大偏心受压发生条件
《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案
《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案作业1一、选择题A D A DC DBA二、判断题1．× 2．√3.×4.×5．×6．√7．×8．×9．√10．√三、简答题1．钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料，之所以能够有效地结合在一起而共同工作，其主要原因是什么？答：1）钢筋和混凝土之间良好的黏结力；2）接近的温度线膨胀系数；3）混凝土对钢筋的保护作用。
2．试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。
答：素混凝土梁承载力很低，受拉区混凝土一开裂，裂缝迅速发展，梁在瞬间骤然脆裂断开，变形发展不充分，属脆性破坏，梁中混凝土的抗压能力未能充分利用。
钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有很大提高，受拉区混凝土开裂后，钢筋可以代替受拉区混凝土承受拉力，裂缝不会迅速发展，直到钢筋应力达到屈服强度，随后荷载略有增加，致使受压区混凝土被压碎。
梁破坏前，其裂缝充分发展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，结构的受力特性得到明显改善。
同时，混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力得到充分利用。
3．钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么？答：1）较高的强度和合适的屈强比；2）足够的塑性；3）可焊性；4）耐久性和耐火性5）与混凝土具有良好的黏结力。
4．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义是什么？答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。
结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态，称为承载能力极限状态。
结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态，称为正常使用极限状态。
5．什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于哪种作用？答：结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。
第6章的习题答案syj-2012混凝土设计原理 邵永健
Nb
B
O
C
Mu
上图所示的 Nu-Mu 相关曲线首先可分为小偏心受压（曲线 AB）和大偏心受压（曲线 BC）两个 曲线段，其特点有： （1）Nu-Mu 相关曲线上的任一点表示截面恰好处于承载能力极限状态；Nu-Mu 相关曲线内的任 一点表示截面未达到承载能力极限状态；Nu-Mu 相关曲线外的任一点表示截面承载力不足。 （2）在小偏心受压范围内（曲线 AB） ，此范围内 N>Nb，随着轴向压力 N 的增加，截面的受弯 承载力 Mu 逐渐减小。即在小偏心受压范围内，当弯矩 M 为某一定值时，轴向压力 N 越大越不安全。 （3）在大偏心受压范围内（曲线 BC） ，此范围内 N≤Nb，随着轴向压力 N 的增加，截面的受弯 承载力 Mu 逐渐增大。即在大偏心受压范围内，当弯矩 M 为某一定值时，轴向压力 N 越大越安全。 （4）无论大偏心受压还是小偏心受压，当轴向压力 N 为某一定值时，始终是弯矩 M 越大越不 安全。 （5）轴心受压时（A 点） ，M＝0，Nu 达到最大；纯弯时（C 点） ，N＝0，Mu 不是最大；界限破 坏（B 点）附近，Mu 达到最大。
