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偏心受压构件的纵向弯曲.ppt

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偏心受压构件的纵向弯曲.ppt

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各截面:eo→eo+y Neo→N(eo+y)
柱中点:eo →eo+u Neo→N(eo+u)
lo/h越大,u越大,承载力降低越多。
按长细比的不同,钢筋混凝土偏心受压柱可分为短柱、长柱和细长柱。
短柱 当柱的长细比较小时,侧向挠度与初始偏心距相比很小,可略去不计,这种柱称为短柱《规范》规定当构件长细比l0/r≤(l0为构件计算长度,r为截面的回转半径),可不考虑挠度对偏心距的影响。短柱的N与M为线性关系(图7-12中直线OB), 随荷载增大直线与N-M相关曲线交于B点,到达承载能力极限状态,属于材料破坏。
长柱  当柱的长细比较大时,侧向挠度与初始偏心距相比已不能忽略。长柱是在侧向挠度引起的附加弯矩作用下发生的材料破坏。图7-12中OC是长柱的N、M增长曲线,由于侧向挠度随N的增大而增大,故M=N(u+e0)较N增长更快。当构件的截面尺寸、配筋、材料强度及初始偏心距e0相同时,柱的长细比l0/h 越大,长柱的承载力较短柱承载力降低得就越多,但仍然是材料破坏。当8<l0/h≤30 时,属于长柱的范围。
细长柱  当柱的长细比很大时,在内力增长曲线OE与截面承载力N-M相关曲线相交以前,轴力已达到其最大值 ,这时混凝土及钢筋的应变均未达到其极限值,材料强度并未耗尽,但侧向挠度已出现不收敛的增长,这种破坏为失稳破坏。 如图7-12所示,在初始偏心距e0相同的情况下,随柱长细比的增大,其承载力依次降低N2<N1<N0
图7-8 偏心受压构件的受力图式
图7-12 柱长细比对承载力的影响

实际结构中最常见的是长柱,其最终破坏属于材料破坏,但在计算中应考虑由于构件的侧向挠度而引起的二阶弯矩的影响。设考虑侧向挠度后的偏心距(u + e0 )与初始偏心距e0 的比值为η,称为偏心距增大系数。
引用偏心距增大系数η的作用是将短柱(η=1)承载力计算公式中的e0 代换为ηe0,即可用来进行长柱的承载力计算。
而又
故有
根据大量的理论分析及试验研究,《规范》给出偏心距增大系数η 的计算公式为:
式中:
l0 — 构件的计算长度,由见表6-1中的有关规定。对无侧移结构的偏心受压构件,可取两端不动支点之间的轴线长度    h—截面高度;对环形截面取外直径d;对圆形截面,取直径d1
     h0 —截面有效高度,对圆形截面,取h0=r+rs ζ1—荷载偏心率对截面曲率影响系数;当ζ1 ,取ζ1
   ζ2 —偏心受压构件长细比对截面曲率的影响系数;当ζ2  取
(7-1)
(7-2)
(7-3)
杆件
构件及其两端固定情况
计算长度
直杆
两端固定
一段固定,一端为不移动铰
两端均为不移动铰
一端固定,一端自由




表6-1 构件纵向弯曲计算长度
注:l-构件支点长度。
《公路桥规》规定以下情况考虑 影响:
(r为构件截面回转半径)
矩形截面:
圆形截面:
偏心受压构件的弯矩作用平面的意义见图7-14示意
图。
图7-14 矩形截面偏心受压构件的弯矩作用平面示意图