第五章偏心受力構(gòu)件正截面受力性能ppt課件

1、第五章 偏心受力構(gòu)件正截面受力性能同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程系顧祥林Ne0偏心受力偏心受力MNNe0=M/NNe0=M/NN轉(zhuǎn)化為一、工程實(shí)例及配筋形式一、工程實(shí)例及配筋形式縱筋箍筋：側(cè)向約束縱筋、抗剪內(nèi)折角處！bh二、偏心受壓構(gòu)件的試驗(yàn)研究Nfe0混凝土開裂混凝土全部受壓不開裂構(gòu)件破壞破壞形態(tài)與e0、As、 As有關(guān)二、偏心受壓構(gòu)件的試驗(yàn)研究Ne0Ne0fcAsfyAs sh0e0很小 As適中 Ne0Ne0fcAsfyAs sh0e0較小Ne0Ne0fcAsfyAs sh0e0較大 As較多 e0e0NNfcAsfyAs fyh0e0較大 As適中受壓破壞小偏心受壓破壞）受拉破壞大偏心受

2、壓破壞）界限破壞接近軸壓接近受彎As0.3h0時(shí)， ea=0混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2019規(guī)定：30/20hmmMaxea考慮ea后aieee0三、偏心受壓計(jì)算中幾個(gè)問(wèn)題 2. 單個(gè)構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)NfeiMMNfNeMi二次彎矩iieef考慮彎矩引起的橫向撓度的影響l0/h越大f的影響就越大增大了偏心作用ief1三、偏心受壓計(jì)算中幾個(gè)問(wèn)題 2.單個(gè)構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)Nfei設(shè)0sinlxfy則x=l0/2處的曲率為20202222100lflfdxydlxtcsh0根據(jù)平截面假定0hsc三、偏心受壓計(jì)算中幾個(gè)問(wèn)題 2.單個(gè)構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)Nfeitcsh0若fcu50M

3、pa，則發(fā)生界限破壞時(shí)截面的曲率007 .17110033. 025. 1hhyb長(zhǎng)期荷載下的徐變使混凝土的應(yīng)變?cè)龃?017. 0/syyEf三、偏心受壓計(jì)算中幾個(gè)問(wèn)題 2.單個(gè)構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)Nfeitcsh0實(shí)際情況并一定發(fā)生界限破壞。另外，柱的長(zhǎng)細(xì)比對(duì)又有影響進(jìn)行修正、引入二系數(shù)21210217 .1711hb2010lf2120017171hlf三、偏心受壓計(jì)算中幾個(gè)問(wèn)題 2.單個(gè)構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)ief1Nfeitcsh02102017171hlf21020171711hlei01 . 1 hh 21200140011hlhei三、偏心受壓計(jì)算中幾個(gè)問(wèn)題 2.單個(gè)構(gòu)件的偏心距增

4、大系數(shù)Nfeitcsh021200140011hlheiNAfc5 . 01考慮偏心距變化的修正系數(shù)假設(shè)11.0，取 1=1.0hl0201. 015. 1考慮長(zhǎng)細(xì)比的修正系數(shù)假設(shè)21.0，取 2=1.00 . 18800時(shí)，或dlhl三、偏心受壓計(jì)算中幾個(gè)問(wèn)題 3. 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)M2M12120014001hlheCim對(duì)前面推導(dǎo)的徐變影響系數(shù)進(jìn)行修正123 . 07 . 0MMCm絕對(duì)值較小的桿斷彎矩值，取正值絕對(duì)值較大的桿斷彎矩值，與M2同號(hào)時(shí)取正值，與M2異號(hào)時(shí)取負(fù)值三、偏心受壓計(jì)算中幾個(gè)問(wèn)題 3. 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)的取值M2M1對(duì)無(wú)側(cè)移結(jié)構(gòu)，二次彎矩主要由豎向荷載

