第七章偏心受力構(gòu)件正截面的性能與計(jì)算

1、7 7 偏心受力構(gòu)件正截面的性能與計(jì)算偏心受力構(gòu)件正截面的性能與計(jì)算當(dāng)構(gòu)件截面上承受一偏心距為當(dāng)構(gòu)件截面上承受一偏心距為 的的偏心力偏心力 或或 時(shí)，時(shí)，該構(gòu)件即為該構(gòu)件即為偏心受力構(gòu)件偏心受力構(gòu)件。1 1 工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式0ecNtN若構(gòu)件的截面上同時(shí)承受若構(gòu)件的截面上同時(shí)承受軸向力軸向力 （或（或 ）和彎矩，）和彎矩，可將其看成是偏心距為可將其看成是偏心距為 （或（或 ）、）、偏心力為偏心力為 （或（或 ）的偏心受力構(gòu)件。）的偏心受力構(gòu)件。1 1 工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式0/ceMNcNtN0/teMNcNtN壓彎構(gòu)件

2、或拉彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件或拉彎構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件是最常見的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之一。例如，單層偏心受壓構(gòu)件是最常見的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之一。例如，單層工業(yè)廠房的排架柱、混凝土框架結(jié)構(gòu)中的框架柱、拱工業(yè)廠房的排架柱、混凝土框架結(jié)構(gòu)中的框架柱、拱形屋架的上弦桿、高層剪力墻結(jié)構(gòu)中的墻肢，橋梁結(jié)形屋架的上弦桿、高層剪力墻結(jié)構(gòu)中的墻肢，橋梁結(jié)構(gòu)中的拱橋主拱、橋墩等，均屬于偏心受壓構(gòu)件。構(gòu)中的拱橋主拱、橋墩等，均屬于偏心受壓構(gòu)件。1 1 工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式如果桁架或屋架的下弦節(jié)點(diǎn)有懸掛荷載，下弦桿除受如果桁架或屋架的下弦節(jié)點(diǎn)有懸掛荷載，下弦桿除受軸向拉力外還承受彎矩的作用，是偏心受拉構(gòu)件。此軸向拉

3、力外還承受彎矩的作用，是偏心受拉構(gòu)件。此外，如水池的池壁、工業(yè)筒倉(cāng)的倉(cāng)壁，在水平向均屬外，如水池的池壁、工業(yè)筒倉(cāng)的倉(cāng)壁，在水平向均屬偏心受拉構(gòu)件。偏心受拉構(gòu)件。 1 1 工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式偏心受力構(gòu)件的截面一般采用偏心受力構(gòu)件的截面一般采用矩形矩形形式。也可根據(jù)需形式。也可根據(jù)需要作成要作成I形、形、T形、形、L形或十字形。形或十字形。矩形截面柱構(gòu)造簡(jiǎn)單，但其材料的利用率不如矩形截面柱構(gòu)造簡(jiǎn)單，但其材料的利用率不如I形及形及T形柱。形柱。I形及形及T形偏心受壓構(gòu)件，如果翼緣厚度太小，形偏心受壓構(gòu)件，如果翼緣厚度太小，會(huì)使受拉翼緣過早出現(xiàn)裂縫，影響構(gòu)件的承載

4、力和耐會(huì)使受拉翼緣過早出現(xiàn)裂縫，影響構(gòu)件的承載力和耐久性。再考慮到翼緣及腹板的穩(wěn)定，一般翼緣的厚度久性。再考慮到翼緣及腹板的穩(wěn)定，一般翼緣的厚度不宜小于不宜小于120mm，腹板厚度不宜小于，腹板厚度不宜小于100mm，對(duì)于，對(duì)于地震區(qū)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，腹板的厚度還宜再加夫些。地震區(qū)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，腹板的厚度還宜再加夫些。 1 1 工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式偏心受力構(gòu)件配有偏心受力構(gòu)件配有縱向受力鋼筋縱向受力鋼筋和和環(huán)狀的橫向箍筋環(huán)狀的橫向箍筋 。1 1 工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式縱向鋼筋布置在彎矩作用方向縱向鋼筋布置在彎矩作用方向。箍筋的布置方

