圆形截面偏心受压验算
圆形截面偏心受压构件(详)
（4）
由于：
xi rs cos gr cos x0 r x0 r 2 r r(1 2 )
xsc rs cossc gr cossc
将以上三项代入（4）式即得（7—60）式结果。
（7—61）
以下是基本公式推导过程
1、受压区混凝土合力（抗力）Dc Dc fcd Ac
(r x0
x0 ) cu
代入 x0 2 r
→
xi
xi
(r 2 2 r
r)
cu
（1）
在钢环受压屈服开始点 xi xsc ，钢筋达到屈服应变，压应变
xi
y
fsd Es
（1）式为
fsd Es
xsc
(r 2 2 r
r ) cu
→ xsc
2 r cu
fsd Es
r(1
2 )
s y (s y )
对于图7—33（a）的圆形截面，基本公式可根据静力平衡条件写 出：
对截面纵向：
n
0 Nd Nu Dc Ds fcd Ac si Asi i 1
（7—55）
以形心轴为矩轴：
n
0 Nd ηe0 Mu Mc Ms fcd Ac Zc σsi Asi Zsi （7—56） i 1
→ 此时可以从（7—66）式计算出偏心压力Nu；
fcd Br A ( e0 ) fsd C ( e0 ) Dgr
（7－68）
（3）
ρ——初始配筋率
若 若
0 0
N N
d d
Nu，说明ρ合适， 就是要找的 计算As，As r 2 Nu 重新假定 。如在算不出，则考虑改变尺寸。
2、截面复核 ( 0 Nd Nu?)
偏心受压强度验算(矩形和圆形截面)
基本参数 C2 1.50
Ms（KNm） 1089.00
圆形偏心受压截面裂缝宽度计算 Nl（KN） Ns（KN） d（mm） 2451.00
22Leabharlann 51.0025.0-2/3
σ ss=[59.42*Ns/(π r fcu,k)*(2.80*η se0/r-1)-1.65]*ρ Wfk=C1C2[0.03+σ ss/Es*(0.004*d/ρ +1.52c)]
C1 1.0 62.0 0.110
D62-2004)第5.3.9条 混凝土标号
C30
C30
钢筋类型
HRB400、KL400 #VALUE!
钢筋弹模 200000.0
35.60472
试算偏心距
圆形截面偏心受压构件配筋计算
圆形截面偏心受压构件配筋计算
一、引言
二、影响因素
1.材料性质：不同的材料有不同的强度，一些材料具有较高的强度。
2.构件形状：构件的高度和直径大小影响着构件的重量，从而影响着
构件的稳定性。
3.构件分布：构件的分布情况决定了构件的偏心度，偏心度越大结构
的刚度就越大，从而影响构件的受力情况。
4.荷载作用：构件受力情况受外力、温度变化等作用影响，这些作用
影响到构件的承载能力。
三、配筋计算
1.计算构件受力：根据偏心度，确定偏心受压构件的受力大小，并以
构件设计偏心受压应力进行计算。
2.计算筋组的尺寸：根据偏心受压构件受力，确定构件必须配置的筋
组的尺寸，以确保构件的受力安全性。
3.计算受力筋的配置：根据偏心受压构件受力分布，以及筋组的尺寸，计算受力筋的配置，避免构件被过度受力影响。
4.计算配筋量：根据筋组的尺寸和受力筋的配置，求出每种筋组的配
筋量。
圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力计算方法探讨
表格对 算例 进行计 算 ， 对 各种 计 算 方 法 的精度 进 并
行分析 对 比 ， 而总 结 出一 定 的 规律 ， 从 为更 方便 、 有
效 地进 行 圆截 面 承载力设 计计算 奠 定一定 的基础 。
轴力、 弯矩 和剪力 ， 般情 况 下 剪 力影 响相 对较 小 ， 一
常 需进行 的是 正截 面 承载 力 计 算 ， 截 面上 的弯矩 正
和 圆形截 面 。其 中矩形 截 面 因 其模 板 制 作 方便 ， 应
用 广泛 。但在有 特 殊要 求 的情 况下 ， 如建 筑 结构 中
为 了增加 美观 、 河道 中 的桥梁 结 构 考 虑水 流 的作 用
根 据轴 向力对 截 面形 心 的偏 心距 不 同 ， 圆形 截 面偏心 受 压 构件 也 会 出现 类 似 于 矩 形 截 面那 样 的 “ 受拉破 坏 ” 受压 破坏 ” 种 破坏 形态 。但 是 ， 和“ 两 对
２１ ００年 １ ０月 ９ 日收 到
