAs
Ne1fcbx(h0
x) 2
fyAs(h0
as' )
eei 0.5has
ss
fy
长细比l0/h =5~30的长柱 f 与ei相比已不能忽略，即M随N 的增加呈 明显的非线性增长。对于长柱，在设计 中应考虑附加挠度 f 对弯矩增大的影响。
长细比l0/h >30的细长柱 侧向挠度 f 的影响已很大，在未达到截面 承载力之前，侧向挠度 f 已不稳定，最终 发展为失稳破坏。
混凝土结构设计原理
破
坏界
限
Num fm
破
Nul fl
坏
受 拉 破 坏
M0
M
Nu 轴压 N0 A(N0，0)
界限状态
B(Nb，Mb)
e0
纯弯 C(0，M0) Mu
N-M相关曲线反映了在压力和弯矩 共同作用下正截面承载力的规律
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当轴力较小时，M随N的增加 而增加；当轴力较大时，M
随 相N关的曲增线加上而的减任小一；点代表截面 处于正截面承载力极限状态；
梁类似，为使总配筋面积（As+A's）最小，可取x=bh0
AsNeNN1ffyc(ebh0102 h fc1bb af(cxs'1 b) x(fh0y0A.5 s 2xb))fyAf若 则 为syAA取 已s'sA知(<h'0s情0=.00况0.20a计0bs'2h)算bh，然后按A's
As 1fcb0hebfyeifyAh2saN s
CB段为受拉破坏（大偏心） AB段为受压破坏（小偏心）
如截面尺寸和材料强度保持不 变，N-M相关曲线随配筋率
的 改变而形成一族曲线；
对于短柱，加载时N和M呈线 性关系，与N轴夹角为偏心
距
矩形截面正截面受压承载力计算
不对称配筋
大偏心受压不对称配筋 小偏心受压不对称配筋
实际工程中，受压构件常承受变号弯矩作用，所以采用对称配筋 对称配筋不会在施工中产生差错，为方便施工通常采用对称配筋
2020/6/27
短柱－发生剪切破坏
长柱－发生弯曲破坏
N
N0
Nus Num
Nusei Numei
Nul Nul ei
2020/6/27
Num fm Nul fl
M0
M
长细比l0/h≤5的柱 侧向挠度 f 与初始偏心距ei相比很小，柱 跨中弯矩随轴力N基本呈线性增长，直至 达到截面破坏，对短柱可忽略挠度影响。
eei 0.5has
…7-14
2020/6/27
下一章 帮助
大偏心受压不对称配筋
f y As
2020/6/27
e
N
ei
f
' y
A
' s
设计
校核
基本平衡方程
N 1 fcbx fyAs fyAs
N
e
1
fcbx(h0
x) 2
f
yAs(h0
as'
)
e
ei
h 2
as
设计 (1) As和A's均未知时
两个基本方程中有三个未知数，As、A's和 x，故无解。与双筋
N1fcbx fyAs fyAs
Ne1fcbx(h0
x) 2
fyAs(h0
as' )
eei 0.5has
e1fcb(xh02x)fyAs(h0as' )
N
MNe0Neas' 0.5hea
(2) 给定偏心距e0
e 0 bM b1fc b0 2h b(1 0 .5b)fy A s (h 0 a s ') h 0 N b h 0 (1fc b b h 0fy A s fyA s)h 0