5、式根據(jù)截面的形狀和縱筋的位置及根數(shù)箍筋的布置方式根據(jù)截面的形狀和縱筋的位置及根數(shù)來確定。配置縱向鋼筋的一側(cè)，構(gòu)件截面尺寸大于來確定。配置縱向鋼筋的一側(cè)，構(gòu)件截面尺寸大于400mm，且縱向受力鋼筋多于，且縱向受力鋼筋多于3根時(shí)，或截面尺寸未根時(shí)，或截面尺寸未超過超過400mm，但縱向受力鋼筋多于，但縱向受力鋼筋多于4根時(shí)，還應(yīng)增加根時(shí)，還應(yīng)增加附加鋼筋。附加鋼筋。1 1 工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式偏心受力構(gòu)件中的箍筋除了起到和軸心受力構(gòu)件中的偏心受力構(gòu)件中的箍筋除了起到和軸心受力構(gòu)件中的箍筋相同的作用外，對(duì)于承受較大橫向剪力的構(gòu)件，箍筋相同的作用外，對(duì)于承受較大橫向

6、剪力的構(gòu)件，箍筋還可以幫助混凝土箍筋還可以幫助混凝土抗剪抗剪。偏心受力構(gòu)件中對(duì)鋼筋直徑、間距、混凝土保護(hù)層厚偏心受力構(gòu)件中對(duì)鋼筋直徑、間距、混凝土保護(hù)層厚度等的基本要求和軸心受壓構(gòu)件相同。度等的基本要求和軸心受壓構(gòu)件相同。1 1 工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式工程應(yīng)用實(shí)例及構(gòu)件的配筋形式偏心受壓短柱的破壞形態(tài)偏心受壓短柱的破壞形態(tài)試驗(yàn)表明，鋼筋混凝土偏心受壓短柱的破壞形態(tài)有試驗(yàn)表明，鋼筋混凝土偏心受壓短柱的破壞形態(tài)有受受拉破壞拉破壞和和受壓破壞受壓破壞兩種破壞形態(tài)。兩種破壞形態(tài)。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)1.受拉破壞形態(tài)受拉破壞形態(tài)受拉破壞形態(tài)又稱受拉破

7、壞形態(tài)又稱大偏心受壓破壞，大偏心受壓破壞，它發(fā)生于軸向壓它發(fā)生于軸向壓力的相對(duì)偏心較大，且受拉鋼筋配置得不太多時(shí)力的相對(duì)偏心較大，且受拉鋼筋配置得不太多時(shí)。受拉破壞形態(tài)的特點(diǎn)是受拉破壞形態(tài)的特點(diǎn)是受拉鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度，最受拉鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度，最總導(dǎo)致受壓區(qū)邊緣混凝土壓碎截面破壞?？倢?dǎo)致受壓區(qū)邊緣混凝土壓碎截面破壞。這種破壞形態(tài)與這種破壞形態(tài)與適筋梁適筋梁的破壞形態(tài)相似。的破壞形態(tài)相似。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)在荷載作用下，在靠近軸向壓力的一側(cè)受壓，另一側(cè)在荷載作用下，在靠近軸向壓力的一側(cè)受壓，另一側(cè)受拉。隨著荷載的增加，首先在受拉。隨著荷載的增加

8、，首先在受拉區(qū)產(chǎn)生橫向裂縫受拉區(qū)產(chǎn)生橫向裂縫；荷載再增加，拉區(qū)的裂縫不斷地開展，在破壞前主裂荷載再增加，拉區(qū)的裂縫不斷地開展，在破壞前主裂縫逐漸明顯，縫逐漸明顯，受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服，進(jìn)入流幅階，進(jìn)入流幅階段，受拉變形的發(fā)展大于受壓變形，中和軸上升，使段，受拉變形的發(fā)展大于受壓變形，中和軸上升，使混凝土壓區(qū)高度迅速減小，最后混凝土壓區(qū)高度迅速減小，最后壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到其極限壓應(yīng)變值，出現(xiàn)縱向裂縫而混凝土被壓碎其極限壓應(yīng)變值，出現(xiàn)縱向裂縫而混凝土被壓碎，構(gòu)，構(gòu)件即告破壞，這種破壞屬于件即告破壞，這種破壞屬于延性破壞延性破壞的類型；的類型；破壞時(shí)破壞時(shí)壓

