第六章钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算 本章的重点是: 了解偏心受压构件的受力工作特性,悉两种不同 的受压破坏特性及由此划分成的两类受压构件掌握两类 偏心受压构件的判别方法; 熟悉偏心受压构件的二阶效应及计算方法; 掌握两类偏心受压构件正截面承载力的计算方法 了解双向受拉受压构件正截面承载力计算方法 掌握件偏心受压构件的受力特性及正截面承载力计 算方法; 掌握偏心受压构件斜截面受剪承载力计算方法
第六章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算 本章的重点是： 了解偏心受压构件的受力工作特性，熟悉两种不同 的受压破坏特性及由此划分成的两类受压构件掌握两类 偏心受压构件的判别方法； 熟悉偏心受压构件的二阶效应及计算方法； 掌握两类偏心受压构件正截面承载力的计算方法； 了解双向受拉受压构件正截面承载力计算方法； 掌握件偏心受压构件的受力特性及正截面承载力计 算方法； 掌握偏心受压构件斜截面受剪承载力计算方法
s61概述 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压构件。 分为偏心受压构件和偏心受拉构件 偏心受压构件又分为:单向偏心受压构件(图6-a) 及双向偏心受压构件(图6-1b) 偏心受拉构件在偏心拉力的作用下是一种介于轴心 受拉构件与受弯构件之间的受力构件。承受节间荷载的 悬臂式桁架上弦图6-2a)般建筑工程及桥梁工程中的 双肢柱的受拉肢属于偏心受拉构件(图6-2b)。此外,如 图6-2c所示的矩形水池的池壁其竖向截面同时承受轴心 拉力及平面外弯矩的作用故也属于偏心受拉构件
§6.1 概述 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压构件。 分为偏心受压构件和偏心受拉构件。 偏心受压构件又分为：单向偏心受压构件(图6-1a) 及双向偏心受压构件(图6-1b)。 偏心受拉构件在偏心拉力的作用下是一种介于轴心 受拉构件与受弯构件之间的受力构件。承受节间荷载的 悬臂式桁架上弦(图6-2a)一般建筑工程及桥梁工程中的 双肢柱的受拉肢属于偏心受拉构件(图6-2b)。此外，如 图6-2c所示的矩形水池的池壁 其竖向截面同时承受轴心 拉力及平面外弯矩的作用故也属于偏心受拉构件
b) 图6-1偏心受压构件的力的作用位置 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(图6-3)。偏心 受拉构件多采用矩形截面
图6-1 偏心受压构件的力的作用位置 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(图6-3)。偏心 受拉构件多采用矩形截面
拉肢 池壁 4平平平科 N 「量十t十十 图6-2偏心受拉构件示例 y 图6-3偏心受力构件的截面形式
§6.2偏心受压构件正截面承载力计算 钢筋混凝土偏心受压构件是实际工程中广泛应用的 受力构件之 构件同时受到轴向压力N及弯矩M的作用,等效于对 截面形心的偏心距为=M/N的偏心压力的作用(图64) 钢筋混凝士偏心受压构件的受力性能、破坏形态介于 受弯构件与轴心受压构件之间。当N=0,Nen=M时为受弯 构件;当M=0,e=0时为轴心受压构件。 故受弯构件和轴心受压构件相当于偏心受压构件的特 殊情况 6.2.1偏心受压构件的破坏特征 破坏类型 钢筋混凝土偏心受压构件也有长柱和短柱之分。现 以工程中常用的截面两侧纵向受力钢筋为对称配置的 严盐与 阳背神形太和标柱
§6.2 偏心受压构件正截面承载力计算 钢筋混凝土偏心受压构件是实际工程中广泛应用的 受力构件之一。 构件同时受到轴向压力N及弯矩M的作用，等效于对 截面形心的偏心距为e0 =M／N的偏心压力的作用(图6-4) 。 钢筋混凝士偏心受压构件的受力性能、破坏形态介于 受弯构件与轴心受压构件之间。当N=0，Ne0=M时为受弯 构件；当M=0，e0=0时为轴心受压构件。 故受弯构件和轴心受压构件相当于偏心受压构件的特 殊情况。 6.2.1 偏心受压构件的破坏特征 1．破坏类型 钢筋混凝土偏心受压构件也有长柱和短柱之分。现 以工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。随轴向力N在截面上的偏心距a大小的不同和纵向钢筋 配筋率(=4,/b)的不同,偏心受压构件的破坏特征有两 种: (1)受拉破杯——大偏心受压情况 轴向力N的偏心距(eo)较大且纵向受抄钢筋的配筋率 不高时,受荷后部分截面受压,部分受拉。受拉区混凝土 较早地出现横向裂缝,由于配筋率不高,受拉钢筋(A应力 增长较快,首先到达屈服。随着裂缝的开展。受压区高度 减小成后受压钢筋(4屈服,压区混凝士压碎。其碱坏形 态与配有受压钢筋的适梁筋相似(图65a) 因为这种偏心受区构件的破坏是由于受拉钢筋首先达 到屈服,而导致的压区混凝土压坏,其承载力主要取决于 受拉钢筋,故称为受拉破坏,这种破坏有明显的预兆,横