（6）对于对称配筋截面，界限破坏时的轴向压力 Nb=ξbα1 fcbh0，可见 Nb 只与材料强度等级和截 面尺寸有关，而与配筋率无关。 Nu-Mu 相关曲线在工程设计中的用途主要有两个方面：首先，通常工程结构受到多种荷载工况的 作用，其构件截面也有多组 N、M 内力组合，此时可根据 Nu-Mu 相关曲线的特点，选取一组或若干 组不利内力进行配筋计算，从而可减少计算工作量。第二，应用 Nu-Mu 相关方程，可以对一些常用 的截面尺寸、混凝土强度等级和钢筋类别的偏心受压构件，事先绘制好不同配筋率下的 Nu-Mu 相关 曲线；设计时可直接查相应的相关曲线得到承载力所需的钢筋面积 As、A＇ s ，从而使计算大大简化。 6.16 试述轴向压力对偏心受压构件斜截面受剪承载力的影响规律？《规范》GB50010 又是如何 考虑钢筋混凝土偏心受压构件的斜截面受剪承载力计算问题？ 答：试验表明，由于轴向压力的作用，使得垂直裂缝的出现推迟，也延缓了斜裂缝的出现和发 展，斜裂缝的倾角变小，混凝土剪压区高度增大，从而使得斜截面受剪承载力有所提高。 当轴压比 N/ (fcbh)较小时，斜截面受剪承载力随着轴压比的增大而增大。当轴压比在 0.3～0.5 时，受剪承载力达到最大。继续增大轴压比，由于剪压区混凝土压应力过大，使得混凝土的受剪强 度降低，反而使受剪承载力随着轴压力的增大而降低。 《规范》GB50010 考虑到轴向压力的有利作用，在受弯构件斜截面受剪承载力计算公式的基础 上增加一项考虑轴向压力有利影响的附加承载力。 即按下式计算偏心受压构件的斜截面受剪承载力：
大小偏心受压判别条件
大小偏心受压判别条件在生活中，我们经常会遇到大小偏心受压的情况。
所谓大小偏心受压，是指由于物体的大小或形状不同，在承受外力时，会产生不同程度的压力分布。
这种现象在工程设计、物理实验以及日常生活中都十分常见。
本文将从不同角度探讨大小偏心受压的判别条件。
一、力的大小与方向在判别大小偏心受压时，首先需要考虑力的大小与方向。
当物体受到的力作用点与物体的重心重合时，力的大小与方向对物体产生的压力分布没有影响。
然而，当力的作用点偏离物体的重心时，力的大小与方向会对物体的压力分布产生显著的影响。
以一个简单的实例来说明。
假设有一个长方形木板，木板的上半部分比下半部分重。
当我们将木板放在水平地面上时，木板的重心位于中点，压力分布均匀。
但是，如果我们施加一个向上的力在上半部分，使得木板发生倾斜，那么上半部分的压力就会增加，下半部分的压力就会减小。
这就是大小偏心受压的典型例子。
二、物体的形状与刚度除了力的大小与方向外，物体的形状与刚度也是判别大小偏心受压的重要条件。
物体的形状直接影响着力的传递路径和压力分布。
当物体的形状不规则或不对称时，压力分布会出现明显的偏离。
而物体的刚度则决定了物体对外力的抵抗能力，刚度越大，物体对外力的反作用越强。
以一个实际工程案例来说明。
在建筑设计中，柱子是承受垂直力的重要承载结构。
当柱子的截面形状不均匀或者材料的刚度不同，柱子在受压时就会出现大小偏心受压的情况。
这种情况下，柱子的一侧会承受更大的压力，而另一侧则承受较小的压力，从而导致柱子的变形和破坏。
三、物体的材料与强度除了力的大小与方向以及物体的形状与刚度外，物体的材料与强度也是判别大小偏心受压的重要条件。
物体的材料决定了它的力学性能和承受外力的能力。
当物体的材料强度不均匀或者存在缺陷时，物体在受压时就会出现不均匀的压力分布。
以一个例子来说明。
在汽车制造中，车身结构是承受各种外力的重要部分。
当车身的材料存在缺陷或者强度不均匀时，车身在受到碰撞力时就会产生大小偏心受压的现象。
2019年电大混凝土结构设计原理复习资料重要知识点
2019年电大混凝土结构设计原理复习资料重要知识点选择题1.我国以立方体抗压强度该值作为混凝土强度的基本指标我国混凝土结构设计规范规定：混凝土强度等级依据（立方体抗压强度标准值）确定。
2.我国混凝土结构设计规范规定：对无明显流幅的钢筋，在构件承载力设计时，取极限抗拉强度的（ 85% ）作为条件屈服点。