9、區(qū)的縱筋也能到達(dá)受壓屈服強(qiáng)度壓區(qū)的縱筋也能到達(dá)受壓屈服強(qiáng)度。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)受拉破壞時(shí)的截面應(yīng)力和受拉破壞形態(tài)受拉破壞時(shí)的截面應(yīng)力和受拉破壞形態(tài)2.受壓破壞形態(tài)受壓破壞形態(tài)受壓破壞形態(tài)又稱受壓破壞形態(tài)又稱小偏心受壓破壞小偏心受壓破壞，截面破壞是從受截面破壞是從受壓區(qū)開始的壓區(qū)開始的。受壓破壞形態(tài)的特點(diǎn)是受壓區(qū)邊緣受壓破壞形態(tài)的特點(diǎn)是受壓區(qū)邊緣混凝土先被壓碎，混凝土先被壓碎，受壓鋼筋應(yīng)力達(dá)到抗壓屈服強(qiáng)度，受壓鋼筋應(yīng)力達(dá)到抗壓屈服強(qiáng)度，遠(yuǎn)側(cè)鋼筋可能受拉遠(yuǎn)側(cè)鋼筋可能受拉也可能受壓，

10、但基本上都不屈服也可能受壓，但基本上都不屈服，屬于，屬于脆性破壞類脆性破壞類型，型，破壞無明顯預(yù)兆，壓碎區(qū)段較長(zhǎng)，混凝土強(qiáng)度越高，破壞無明顯預(yù)兆，壓碎區(qū)段較長(zhǎng)，混凝土強(qiáng)度越高，破壞越帶突然性。破壞越帶突然性。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)受壓破壞發(fā)生于以下兩種情況：受壓破壞發(fā)生于以下兩種情況：（1）當(dāng)軸向力的相對(duì)偏心距較小時(shí)，構(gòu)件截面全部受）當(dāng)軸向力的相對(duì)偏心距較小時(shí)，構(gòu)件截面全部受壓或大部分受壓；壓或大部分受壓；（2）當(dāng)軸向力的相對(duì)偏心距雖然較大，但卻配置了特）當(dāng)軸向力的相對(duì)偏心距雖然較大，但卻配置了特別多的受拉鋼筋，致使受拉鋼筋始終不屈服。別多的受拉鋼

11、筋，致使受拉鋼筋始終不屈服。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)態(tài)受壓破壞時(shí)的截面應(yīng)力和受壓破壞形態(tài)受壓破壞時(shí)的截面應(yīng)力和受壓破壞形態(tài)“受拉破壞形態(tài)受拉破壞形態(tài)”與與“受壓破壞形態(tài)受壓破壞形態(tài)”都屬于材料發(fā)生了都屬于材料發(fā)生了破壞，它們的破壞，它們的相同之處是截面的最終破壞都是受壓區(qū)相同之處是截面的最終破壞都是受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到其極限壓應(yīng)變值而被壓碎邊緣混凝土達(dá)到其極限壓應(yīng)變值而被壓碎；不同之處；不同之處在于截面破壞的起因，在于截面破壞的起因，受拉破壞的起因是受拉鋼筋的受拉破壞的起因是受拉鋼筋的

12、屈服，受壓破壞的起因是受壓區(qū)邊緣混凝土被壓碎屈服，受壓破壞的起因是受壓區(qū)邊緣混凝土被壓碎。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)在在“受拉破壞形態(tài)受拉破壞形態(tài)”與與“受壓破壞形態(tài)受壓破壞形態(tài)”之間存在著一種之間存在著一種界限破壞形態(tài)，稱為界限破壞形態(tài)，稱為“界限破壞界限破壞”。它不僅有橫向主裂。它不僅有橫向主裂縫，而且比較明顯。其主要特征是：縫，而且比較明顯。其主要特征是：在受拉鋼筋應(yīng)力在受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度的同時(shí)，受壓區(qū)混凝土被壓碎。達(dá)到屈服強(qiáng)度的同時(shí)，受壓區(qū)混凝土被壓碎。界限破界限破壞形態(tài)也屬于壞形態(tài)也屬于受拉破壞形態(tài)受拉破壞形態(tài)。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截

