第八章钢筋溷凝土偏心受力正截面承载力计算..doc

第八章 受压构件正截面承载力计算 受压构件按照轴向力在截面上作用位置的不同可区分为（教材图8·1）： ①、轴心受压构件：当轴向力N作用于截面的形心上。 ②、单向偏心受压构件：当轴向力N作用于截面的主轴X或Y轴方向上，仅对X轴或Y轴产生偏心。 ③、双向偏心受压构件：当轴向力N作用于截面的非主轴上，对X轴或Y轴同时产生偏心。 本章若无特殊说明，均指单向偏心受力构件。作用在构件截面上的纵向力为压力，称为偏心受压构件，因为偏心压力可以分解成轴心压力和弯矩，所以也称之为压弯构件；轴向力为拉力，则称为偏心受拉构件，或拉弯构件。 8.1 偏心受压构件的受力特点和破坏形态 8.1.1 偏心受压构件的正截面破坏形态 在偏心受压构件（柱）中，偏心轴向压力N（以下简称偏心压力或轴向力N）的相对偏心距用表示，这里是偏心压力N对截面几何重心的偏心距，；是截面有效高度。在正截面的两侧，离偏心压力N较近的纵向受力钢筋称为纵向受压钢筋，用表示；离偏心压力N较远的纵向受力钢筋，用表示(注意：可能受拉也可能受压)。 偏心受压柱也分为长柱和短柱两类，其分类方法与轴心受压柱相同。 一、偏心受压短柱的正截面破坏形态： ● 偏心受压短柱的正截面破坏形态：有大偏心受压破坏与小偏心受压破坏两种。 ①、大偏心受压破坏（包括界限破坏在内）又称为受拉破坏； ②、小偏心受压破坏又称为受压破坏。 （一）、大偏心受压破坏（受拉破坏）见教材图8·3 发生在N的相对偏心距较大，且不太多时。这时，在偏心压力N作用下，靠近N的一侧截面受压，另一侧受拉。 ● 从开始加载到正截面破坏的全过程大致如下： ①、随着荷载的增加，首先在受拉区出现横向裂缝，愈大，横向裂缝出现愈早，裂缝开展和延伸愈快； ②、荷载继续增加，主裂缝逐渐明显； ③、受拉钢筋首先达到屈服强度，这时受拉区横向裂缝迅速扩展，并向受压区延伸，使受压区面积迅速缩小，砼压应力迅速增大，在受压区边缘附近出现纵向裂缝； ④、当受压区边缘砼的压应变达到其极限值时，受压区砼被压碎，正截面破坏。破坏时，如果砼受压区高度不过份小，受压钢筋一般能达到其屈服强度。 总之，大偏心受压破坏的破坏过程和特征与配筋适当的双筋截面受弯构件是相似的。 ● 大偏心受压破坏的主要特点是： ①、破坏开始于受拉钢筋的屈服； ②、破坏时，受压区边缘压应变达到砼极限压应变值； ③、破坏时，变形大，有明显的预兆，属于延性破坏类型。 （二）、小偏心受压破坏（受压破坏） ● 发生在偏心压力N的相对偏心距较小，或者虽不太小，但配置的钢筋As较多时。大致有以下两种情况： 1、截面大部分受压，小部分受拉 这时受拉区虽然可能出现横向裂缝，但出现较迟，开展也不大；临近破坏时，砼受压区边缘出现纵向裂缝，当受压区边缘的压应变达到砼的极限压应变值时，受压区砼被压碎，正截面破坏。破坏时，达到抗压屈服强度，则受拉而没有达到其抗拉屈服强度，见教材图8·5。 2、全截面受压 不出现横向裂缝，通常由于靠近偏心压力N一侧边缘砼的压应变达到其极限值，砼被压碎而使正截面破坏。破坏时，达到其抗压屈服强度，而也受压，可能达到也可能没有达到其抗压屈服强度，见教材图8·7。 ● 当很小，且又较少时，全截面受压还可能出现砼压碎发生在一侧的“反向破坏”情况。因为这时很小，一侧与一侧两者受力情况差别不大，如果配置的钢筋又较少，砼被压碎就有可能不是发生在一侧，而是发生在一侧。这种“反向破坏”的情况，在小偏心受压的截面计算时也需要考虑。 ● 小偏心受压破坏的主要特点是： ①、破坏开始于砼受压区的外边缘，由于砼压应变达到了其极限值； ②、受压钢筋达到抗压屈服强度，钢筋可能受拉也可能受压，但均没有达到屈服强度； ③、很小，又较少时，可能会发生“反向破坏”； ④、破坏时，变形不大，没有明显预兆，属脆性破坏类型。 ★ 可见，大偏心受压破坏与小偏心受压破坏的共同点是：正截面的最终破坏都是由于受压区边缘砼达到其极限压应变值而造成的。 二、偏心受压长柱的破坏形态： 图 8·20 偏心受压柱的N－M相关曲线 偏心受压长柱的破坏形式有材料破坏和失稳破坏两种。 根据长细比的不同，偏心受压柱可分为短柱、长柱和细长柱。 ①、短柱：其长细比比较小的柱。当、、时，就属于短柱。 从开始加载到破坏的全过程中，由于偏心距基本维持为，所以轴向力与弯矩之间一直保持线性关系，。所以在表示正截面承受的与两者关系的图上（教材图8·20b），从开始加载的0点直至达到破坏荷载时的B点，OB是一条直线。次弯矩很小，可以忽略不计。这时破坏是由于材料达到其强度或极限应变值而引起的，称为材料破坏。 ②、长柱（或称中长柱）：其长细比不很大。是工程中最常遇到的。当，、时，就属于长柱。 这种柱在加载过程中，偏心距为，f是柱高中点的挠度（教材图8·20），它是随荷载的增大而加大的，所以与之