3.（荷载标准值）是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值，是现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）中对各类荷载规定的设计取值。
4.《混凝土结构设计规范》规定，配有螺旋式或焊接环式间接钢筋柱的承载能力不能高于配有普通箍筋柱承载能力的 30% 5.对无明显屈服点的钢筋，《混凝土结构设计规范》取用的条件屈服强度为极限抗拉强度的0.85倍 6.对钢筋进行冷加工的目的是提高屈服强度 7.对于钢筋混凝土受弯构件，提高混凝土等级与提高钢筋等级相比，对承载能力的影响为提高钢筋等级效果大 8.对先张法和后张法的预应力混凝土构件，如果采用相同的张拉控制应力，则先张法所建立的钢筋有效预应力比后张法小 9. 材料强度设计值是材料强度标准值除以分项系数10. 结构可靠度的定义中所提到的结构的规定时间一般应为 50年11. 结构的可靠性是：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。
12. 结构的功能要求不包括（经济性）13. 结构上的作用可分为直接作用和间接作用两种，下列不属于间接作用的是（风荷载）。
14. 下列各项预应力损失类型中，不属于后张法预应力损失的是（温差损失）15. 下列关于钢筋混凝土超筋梁正截面极限承载力的说法正确的是钢筋混凝土超筋梁截面极限承载力与混凝土强度等级有关16. 在下列关于混凝土徐变的概念中，正确的是水灰比越大，混凝土徐变越大17. 下列有关钢筋混凝土单筋梁ρmax 值得说法正确的是混凝土等级低，同时钢筋等级高，ρmax 小18. 下列几项中，说法错误的是受压构件破坏时，受压钢筋总是受压屈服的19. 下列哪种状态应按正常使用极限状态设计？影响耐久性能的局部损坏20. 下列关于钢筋混凝土结构的说法正确的是钢筋混凝土结构施工比较复杂，建造耗工较多，进行补强修复也比较困难21. 下列关于钢筋混凝土结构的说法错误的是钢筋混凝土结构自重大，有利于大跨度结构、高层建筑结构及抗震22. 以下破坏形式属延性破坏的是大偏压破坏23. 梁内钢筋的混凝土保护层厚度是指纵向受力钢筋的外表面到构件外表面的最小距离24. 梁斜坡截面破坏有多种形态，且均属脆性破坏，相比之下，脆性稍小一些的破坏形态是剪压破坏25. 梁的破坏形式为受拉钢筋先屈服，然后混凝土受压区破坏，则这种梁称为适筋梁26. 梁的破坏形式为受拉钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生，则这种梁称为（平衡配筋梁）。
电大混凝土结构问答题缩小版
33、钢筋混凝土弯剪扭构件的钢筋配置有哪些构造要求？
答：1）纵筋的构造要求；对于弯剪扭构件，受扭纵向受力钢筋的间距不应大于200mm和梁的截面宽度；在截面四角必须设置受扭纵向受力钢筋，其余纵向钢筋沿截面周边均匀对称布置。当支座边作用有较大扭矩时，受扭纵向钢筋应按受拉钢筋锚固在支座内。当受扭纵筋按计算确定时，纵筋的接头及锚固均应按受拉钢筋的构造要求处理。在弯剪扭构件中，弯曲受拉边纵向受拉钢筋的最小配筋量，不应小于按弯曲受拉钢筋最小配筋率计算出的钢筋截面面积，与按受扭纵向受力钢筋最小配筋率计算并分配到弯曲受拉边钢筋截面面积之和。）箍筋的构造要求；箍筋的间距及直径应符合受剪的相关要求。箍筋应做成封闭式，且应沿截面周边布置；当采用复合箍筋时，位于截面内部的箍筋不应计入受扭所需的箍筋面积；受扭所需箍筋的末端应做成135º弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。
答：有腹筋梁中的腹筋能够起到改善梁的抗剪切能力，其作用具体表现在：1）腹筋可以承担部分能力。2）腹筋能限制斜裂缝向梁顶的延伸和开展，增大剪压区的面积，提高剪压区混凝土的抗剪能力。3）腹筋可以延缓斜裂缝的开展宽度，从而有效提高斜裂缝交界面上的骨料咬合作用和摩阻作用。4）腹筋还可以延缓沿纵筋劈裂裂缝的开展，防止混凝土保护层的突然撕裂，提高纵筋的销栓作用。
答：受压构件的一般构造要求包括：截面形式及尺寸，材料强度要求，纵筋和箍筋。
16、根据配筋率不同，简述钢筋混凝土梁的三种破坏形式及其破坏特点?