13、面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓長(zhǎng)柱的破壞類型偏心受壓長(zhǎng)柱的破壞類型試驗(yàn)表明，鋼筋混凝土柱在承受偏心受壓荷載后，會(huì)試驗(yàn)表明，鋼筋混凝土柱在承受偏心受壓荷載后，會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)生縱向彎曲縱向彎曲。但長(zhǎng)細(xì)比小的柱子，即所謂。但長(zhǎng)細(xì)比小的柱子，即所謂“短柱短柱”，由于縱向彎曲小，在設(shè)計(jì)時(shí)一般可以忽略不計(jì)。對(duì)于由于縱向彎曲小，在設(shè)計(jì)時(shí)一般可以忽略不計(jì)。對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的柱則不同，它會(huì)產(chǎn)生比較大的縱向彎曲，長(zhǎng)細(xì)比較大的柱則不同，它會(huì)產(chǎn)生比較大的縱向彎曲，設(shè)計(jì)時(shí)必須予以考慮。設(shè)計(jì)時(shí)必須予以考慮。偏心受壓長(zhǎng)柱在縱向彎曲影響下，可能發(fā)生偏心受壓長(zhǎng)柱在縱向彎曲影響下，可能發(fā)生失穩(wěn)破壞失穩(wěn)破壞和和材料破

14、壞材料破壞兩種破壞類型。兩種破壞類型。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)長(zhǎng)細(xì)比很大時(shí)，構(gòu)件的破壞不是由材料引起的，而是長(zhǎng)細(xì)比很大時(shí)，構(gòu)件的破壞不是由材料引起的，而是由于構(gòu)件縱向彎曲失去平衡引起的，稱為由于構(gòu)件縱向彎曲失去平衡引起的，稱為“失穩(wěn)破壞失穩(wěn)破壞”。當(dāng)柱長(zhǎng)細(xì)比在一定范圍內(nèi)時(shí)，雖然在承受偏心受壓荷當(dāng)柱長(zhǎng)細(xì)比在一定范圍內(nèi)時(shí)，雖然在承受偏心受壓荷載后，偏心距增大，使柱的承載能力比同樣截面的短載后，偏心距增大，使柱的承載能力比同樣截面的短柱減小，但就其破壞特征來講與短柱一樣都屬于柱減小，但就其破壞特征來講與短柱一樣都屬于“材料材料破壞破壞”，即因截面材料強(qiáng)度耗

15、盡而產(chǎn)生破壞。，即因截面材料強(qiáng)度耗盡而產(chǎn)生破壞。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)不同長(zhǎng)細(xì)比柱從加荷到破壞的不同長(zhǎng)細(xì)比柱從加荷到破壞的N-M關(guān)系關(guān)系在圖中能看出，這三根柱的軸向力偏心距值雖然相同，在圖中能看出，這三根柱的軸向力偏心距值雖然相同，但其承受縱向力值的能力是不同的。這表明但其承受縱向力值的能力是不同的。這表明構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比的加大會(huì)降低構(gòu)件的正截面受壓承載力比的加大會(huì)降低構(gòu)件的正截面受壓承載力。產(chǎn)生這一。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是：長(zhǎng)細(xì)比較大時(shí)，偏心受壓構(gòu)件的縱向現(xiàn)象的原因是：長(zhǎng)細(xì)比較大

16、時(shí)，偏心受壓構(gòu)件的縱向彎曲引起了不可忽略的彎曲引起了不可忽略的附加彎矩附加彎矩或稱或稱二階彎矩二階彎矩。2 2 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)軸向壓力對(duì)偏心受壓構(gòu)件的側(cè)移和撓曲產(chǎn)生附加彎軸向壓力對(duì)偏心受壓構(gòu)件的側(cè)移和撓曲產(chǎn)生附加彎矩和附加曲率的荷載效應(yīng)稱為偏心受壓構(gòu)件的二階矩和附加曲率的荷載效應(yīng)稱為偏心受壓構(gòu)件的二階荷載效應(yīng)，簡(jiǎn)稱荷載效應(yīng)，簡(jiǎn)稱二階效應(yīng)二階效應(yīng)。由由側(cè)移側(cè)移產(chǎn)生的二階效應(yīng)，稱產(chǎn)生的二階效應(yīng)，稱 效應(yīng)。效應(yīng)。由由撓曲撓曲產(chǎn)生的二階效應(yīng)，稱產(chǎn)生的二階效應(yīng)，稱 效應(yīng)。效應(yīng)。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)PP結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算1

