偏心受力构件

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。

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。

混凝土结构构件偏心受力分析方法一、引言混凝土结构是建筑中常用的构件，其受力分析是建筑设计的重要组成部分。

本文旨在介绍混凝土结构构件偏心受力分析方法。

二、偏心受力的概念偏心受力是指施加在构件上的力不在构件的中心线上，而是在中心线之外的位置。

偏心受力会使构件发生弯曲和扭转变形，因此在设计中需要考虑偏心受力的影响。

三、偏心受力的分类1. 弯矩偏心受力：施加在构件上的力与构件的重心不重合，产生弯矩偏心受力。

2. 剪力偏心受力：施加在构件上的力与构件的剪力中心不重合，产生剪力偏心受力。

四、偏心受力的计算方法1. 弯矩偏心受力的计算方法弯矩偏心受力的大小与偏心距离、受力大小和构件截面性质有关。

偏心距离越大，偏心受力越大；受力大小越大，偏心受力越大；构件截面性质越小，偏心受力越大。

弯矩偏心受力的计算公式为：M = F * e其中，M为偏心受力的大小，单位为N·m；F为施加在构件上的力，单位为N；e为偏心距离，单位为m。

2. 剪力偏心受力的计算方法剪力偏心受力的大小与偏心距离、受力大小、构件截面形状和剪力分布有关。

偏心距离越大，偏心受力越大；受力大小越大，偏心受力越大；构件截面形状越不规则，偏心受力越大；剪力分布越不均匀，偏心受力越大。

剪力偏心受力的计算公式为：V = Q * e / I其中，V为偏心受力的大小，单位为N；Q为施加在构件上的剪力，单位为N；e为偏心距离，单位为m；I为构件惯性矩，单位为m4。

五、偏心受力的影响偏心受力会使构件发生弯曲和扭转变形，影响结构的稳定性和安全性。

因此在设计中需要考虑偏心受力的影响，采取相应的措施来减小偏心受力的影响。

六、减小偏心受力的方法1. 优化构件截面形状，使其满足受力要求，减小偏心受力的影响。

2. 增加构件的截面面积，增强其抗弯扭能力，减小偏心受力的影响。

3. 增加构件的支撑，使其受力更加均匀，减小偏心受力的影响。

4. 采用预应力技术，增强构件的抗弯扭能力，减小偏心受力的影响。

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。

偏心受压构件概念偏心受压构件是工程中常见的结构形式之一，由于其具有承受压力的能力，因此在建筑、桥梁、机械等领域得到广泛应用。

本文将从偏心距、偏心受力构件、弯矩、剪力、挠度、稳定性、极限承载力和失效等方面，介绍偏心受压构件的基本概念。

1.偏心距偏心距是指压力作用线与构件中心线的垂直距离。

在偏心受压构件中，压力作用线的位置是关键因素，它决定了构件的受力状态。

偏心距越大，压力作用线与构件中心线的偏离程度越大，构件承受的弯矩和剪力等内力也越大。

2.偏心受力构件偏心受力构件是指承受压力作用，且压力作用线与构件中心线不重合的构件。

这类构件在垂直于压力作用线的方向上会产生弯曲变形，导致构件内部产生弯矩和剪力等内力。

根据偏心程度的不同，偏心受力构件可以分为对称和非对称两种类型。

3.弯矩弯矩是指由于压力作用引起的截面弯曲变形所产生的力矩。

在偏心受压构件中，弯矩是导致构件破坏的主要因素之一。

弯矩的大小与压力大小、压力作用线的位置以及截面的形状和尺寸等因素有关。

4.剪力剪力是指由于压力作用引起的截面平行方向上的力。

在偏心受压构件中，剪力也是导致构件破坏的主要因素之一。

剪力的大小与压力作用线的位置、截面的形状和尺寸等因素有关。

5.挠度挠度是指偏心受压构件在压力作用下产生的弯曲变形程度。

挠度的大小直接反映了构件的弯曲程度，它的大小与压力大小、压力作用线的位置、截面的形状和尺寸等因素有关。

过大的挠度会导致构件失稳或破坏。

6.稳定性稳定性是指偏心受压构件在承受压力作用下保持其原有形状和平衡状态的能力。

在工程实际中，过大的挠度和剪力会导致构件失稳，从而引发安全事故。

因此，在设计和施工过程中需要采取措施提高构件的稳定性。

7.极限承载力极限承载力是指偏心受压构件在达到破坏极限时所能承受的最大压力。

在设计和施工过程中，需要根据规范和实际情况确定偏心受压构件的极限承载力，以确保构件在使用寿命内能够安全地承受预期的压力。

8.失效失效是指偏心受压构件在承受压力作用下失去其原有功能或完全破坏的现象。