答：1）适筋破坏；适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，经过一定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，属延性破坏。2）超筋破坏；超筋梁的破坏特点是：受拉钢筋屈服前，受压区混凝土已先被压碎，致使结构破坏，属脆性破坏。3）少筋破坏；少筋梁的破坏特点是：一裂即坏，即混凝土一旦开裂受拉钢筋马上屈服，形成临界斜裂缝，属脆性破坏。
偏压构件(8)资料
e0 N
N M=Ne0
F N
RA
F N
RB
y
y
y
y
x
偏心受压柱的截面形式及钢筋布置
x
一、构造要点 h/b=1.5～3.0 弯矩作用平面与长边平行，
与短边垂直。 截面 5%≥ρ≥0.5% （C50级以上≥0.6%）
单侧ρ≥0.2%。 当边长≥600mm，设纵向构造钢筋和复合箍筋，
' sd
As'
es'
（5 - 3 - 3）
（5 - 3 - 4）
公式适用条件和有关说明
（1）As应力取值 当ξ≤ξb，大偏心，σs= fsd；
当ξ＞ξb，小偏心，-fsd'≤ σsi≤fsd：
εcu
h0i h0
x/β x
si
cuEs
βh0i x
1
（5 - 2 - 3）
εcu、β查p69表3-3-1，p70表3-3-2
或纵筋离角筋距离≥150mm，也应设复合箍筋。 不容许用内折角箍筋。
二、 Failure features of columns under eccentric load Tensile failure—— Large Eccentricity Compressive failure—— Small Eccentricity
x4=352-(3523-74×3522-28025.6×352-24559321) ÷(3×3522-74×352-28025.6)
=352-20980/317638=352-0.06=351.9mm≈x3 x=351.9mm
s
第七章 偏心受压构件的强度计算
影响，各截面所受的弯矩不再是Ne0,而
变成N（e0+y）见图（7-4）所示，y为构件 任意点的水平侧向挠度。在柱高度中心处，
y
N
侧向挠度最大，截面上的弯矩为N（e0+f）。
一般,把偏心受压构件截面弯矩中心的Ne0称为初始弯矩或一
阶弯矩（不考虑侧向挠度时的弯矩），将Nf或Ny称为附加弯矩或
二阶弯矩。
由于二阶弯矩的影响，将造成偏心受压构件不同的破坏类型。(见教材122 页图7-12) 短柱——材料破坏,即由于截面中材料达到其强度极限而发生的破坏； 长柱(8<lo /h≤30) ——材料破坏 细长柱——失稳破坏。即当偏心压力达到最大值时，侧向挠度f突然剧增， 但材料未达到其强度极限情况下发生的破坏。由于失稳破坏与材料破坏有本 质的区别，设计中一般尽量不采用细长柱。
rb N j e M u Rg Ag (h0 a ' ) （7-12） rs 当按式（7-12）求得的正截面承载力M u比不考虑受压钢筋A/g时更小，则 在计算中不应考虑受压钢筋A/g 。
'
3）当偏心压力作用的偏心距很小，即小偏心受压情况下且全截面受压。 若靠近偏心压力一侧的纵向钢筋A/g配置较多，而远离偏心压力一侧的纵向钢 筋Ag配置较少时，钢筋Ag的应力可能达到受压屈服强度，离偏心压力较远一 侧的混凝土也有可能压坏，这时的截面应力分布如图（7-8）所示。为使钢筋 Ag数量不致过少，防止出现一侧压应力负担较大引起的破坏，《公路桥规》 规定：对于小偏心受压构件，若偏心压力作用于钢筋Ag合力点和A/g合力点之 间时，尚应符合下列条件：
e
e/
e0
e/
x
Ra
z
x 2a '
rb / Rg Ag C rs
大小偏心受压构件的承载力计算公式
解式（6.3.15）~式（6.3.17）得对称配筋时纵向
钢筋截面面积计算公式为