17、2/0.9MM /()0.9cNf A 12/34 12(/)cliMM桿端彎矩同號(hào)時(shí)的桿端彎矩同號(hào)時(shí)的 二階效應(yīng)二階效應(yīng)（1）控制截面的轉(zhuǎn)移）控制截面的轉(zhuǎn)移不論大偏心受壓，還是小偏心受壓，彎矩對(duì)配筋總不論大偏心受壓，還是小偏心受壓，彎矩對(duì)配筋總是不利的；是不利的；當(dāng)軸力相差不多時(shí)，彎矩大的不利；當(dāng)軸力相差不多時(shí)，彎矩大的不利；故，故，在偏心受壓構(gòu)件中，當(dāng)軸向力相差不多時(shí)，彎在偏心受壓構(gòu)件中，當(dāng)軸向力相差不多時(shí)，彎矩大的截面就是控制整個(gè)構(gòu)件配筋的控制截面。矩大的截面就是控制整個(gè)構(gòu)件配筋的控制截面。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)P偏心受壓構(gòu)件在桿端同號(hào)彎矩（偏心受壓構(gòu)件在桿

18、端同號(hào)彎矩（ ）和軸向力）和軸向力的共同作用下，將產(chǎn)生單曲率彎曲。的共同作用下，將產(chǎn)生單曲率彎曲。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)12MM桿端彎矩同號(hào)時(shí)的二階效應(yīng)桿端彎矩同號(hào)時(shí)的二階效應(yīng)不考慮二階效應(yīng)時(shí)，桿件的彎矩圖，即一階彎矩圖不考慮二階效應(yīng)時(shí)，桿件的彎矩圖，即一階彎矩圖示于圖（示于圖（b），桿端），桿端B截面的彎矩截面的彎矩M2最大，因此整個(gè)最大，因此整個(gè)桿件的截面承載力計(jì)算是以它為控制截面來進(jìn)行的。桿件的截面承載力計(jì)算是以它為控制截面來進(jìn)行的。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)考慮二階效應(yīng)后，軸向壓力考慮二階效應(yīng)后，軸向壓力P對(duì)桿件中部任一截面產(chǎn)對(duì)桿

19、件中部任一截面產(chǎn)生附加彎矩生附加彎矩 ，與一階彎矩，與一階彎矩M0疊加后，得合成彎矩：疊加后，得合成彎矩：3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)P0MMP任一截面的撓度值任一截面的撓度值圖（圖（c）為附加彎矩圖，圖（）為附加彎矩圖，圖（d）為合成彎矩圖?？桑楹铣蓮澗貓D?？梢?，在桿件中部總有一個(gè)截面，它的彎矩見，在桿件中部總有一個(gè)截面，它的彎矩M是最大是最大的。如果附加彎矩比較大，且的。如果附加彎矩比較大，且M1接近接近M2的話，就有的話，就有可能發(fā)生可能發(fā)生 的情況。的情況。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)2MM這時(shí)，這時(shí)，偏心受壓構(gòu)件的控制截面就由原來的桿

20、端截偏心受壓構(gòu)件的控制截面就由原來的桿端截面轉(zhuǎn)移到桿件長(zhǎng)度中部彎矩最大的那個(gè)截面面轉(zhuǎn)移到桿件長(zhǎng)度中部彎矩最大的那個(gè)截面。例如，。例如，當(dāng)當(dāng) 時(shí)，這個(gè)控制截面就在桿件長(zhǎng)度的中點(diǎn)。時(shí)，這個(gè)控制截面就在桿件長(zhǎng)度的中點(diǎn)。可見，可見，當(dāng)控制截面轉(zhuǎn)移到桿件長(zhǎng)度中部時(shí)，就要考當(dāng)控制截面轉(zhuǎn)移到桿件長(zhǎng)度中部時(shí)，就要考慮慮 二階效應(yīng)。二階效應(yīng)。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)12MMP（2）考慮）考慮 二階效應(yīng)的條件二階效應(yīng)的條件桿端彎矩同號(hào)時(shí)，發(fā)生控制截面轉(zhuǎn)移的情況是不普桿端彎矩同號(hào)時(shí)，發(fā)生控制截面轉(zhuǎn)移的情況是不普遍的，為了減少計(jì)算工作量，遍的，為了減少計(jì)算工作量，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)