5、引對(duì)無(wú)側(cè)移結(jié)構(gòu)，二次彎矩主要由豎向荷載引起的，豎向荷載是長(zhǎng)期的，起的，豎向荷載是長(zhǎng)期的， =1.0對(duì)有側(cè)移結(jié)構(gòu)，二次彎矩主要由豎向荷載在對(duì)有側(cè)移結(jié)構(gòu)，二次彎矩主要由豎向荷載在水平荷載產(chǎn)生的位移上引起的，而水平荷載水平荷載產(chǎn)生的位移上引起的，而水平荷載一般是短期的一般是短期的(風(fēng)、地震風(fēng)、地震)，故可不考慮長(zhǎng)期荷，故可不考慮長(zhǎng)期荷載的影響，載的影響， =0.85；當(dāng)確知水平荷載是長(zhǎng)期；當(dāng)確知水平荷載是長(zhǎng)期荷載時(shí)荷載時(shí)(如土和水的側(cè)向壓力如土和水的側(cè)向壓力)，=1.0四、偏心受壓構(gòu)件受力分析大偏壓構(gòu)件類似于雙筋適筋梁As過(guò)多時(shí)也例外）小偏壓構(gòu)件類似于雙筋超筋梁類似梁的方法進(jìn)行分析重點(diǎn)講承載力重點(diǎn)講

6、承載力四、偏心受壓構(gòu)件受力分析1. 大偏心受壓構(gòu)件的承載力xnbhh0AsAseNxnfcfyAsfyAsCeeis= ycu受壓鋼筋的應(yīng)力ncusnsxaxsscucunax知由0017. 0,0033. 0yscu就能屈服，只要06. 2ssnAax 對(duì)偏壓構(gòu)件，這一條件一般均能滿足。故認(rèn)為As屈服四、偏心受壓構(gòu)件受力分析1. 大偏心受壓構(gòu)件的承載力eNxnfcfyAsfyAsCeeifc壓區(qū)混凝土的形狀時(shí)，當(dāng)Mpafcu50nnxssyccusyxsycuahAfyhbdxeNAfAfbdxN0000) ( )(siahee2) ( )412. 0(798. 0798. 000ssynn

7、cusysyncuahAfxhbxfeNAfAfbxfN已知截面的幾何物理性能及偏心距e，由上述方程便可求出Nu四、偏心受壓構(gòu)件受力分析2. 小偏心受壓構(gòu)件的承載力基本特征As不屈服特殊情況例外）受力形式部分截面受壓全截面受壓四、偏心受壓構(gòu)件受力分析2. 小偏心受壓構(gòu)件的承載力情形I部分截面受壓）xnbhh0AsAs sAsNueexnfcfyAsCeiscuncunsxxh0) 11() 1(0ncuncusxhyncussssfEE) 11(nnxssyccussxsycuahAfyhbdxeNAAfbdxN0000) ( )(四、偏心受壓構(gòu)件受力分析2. 小偏心受壓構(gòu)件的承載力fc壓區(qū)混

8、凝土的形狀時(shí)，當(dāng)Mpafcu50情形I部分截面受壓）nnxssyccussxsycuahAfyhbdxeNAAfbdxN0000) ( )() ( )412. 0(798. 0798. 000ssynncusssyncuahAfxhbxfeNAAfbxfNsiahee2 sAsNueexnfcfyAseiC四、偏心受壓構(gòu)件受力分析2. 小偏心受壓構(gòu)件的承載力情形II全截面受壓）bhh0AsAsNuCe sAsexnfcfyAseiscuxnxn-h0ncunsxhx0)11 ()1 (0ncuncusxhyncussssfEE)11 (hssyccusshsycuahAfyhbdxeNAAfb

9、dxN0000) ( )(四、偏心受壓構(gòu)件受力分析2. 小偏心受壓構(gòu)件的承載力NuCe sAsexnfcfyAsei壓區(qū)混凝土的形狀時(shí)，當(dāng)Mpafcu50fcnnxssyccussxsycuahAfyhbdxeNAAfbdxN0000) ( )(情形II全截面受壓）同樣可以進(jìn)行積分略）四、偏心受壓構(gòu)件受力分析3. 大小偏心受壓界限的判別ycuxnbh0nbcunbyxxh0cucuynb1cusynbEf11nbn大偏心受壓nbn小偏心受壓四、偏心受壓構(gòu)件受力分析4. 承載力的簡(jiǎn)化分析方法簡(jiǎn)化分析的基本原則fcC sAsNueexnfyAsei0.412xn0.8xnfceNuxnfyAsfy

