43偏心受压构件承载力计算.pdf

4.2轴心受压构件承载力计算

一、偏心受压构件破坏特征

偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M的共同作用时，等效于承受一个偏心距为的

偏心力N的作用，当弯矩M相对较小时，气就很小，构件接近于轴心受压，相反当N相

对较小时，气就很大，构件接近于受弯，因此，随着气的改变，偏心受压构件的受力性能

和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同，偏心受压

构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。

1.受拉破坏

当轴向压力偏心距分较大，且受拉钢筋配置不太多时，构件发生受拉破坏。在这种情

况下，构件受轴向压力N后，离N较远一侧的截面受拉，另一侧截面受压。当N增加到一

定程度，首先在受拉区出现横向裂缝，随着荷载的增加，裂缝不断发展和加宽，裂缝截面

处的拉力全部由钢筋承担。荷载继续加大，受拉钢筋首先达到屈服，并形成一条明显的主

裂缝，随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸，受压区高度迅速减小。最后，受压区边缘

出现纵向裂缝，受压区混凝土被压碎而导致构件破坏（图4.3.1）。此时，受压钢筋一般也

能屈服。由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距分较大发生，故习惯上也称为大偏心受压破

坏。受拉破坏有明显预兆，属于延性破坏。

2.受压破坏

当构件的轴向压力的偏心距分较小，或偏心距分虽然较大但配置的受拉钢筋过多

时，就发生这种类型的破坏。加荷后整个截面全部受压或大部份受压，靠近轴向压力M

一侧的混凝土压应力较高，远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。随着荷载

逐渐增加，靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝，进而混凝土达到极限应变先被压碎,受压钢筋

的应力也达到远离一侧的钢筋可能受压，也可能受拉，但因本身截面应力太小，或因配筋

过多，都达不到屈服强度（图4.3.2）。由于受压破坏通常在轴向压力偏心距％较小时发生，

故习惯上也称为小偏心受压破坏。受压破坏无明显预兆，属脆性破坏。

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3.受拉破坏与受压破坏的界限

综上可知，受拉破坏和受压破坏都属于“材料破坏”。其相同之处是，截面的最终破坏

都是受压区边缘混凝土达到极限压应变而被压碎。不同之处在于截面破坏的起因不同，即截

面受拉部分和受压部分谁先发生破坏，前者是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压碎，后者

是受压部分先发生破坏。受拉破坏与受弯构件正截面适筋破坏类似，而受压破坏类似于受弯

构件正截面的超筋破坏，故受拉破坏与受压破坏也用界限相对受压区高度盘作为界限，即：

属大偏心受压破坏；为小偏心受压破坏。

其中按表3.2.2采用。

二、偏心距增大系数〃

在偏心力作用下，钢筋混凝土受压构件将产生纵向

弯曲变形，即会产生侧向挠度，从而导致截面的初始偏

心矩增大(图4.3.3)。如1/2柱高处的初始偏心距将由

增大为+了,截面最大弯矩也将由N增大为N

(+/)O(+/)O/随着荷载的增大而不断加大，因而弯矩

的增长也就越来越快，结果致使柱的承载力降低。这种

偏心受压构件截面内的弯矩受轴向力和侧向挠度变化影

响的现象称为“压弯效应”，截面弯矩中的N4称为一阶

弯矩，将称为二阶弯矩或附加弯矩。引入偏心距增

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大系数〃，相当于用〃气代替为+/。

钢筋混凝土偏心受压构件按其长细比不同分为短柱、长柱和细长柱，其偏

心距增大系数〃分别按下述方法确定：

(1)对短柱(矩形截面5),可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响，取〃1.0。

(2)对长柱(矩形截面5V30),偏心距增大系数按下式计算：

片1+()2%(4.3.1)

(4.3.2)

邑1.15—0.01(4.3.3)

式中/。一构件的计算长度；

//—矩形截面的高度；

勺一截面的有效高度；

3——偏心受压构件的截面曲率修正系数，当时，取引=1.0；

J——构件长细比对截面曲率的影响系数，当/心15时，取邑1.0；

A一构件的截面面积。

(3)对细长