偏心受压构件的正截面承载力特征和计算

2.受压破坏compressive failur（小偏心受压破坏）
产生受压破坏的条件有两种情况：
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
N
N
As 太
多
ssAs
f'sdA's
ssAs
f'sdA's
7.1.1 偏心受压构件正截面破坏形态
小偏心受压破坏又有三种情况
由曲线趋向可以看出ห้องสมุดไป่ตู้在小偏心受压情况下，随着 轴向压力的增大，截面所能承担的弯矩反而降低。
图中a点表示受弯构件的情况，c点代表轴心受压构 件的情况。曲线上任一点d的坐标代表截面承载力的
一种M和N的组合。
如任意点e位于图中曲线的内侧，说明截面在该点坐 标给出的内力组合下未达到承载能力极限状态，是安 全的；若e点位于图中曲线的外侧，则表明截面的承 载能力不足。
7.1.1 偏心受压构件正截面破坏形态
1．受拉破坏情况 tensile failure（大偏心受压破坏）
◆ 形成这种破坏的条
N
件是：相对偏心距e0 /h较大，且受拉钢筋
配置得不太多时。
即受拉侧纵向钢筋配
筋率合适，是延性破
坏。
fsdA s
f' sdA 's
7.1.1 偏心受压构件正截面破坏形态
1．受拉破坏情况 tensile failure（大偏心受压破坏）
N
7.1.2 大、小偏心受压的界限
M
当

x h0
b时，
为大偏心受压破坏
当

x h0
b时，
y
为小偏心受压破坏
As
As'
As' 不屈服 受拉破坏
xcb
a
' s
界限破坏
受压破坏
h0

' y
cu
7.1.2 大、小偏 心受压的界 限
7.1.3 偏心受压构件的M-N相关曲线
对于给定截面、配筋及材料强度的偏心受压构件，
（1）偏心距小，构件全截面受压，靠近纵向力一侧压应 力大，最后该区混凝土被压碎，同时压筋达到屈服强度， 另一侧钢筋受压，但未屈服。
（2）偏心距小 ，截面大部分受压，小部分受拉，破坏时 压区混凝土压碎，受压钢筋屈服，另一侧钢筋受拉，但 由于离中和轴近，未屈服。
（3）偏心距大，但受拉钢筋配置较多。由于受拉钢筋配 置较多，钢筋应力小，破坏时达不到屈服强度，破坏是 由于受压区混凝土压碎而引起，类似超筋梁。
偏心受压构件的正截面承 载力特征和计算
提纲(syllabus)： 7.1偏心受压构件正截面受力特点和破坏特征 7.2偏心受压构件的纵向弯曲 7.3矩形截面偏心受压构件 7.4工字形和T形截面偏心受压构件 7.5圆形截面偏心受压构件
概述
当结构构件的截面上受到轴力和弯矩的共同作 用或受到偏心力的作用时，该结构构件称为偏心受 力构件。当偏心力为压力时，称为偏心受压构件。
到达承载能力极限状态时，截面承受的内力设计值N、 M并不是独立的，而是相关的。轴力与弯矩对于构件
的作用效应存在着叠加和制约的关系，也就是说，当
给定轴力N时，有其唯一对应的弯矩M，或者说构件 可以在不同的N和M的组合下达到其极限承载力。下 面图7-10所示为对称配筋截面轴向力N与弯矩M的对
应关系。
7.1.3 偏心受压构件的M-N相关曲线
y y f ×sin px
le f
ei N
le
x
N
ei
对于短柱，l0/h8， Ny较小， 可忽略不计，M与N为直线 N ei 关系，构件是由于材料强度 不足而破坏，属于材料破坏。
对于长柱， l0/h=8~30，二 N ( ei+ y) 阶效应引起附加弯矩在计算
7.2 偏心受压构件的纵向弯曲
7.2.1 偏心受压构件的破坏类型
附加偏心距 构件受压力和弯矩作用，其偏心距为：
M e0 N
e0为相对偏心距。
偏心受压构件在荷载作用下，由于侧向挠曲变形，
引起附加弯矩Ny，也称二阶效应，即跨中截面的弯 矩为M =N ( e0 + y)。
7.2.1 偏心受压构件的破坏类型
程中常用的截面两侧纵向受力钢筋为对称配置的(As=As')
偏心受压短柱为例，说明其破坏形态和破坏特征
7.1.1 偏心受压构件正截面破坏形态
试验表明，钢筋混凝土偏心受压构件的破 坏，有两种情况：
1．受拉破坏情况 （tensile failure） ——大偏心受压破坏
2.受压破坏情况 （compressive failure） ——小偏心受压破坏
在靠近轴向力作用的一侧 受压，另一侧受拉。首先在受 拉区产生横向裂缝,随之不断 地开展，在破坏前主裂缝逐渐
明显， As的应力随荷载增加
发展较快，首先达到屈服，使 混凝土压区高度迅速减小，最
后受压侧钢筋A‘s 受压屈服，
压区混凝土被压碎，构件破坏。 有明显预兆，变形能力较大， 与适筋梁相似。
7.1.1 偏心受压构件正截面破坏形态
概述
钢筋混凝土偏心受压构件多采用矩形截面， 截面尺寸较大的预制柱可采用工字形截面和 箱形截面。圆形截面主要用于桥墩、桩和公 共建筑中的柱（图7-2）
概述
钢筋混凝 土偏心受压 构件截面上 配有纵向受 力钢筋和箍 筋
7.1 偏心受压构件正截面受力特点和破坏特征
钢筋混凝土偏心受压构件也有长柱和短柱之分。现以工
ab段表示大偏心受
压时的M-N 相关曲线，
为二次抛物线。随着
轴向压力N的增大，
截面能承担的弯矩也 相应提高。
b点为受拉钢筋与受 压混凝土同时达到其 强度值的界限状态。 此时偏心受压构件承
受的弯矩M最大。
cb段表示小偏心受
压时的M-N曲线，是
一条接近于直线的二 次函数曲线。
7.1.3 偏心受压构件的M-N相关曲线
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，另一侧钢筋可能受拉也可 能受压，但都未屈服。
7.1.1 偏心受压构件正截面破坏形态
7.1.2 大、小偏心受压的界限
“界限破坏”
破坏特征：破坏时纵向钢筋达到屈服强度，同时压区 混凝土达到极限压应变，混凝土被压碎。同受弯构件 的适筋梁和超筋梁间的界限破坏一样。此时相对受压 区高度称为界限相对受压区高度b。
受压区边缘混凝土极限应变值－－各国取值相差不 大，美国ACI一318—8取0.003；欧洲混凝土委员会 (CEB)和国际预应力混凝土协会(FIP） “CEB—FIP一 70”和德国 “DINl045-72‘’取0.0035；我国《规范》 根据试验研究取0.0033.
因此，受压构件的界限相对受压区高度同受弯构件 一样。