10、Aseei0.412xnC0.8xn大偏心受壓小偏心受壓1fc1fc四、偏心受壓構(gòu)件受力分析4. 承載力的簡(jiǎn)化分析方法界限狀態(tài)的判別式cusybEf18 . 0nbb8 . 0b大偏心受壓b小偏心受壓1fcC sAsNueexnfyAsei0.412xn0.8xn1fceNuxnfyAsfyAseei0.412xnC0.8xn四、偏心受壓構(gòu)件受力分析4. 承載力的簡(jiǎn)化分析方法CeNu NufyAsfyAseeix1fc基本計(jì)算公式-大偏壓) ( )5 . 0(0011ssycusysycuahAfxhbxfeNAfAfbxfNb2sax 四、偏心受壓構(gòu)件受力分析4. 承載力的簡(jiǎn)化分析方法C s

11、AsNueefyAseix1fc) 18 . 0() ( )5 . 0(0011cussssycusssycuEahAfxhbxfeNAAfbxfN基本計(jì)算公式-小偏壓和超筋梁類似，為了避免解高次方程簡(jiǎn)化為當(dāng)fcu50Mpa）)(,8 . 08 . 0ysyybsfff四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用CeNfyAsfyAseeix1fc不對(duì)稱配筋時(shí)AsAs）的截面設(shè)計(jì)-大偏壓情形I ：As和As均不知設(shè)計(jì)的基本原則 ：As+As為最小充分發(fā)揮混凝土的作用0hxb取ysybcssybbcsfNAfbxfAahfxhbxfNeA1001)()5 . 0(已知計(jì)算按，則取若minmins

12、ssssAbhAbhA四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用CeNfyAsfyAseeix1fc不對(duì)稱配筋時(shí)AsAs）的截面設(shè)計(jì)-大偏壓情形II ：已知As 求As) ( )5 . 0(001ssycahAfxhbxfNe求x2as另一平衡方程求As2as)(,2) 18 . 0(00syssscussahfNeAaxhaE或取補(bǔ)充方程四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用C sAsNeefyAseix1fc不對(duì)稱配筋時(shí)AsAs）的截面設(shè)計(jì)-小偏壓設(shè)計(jì)的基本原則 ：As+As為最小小偏壓時(shí)As一般達(dá)不到屈服bhAssmin取聯(lián)立求解平衡方程即可四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式

13、的應(yīng)用h0fyAsNeeifyAs1fcas幾何中心軸實(shí)際中心軸實(shí)際偏心距不對(duì)稱配筋時(shí)AsAs）的截面設(shè)計(jì)-小偏壓特例：特例：ei過(guò)小，過(guò)小，As過(guò)少，導(dǎo)致過(guò)少，導(dǎo)致As一側(cè)混凝土壓碎，一側(cè)混凝土壓碎， As屈服。屈服。為此，尚需作下列補(bǔ)充驗(yàn)算：為此，尚需作下列補(bǔ)充驗(yàn)算：0 . 1,0aieee偏于安全，使實(shí)際偏心距更大0012,)()5 . 0(sisycsaeheahfhhbhfNeA四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用不對(duì)稱配筋時(shí)AsAs）的截面設(shè)計(jì)-平面外承載力的復(fù)核設(shè)計(jì)完成后應(yīng)按已求的配設(shè)計(jì)完成后應(yīng)按已求的配筋對(duì)平面外筋對(duì)平面外b方向的方向的承載力進(jìn)行復(fù)核承載力進(jìn)行復(fù)核CeN

14、fyAsfyAseeix1fcC sAsNeefyAseix1fc按照軸壓構(gòu)件按照軸壓構(gòu)件四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用截面設(shè)計(jì)時(shí)適用的大小偏壓判別式設(shè)計(jì)時(shí)，不知道設(shè)計(jì)時(shí)，不知道，不能用，不能用來(lái)直接判斷大小偏壓來(lái)直接判斷大小偏壓需用其他方法小偏壓大偏壓,3 . 0,3 . 000heheii求出后做第二步判斷小偏壓大偏壓,bb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用不對(duì)稱配筋時(shí)AsAs）的截面復(fù)核已知e0求Nu已知N求Mu直接求解基本方程求Nu直接求解基本方程注意特例按軸壓求Nu取二者的小值四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用N-M相關(guān)曲線MuNu軸壓破壞彎曲破壞界