21、設(shè)計(jì)規(guī)范范規(guī)定，當(dāng)只要滿足下述三個(gè)條件中的一個(gè)條件規(guī)定，當(dāng)只要滿足下述三個(gè)條件中的一個(gè)條件時(shí)，就要考慮二階效應(yīng)：時(shí)，就要考慮二階效應(yīng)：3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)P12/0.9MM /()0.9cNf A 12/34 12(/)cliMMM1、M2分別為已考慮側(cè)移影響的偏心受壓構(gòu)件兩端分別為已考慮側(cè)移影響的偏心受壓構(gòu)件兩端截面按結(jié)構(gòu)彈性分析確定的同一主軸的組合彎矩設(shè)截面按結(jié)構(gòu)彈性分析確定的同一主軸的組合彎矩設(shè)計(jì)值，絕對(duì)值較大的為計(jì)值，絕對(duì)值較大的為M2，絕對(duì)值較小端為，絕對(duì)值較小端為M1，當(dāng)，當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲時(shí)，構(gòu)件按單曲率彎曲時(shí)，M1/M2取整值；取整值； 構(gòu)件的計(jì)

22、算長(zhǎng)度，可近似取偏心受壓構(gòu)件相應(yīng)主構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度，可近似取偏心受壓構(gòu)件相應(yīng)主軸方向上下支承點(diǎn)之間的距離；軸方向上下支承點(diǎn)之間的距離； 偏心方向的截面回轉(zhuǎn)半徑，對(duì)于矩形截面偏心方向的截面回轉(zhuǎn)半徑，對(duì)于矩形截面bh，A偏心受壓構(gòu)件的截面面積。偏心受壓構(gòu)件的截面面積。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)cl0.289ihi（3）考慮）考慮 二階效應(yīng)后控制截面的彎矩設(shè)計(jì)值二階效應(yīng)后控制截面的彎矩設(shè)計(jì)值混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，除排架結(jié)構(gòu)柱外，規(guī)定，除排架結(jié)構(gòu)柱外，其他偏心受壓構(gòu)件考慮軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生其他偏心受壓構(gòu)件考慮軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的二階效應(yīng)后控制截面

23、的彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)按下列公的二階效應(yīng)后控制截面的彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)按下列公式計(jì)算：式計(jì)算：3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)P2mnsMCM120.70.3mMCM22011()1300()/cnscalMhehN 0.5ccf AN當(dāng)當(dāng) 小于小于1.0時(shí)取時(shí)取1.0；對(duì)剪力墻及核心筒墻肢，；對(duì)剪力墻及核心筒墻肢，因其因其 效應(yīng)不明顯，可取效應(yīng)不明顯，可取 等于等于1.0。 構(gòu)件端截面偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)，當(dāng)小于構(gòu)件端截面偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)，當(dāng)小于0.7時(shí)取時(shí)取0.7； 彎矩增大系數(shù)，彎矩增大系數(shù)， ， ； 附加偏心距；附加偏心距； 截面曲率修正系數(shù)，當(dāng)計(jì)算值大于截面曲率修正系數(shù)，當(dāng)計(jì)算值大

24、于1.0時(shí)取時(shí)取1.0。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)PmnsCmnsCmCns1/nsie 2/iaeMNeaec 截面高度；對(duì)環(huán)形截面，取外直徑；對(duì)圓形截面，截面高度；對(duì)環(huán)形截面，取外直徑；對(duì)圓形截面，取直徑；取直徑； 截面有效高度；對(duì)環(huán)形截面，取截面有效高度；對(duì)環(huán)形截面，取 ；對(duì)圓；對(duì)圓形截面，取形截面，取 ，此處，此處， 是環(huán)形截面的外半徑，是環(huán)形截面的外半徑， 是縱向鋼筋所在圓周的半徑，是縱向鋼筋所在圓周的半徑， 是圓形截面的半徑；是圓形截面的半徑；A構(gòu)件截面面積。構(gòu)件截面面積。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)h02shrr0h0shrr2r