A SA S ' N efy1fc h b 0x a hs 02 x N e1 ffycb h h0 02 a 1 s 0.5
（6.3.18）
精选版课件ppt
24
其中ξ可近似按下式计算：
N e10.b4N 3h10fcbbafhcs0b2h01fcbh0 b
衡条件可得出小偏心受压构件承载力计算基本公式为：
N =α1fcbx+fy′As′-σsAs
(6.3.15)
Ne =α1fcbx（h0-）+fy′As′(h0-as′) (6.3.16)
精选版课件ppt
23
式中σs—距轴向力较远一侧的钢筋应力：
s
b
fy
1
(
1)
1 —系数，按表3.2.1取用。
(6.3.17)
2021chenli16633对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算受压区混凝土采用等效矩形应力图其强度取等于混凝土轴心抗压强度设计值矩形应力图形的受压区高度为由平面假定确定的中和轴高度chenli17考虑到实际工程中由于施工的误差混凝土质量的不均匀性以及荷载实际作用位置的偏差等原因都会造成轴向压力在偏心方向产生附加偏心距因此在偏心受压构件的正截面承载力计算中应考虑应取20mm和偏心方向截面尺寸20mm基本公式矩形截面大偏心受压构件破坏时的应力分布如图434a所示
第六章 受压构件
教学目标：
第三讲
1.了解大小偏心受压构件破坏特征 ;
2. 掌握大小偏心受压构件的承载力计算公式 及其适用条件。
精选版课件ppt
1
重点
1、大小偏心受压构件破坏特征。
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大偏心受压发生条件
一、什么是大偏心受压
大偏心受压是指柱端受压时，受力面与柱轴线之间存在一定的偏心距离，即柱端受力面与
柱轴线不重合，而是有一定的偏心距离。
二、大偏心受压发生条件
1、结构荷载处于非线性变形状态；
2、结构受力面和柱轴线不重合，即存在一定的偏心距离；
3、柱端受力面的偏心距离大于柱的断面尺寸；
4、柱受力较小的一端的偏心距离要大于柱受力较大的一端的偏心距离。
三、大偏心受压发生的实例
1、悬臂梁
悬臂梁是一种结构形式，受力面与梁轴线不重合，当梁受力较大的一端的偏心距离大于梁受力较小的一端的偏心距离时，就会发生大偏心受压，因此悬臂梁的设计时要特别注意这
一点。
2、拱形桁架
拱形桁架也是一种结构形式，受力面与桁架轴线不重合，当桁架受力较大的一端的偏心距
离大于桁架受力较小的一端的偏心距离时，就会发生大偏心受压，因此拱形桁架的设计时
也要特别注意这一点。
四、大偏心受压发生后的影响
1、结构受力不均匀，结构受力较大的一端会受到更大的荷载，从而导致结构受力不均匀；
2、结构构件受力不均衡，结构构件受力较大的一端会受到更大的荷载，从而导致结构构
件受力不均衡；
3、结构的抗震性能受到影响，大偏心受压使结构受力不均匀，从而影响结构的抗震性能；
4、结构的安全性受到影响，大偏心受压使结构受力不均衡，从而影响结构的安全性。
五、大偏心受压的预防措施
1、采用结构受力均匀的设计方法，如减少支撑点的偏心距离，减少框架结构的偏心距离等；
2、采用结构受力均衡的设计方法，如采用梁柱连接的方法，使结构构件受力均衡；
3、采用抗震设计的方法，如采用抗剪结构，增加支撑点，减少框架结构的偏心距离等；
4、采用安全设计的方法，如采用钢结构，钢构件受力均衡，从而提高结构的安全性。
六、总结
大偏心受压是指柱端受压时，受力面与柱轴线之间存在一定的偏心距离，当柱端受力面的
偏心距离大于柱的断面尺寸，柱受力较小的一端的偏心距离要大于柱受力较大的一端的偏
心距离时，就会发生大偏心受压，其发生的影响有结构受力不均匀，结构构件受力不均衡，结构的抗震性能受到影响，结构的安全性受到影响等，因此，在设计结构时，应该采取结构受力均匀，结构受力均衡，抗震设计，安全设计等措施，以防止大偏心受压的发生。