15、限破壞小偏壓破壞大偏壓破壞ABCN相同M越大越不安全M 一樣：大偏壓，N越小越不安全 小偏壓，N越大越不安全四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對(duì)稱配筋A(yù)s=As）偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)-判別式y(tǒng)bscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或?qū)ΨQ配筋的大偏心受壓構(gòu)件ysysfAfA應(yīng)用基本公式101bhfNc小偏壓大偏壓,bb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對(duì)稱配筋A(yù)s=As）大偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)ybscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfA

16、fbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或應(yīng)用基本公式201bhfNc)()5 . 0(0201sycssahfbhfNeAA0022hahass，取若四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對(duì)稱配筋A(yù)s=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)ybscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或01bhfNc對(duì)小偏心受壓構(gòu)件不真實(shí)，需重新計(jì)算由基本公式知fcu50Mpa時(shí)，要解關(guān)于的三次或二次方程， fcu50Mpa時(shí)，要解關(guān)于的高次方程有必要做簡(jiǎn)化有必要

17、做簡(jiǎn)化四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對(duì)稱配筋A(yù)s=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)ybscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或以fcu 50Mpa為例，如將基本方程中的-0.5 2換為一關(guān)于的一次方程或?yàn)橐怀?shù)，則就可能將高次方程降階0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.20.50.40.30.2-0.5 2F()=-0.5 2F()=0.45用0.45代替-0.5 2四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對(duì)稱配筋A(yù)s=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面

18、設(shè)計(jì)ybscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或ybsssycsssycfahAfbhfNeAAfbxfN8 . 08 . 0) ( 45. 0020聯(lián)立求解bcbscbcbhfahbhfNebhfN00200)8 . 0)(45. 0求出后，便可計(jì)算As=As四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對(duì)稱配筋A(yù)s=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完成后應(yīng)按已求的配設(shè)計(jì)完成后應(yīng)按已求的配筋對(duì)平面外筋對(duì)平面外b方向的方向的承載力進(jìn)行復(fù)核承載力進(jìn)行復(fù)核CeNfyAsfyAseeix1f

19、cC sAsNeefyAseix1fc按照軸壓構(gòu)件按照軸壓構(gòu)件四、偏心受壓構(gòu)件受力分析5. 基本公式的應(yīng)用對(duì)稱配筋A(yù)s=As）小偏心受壓構(gòu)件的截面復(fù)核ybscussssycsssysycfEahAfxhbxfNeAAfAfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )5 . 0()(0011或和不對(duì)稱配筋類似，但As=As、 fy=fy（略）四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力大偏心受壓構(gòu)件的基本計(jì)算公式-簡(jiǎn)化方法x1fceNufyAsfyAseei) ( )5 . 0(0011ssyfcusysyfcuahAfxhxbfeNAfAfxbfNfhx 2sax bf

20、bfhh0AsAsxhfhfb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力大偏心受壓構(gòu)件的基本計(jì)算公式-簡(jiǎn)化方法x1fceNufyAsfyAseei) ( )2()()5 . 0()(0010111ssyfffccusysyffcfcuahAfhhhbbfxhbxfeNAfAfhbbfxbfNfhx bfbfhh0AsAsxhfhfb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力小偏心受壓構(gòu)件的基本計(jì)算公式-簡(jiǎn)化方法xeeNu1fcsAsfyAseiybscussssyfffccusssyffccufEahAfhhhbbfxhbxfeNAAfhbbfbxfN8 . 08

21、. 0) 18 . 0() ( )2()()5 . 0()(0010111或fhhxxbfbfhh0AsAshfhfb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力小偏心受壓構(gòu)件的基本計(jì)算公式-簡(jiǎn)化方法xeeNu1fcsAsfyAseiybscussssyfffcfffccusssyffcffccufEahAfxhhhxhhbbfhhhbbfxhbxfeNAAfxhhbbfhbbfbxfN8 . 08 . 0) 18 . 0() ( )22)()()2()()5 . 0()()(0010101111或hxhhfxbfbfhh0AsAshfhfb四、偏心受壓構(gòu)件受力分析6. I截面偏心受壓構(gòu)件的承載力小偏心受壓構(gòu)件的基本計(jì)算公式-簡(jiǎn)化方法001101)(2)()2()()2()()5 . 0(saissyfffcsfffccuaeeheahAfhhhbbfahhbbfhhbhfeNhxhhfxeeNu1fcsAsfyAseixbfbfhh0AsAshfhfb為防止As一側(cè)先