25、srr桿端彎矩異號(hào)時(shí)的桿端彎矩異號(hào)時(shí)的 二階效應(yīng)二階效應(yīng)這時(shí)桿件按雙曲率彎曲，桿件長(zhǎng)度中都有反彎點(diǎn)，這時(shí)桿件按雙曲率彎曲，桿件長(zhǎng)度中都有反彎點(diǎn)，最典型的是框架柱。最典型的是框架柱。3 3 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)P桿端彎矩異號(hào)時(shí)的二階效應(yīng)桿端彎矩異號(hào)時(shí)的二階效應(yīng)雖然軸向壓力對(duì)桿件長(zhǎng)度中部的截面將產(chǎn)生附加彎雖然軸向壓力對(duì)桿件長(zhǎng)度中部的截面將產(chǎn)生附加彎矩，增大其彎矩值，但彎矩增大后還是比不過端節(jié)矩，增大其彎矩值，但彎矩增大后還是比不過端節(jié)點(diǎn)截面的彎矩值，即不會(huì)發(fā)生控制截面轉(zhuǎn)移的情況，點(diǎn)截面的彎矩值，即不會(huì)發(fā)生控制截面轉(zhuǎn)移的情況，故不必考慮二階效應(yīng)。故不必考慮二階效應(yīng)。3 3 偏

26、心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)第第5章講的正截面承載力計(jì)算的基本假定同樣適用于偏章講的正截面承載力計(jì)算的基本假定同樣適用于偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的計(jì)算。心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的計(jì)算。與受彎構(gòu)件相似，當(dāng)受壓區(qū)高度達(dá)到界限受壓區(qū)高度與受彎構(gòu)件相似，當(dāng)受壓區(qū)高度達(dá)到界限受壓區(qū)高度時(shí)，受拉鋼筋達(dá)到屈服。因此，相應(yīng)于界限破壞形態(tài)時(shí)，受拉鋼筋達(dá)到屈服。因此，相應(yīng)于界限破壞形態(tài)的相對(duì)受壓區(qū)高度的相對(duì)受壓區(qū)高度 仍可用查表的方式確定。仍可用查表的方式確定。4 4 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的基本計(jì)算公式受壓承載力的基本計(jì)算公式b區(qū)分大、小偏心受壓破壞形

27、態(tài)的界限區(qū)分大、小偏心受壓破壞形態(tài)的界限當(dāng)當(dāng) 時(shí)，屬于時(shí)，屬于大偏心受壓大偏心受壓破壞形態(tài)；破壞形態(tài)；當(dāng)當(dāng) 時(shí)，屬于時(shí)，屬于小偏小受壓小偏小受壓破壞形態(tài)。破壞形態(tài)。4 4 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的基本計(jì)算公式受壓承載力的基本計(jì)算公式bb矩形截面矩形截面大偏心大偏心受壓構(gòu)件正截面受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的基本計(jì)算公式受壓承載力的基本計(jì)算公式由力的平衡條件及各力對(duì)受拉鋼由力的平衡條件及各力對(duì)受拉鋼筋合力點(diǎn)取矩的力矩平衡條件，筋合力點(diǎn)取矩的力矩平衡條件，可以得到：可以得到：4 4 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的基本計(jì)算公式受壓

28、承載力的基本計(jì)算公式1ucysysNf bxf Af A 100()2ucyssxN ef bx hf A ha 4 4 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的基本計(jì)算公式受壓承載力的基本計(jì)算公式2isheea0iaeee0MeN式中：式中： 受壓承載力設(shè)計(jì)值；受壓承載力設(shè)計(jì)值； 系數(shù)；系數(shù)； 軸向力作用點(diǎn)至受軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋拉鋼筋 合力點(diǎn)之間的距離；合力點(diǎn)之間的距離； 初始偏心距；初始偏心距； 軸向力對(duì)軸向力對(duì)截面重心的偏心距；截面重心的偏心距； 附加偏心距，其值取偏心方向截面尺附加偏心距，其值取偏心方向截面尺寸的寸的1/301/30和和20mm20mm中的較大者；中的較大者； 控制界面彎矩設(shè)計(jì)值，需判控制界面彎矩設(shè)計(jì)值，需判斷是否考