征。随轴向力N在截面上的偏心距e0大小的不同和纵向钢筋 配筋率(ρ=As／bh0 )的不同，偏心受压构件的破坏特征有两 种： ⑴)受拉破杯——大偏心受压情况 轴向力N的偏心距(e0）较大且纵向受拉钢筋的配筋率 不高时，受荷后部分截面受压，部分受拉。受拉区混凝土 较早地出现横向裂缝，由于配筋率不高，受拉钢筋(As )应力 增长较快，首先到达屈服。随着裂缝的开展。受压区高度 减小成后受压钢筋(As ′)屈服，压区混凝土压碎。其破坏形 态与配有受压钢筋的适梁筋相似(图6-5a)。 因为这种偏心受区构件的破坏是由于受拉钢筋首先达 到屈服，而导致的压区混凝土压坏，其承载力主要取决于 受拉钢筋，故称为受拉破坏，这种破坏有明显的预兆，横
向裂缝显着开展,变形急剧增大。具有塑性破坏的性质。 (b) 444 Aip ,,A 图6-5偏心受压构件的破坏形态
向裂缝显着开展，变形急剧增大。具有塑性破坏的性质
(2)受压破坏——小偏心受压情况 当轴向力N的偏心距较小,或当偏心距较大但纵向受 拉钢筋配筋率很高时,截面可能部分受压、部分受拉, 图6-5b,也可能全截面受压(图65),已们的共同特点是 构件的破坏是由于受压区混凝士到达其抗写度,距轴 力较远一侧的钢筋,无论受拉或受压,一般均未到屈服 其承载力主要取决于受压区混凝土及受压钢,故称 为受压破坏。这种破坏缺乏明显的预兆,具有脆 的性质。 2两类偏心受压破坏的界限 两类破坏的本质区别就在于破坏时受拉钢筋能否达 到屈服。若受拉钢筋先屈服,然后是受压区混凝土压碎 即为受拉破坏,若受拉钢筋或远离轴力一侧钢筋无论受 拉还是受压均未屈服,受压混凝土先压碎,则为受压破 坏
(2)受压破坏——小偏心受压情况 当轴向力N的偏心距较小，或当偏心距较大但纵向受 拉钢筋配筋率很高时，截面可能部分受压、部分受拉， 图6-5b，也可能全截面受压(图6-5c)，它们的共同特点是 构件的破坏是由于受压区混凝土到达其抗压强度，距轴 力较远一侧的钢筋，无论受拉或受压，一般均未到屈服 ，其承载力主要取决于受压区混凝土及受压钢筋，故称 为受压破坏。这种破坏缺乏明显的预兆，具有脆性破坏 的性质。 2 .两类偏心受压破坏的界限 两类破坏的本质区别就在于破坏时受拉钢筋能否达 到屈服。若受拉钢筋先屈服，然后是受压区混凝土压碎 即为受拉破坏，若受拉钢筋或远离轴力一侧钢筋无论受 拉还是受压均未屈服，受压混凝土先压碎，则为受压破 坏
那么两类破坏的界限应该是当受拉钢筋开始屈服的同 时受压区混凝土达到极限压应变。 用截面应变表示(图66这种特性可以看出其界限与 受弯构件中的适筋破坏与超筋破坏的界限完全相同。当采 用热轧钢筋配筋时,当≤51受拉钢筋生屈服,然后混凝 土压碎,肯定为受拉破坏大偏心受压;否则为受 压破坏—小偏心受压破坏。 3.偏心受压构件的NM相关曲线 对于给定截面、配筋及材料强度的偏心受压构件,到 达承载能力极限状态时,截面承受的内力设计值N, 不是独立的,而是相关的。轴力与弯矩对于构件的作用效 应存在着迭加和制约的关系,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
那么两类破坏的界限应该是当受拉钢筋开始屈服的同 时受压区混凝土达到极限压应变。 用截面应变表示(图6-6)这种特性可以看出其界限与 受弯构件中的适筋破坏与超筋破坏的界限完全相同。当采 用热轧钢筋配筋时，当ξ≤ξb受拉钢筋先屈服，然后混凝 土压碎，肯定为受拉破坏——大偏心受压破坏；否则为受 压破坏——小偏心受压破坏。 3．偏心受压构件的N-M相关曲线 对于给定截面、配筋及材料强度的偏心受压构件，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 应存在着迭加和制约的关系，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
b h 图6-6偏心受压构件的截面应变分布