周边均 匀配 筋的 圆形 截 面偏 心 受 压构 件 ， 正 截 面 其
强度计 算 的基本假 定如 下 ： １ ）截 面变形 符合平 截面假 定 ； ２ ）构 件达 到破坏 时 ， 受压 边缘 混凝 土 的极 限 压
应变取 为 ＝ ． ０ ； ０ ０ ３３
⑥
２ １ Ｓｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０ ０ ｃ Ｔ ｃ． ｎｎ． ．
圆形截 面钢 筋混 凝 土 偏心 受 压构 件 正 截 面承 载 力计 算方 法 探 讨
肖 武 田红 伟
（ 中南 勘 测 没计 研 究 院 ， 沙 ４０ １ ； 南 省 交 通 规 划 勘 察设 计 院 ， 沙 ４ ０ ０ ） 长 １０ ４ 湖 长 １０ ８
圆形截面偏心受压(受弯)构件均匀配筋计算
一、计算参数注：后缀s表示砼材料性质按水(海)工规范取值注：本表格只适用于热轧钢筋二、配筋计算均匀配筋圆形截面偏心受压（受弯）构件的配筋根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）7.3.8 条计算轴向力偏心距 e 0＝M / N 14250mm 附加偏心距 e a 40mm初始偏心距 e i ＝e 0+e a 14290mm 截面曲率修正系数 ζ1 1.0长细比对截面曲率影响系数 ζ2 1.0偏心距增大系数 η 1.006解上面的联立方程可得：全部纵向钢筋截面面积 As ＝22022受压区砼截面圆心角与2π的比值 α ＝0.287受拉纵筋与全部纵筋面积的比值 αt ＝0.676实际选用40根直径d=32mm 的钢筋实际配筋面积32170mm 2三、裂缝计算圆形截面偏心受压（受弯）构件最大裂缝宽度根据《港口工程灌注桩设计与施工规程》（JTJ 248-2001）附录B 计算最大裂缝宽度限值[W max ] ＝0.25mm构件受力特征系数α1＝0.9钢筋表面形状影响系数α2＝ 1.0荷载长期效应组合影响系数α3＝ 1.5桩身截面配筋率ρ＝ 2.84%受压区砼截面圆心角之半φ＝ 1.33受拉区边缘纵向钢筋应力σsl ＝304.4最大裂缝宽度0.226mm 圆形截面偏心受压(受弯)构件均匀配筋计算）（）（）（38.3.7225.128.3.7sin sin sin 3218.3.7)(22sin 1311--=-++≤--+⎪⎭⎫⎝⎛-≤ααππαπαππααηααπαπαααt ts s y c i s y t c r A f Ar f e N A f A f N =⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=ρσααα1028.030321max s s sl d E W。
《公预规》提供的附录C表C.0.2“圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数”表
C.O.2沿用边均匀配筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其正截面抗压承载力可用查表法(表C.0.2)并按下列规定计算求得:1当对构件承载力进行复核验算时1)由本规范公式(5.3.9-1)和(5.3.9-2)解得轴向力的偏心距:'0'g cd sd cd sd Bf D f e r Af C f ρρ+=+(C.0.2-1)2)已知cd f 、'sd f 、ρ、r ，设定ξ值，查表C.0.2，将查得的系数A、B、C、D值代入公式(C.0.2-1)计算0e 值。
若此0e 值与实际计算偏心距/d d M N η相符(允许偏差在2%以内)，则设定的ξ值为所求者；若不相符，重新设定ξ值，重复上述计算，直到相符为止；3)将最后确定的ξ相应的A、B、C、D值代入规范公式(5.3.9-1)或(5.3.9-2)进行构件正截面承载力的复核验算。
2当对构件进行配筋设计时1)由公式(C.0.2-1)变换得截面配筋率:0'cd sd o f Br Ae f Ce Dgr ρ−=•−（C.0.2-2）2)已知cd f 、'sd f 、0e 、r ，设定ξ值，查表C.0.2，将查得的系数A、B、C、D值代入公式( C.0.2-2)计算ρ值，计算时式中的0e 应乘以偏心距增大系数η；再再把ρ和A、C值直代入规范公式(5.3.9-1)算得轴向力值。
若此轴向力值与实际作用的轴向力设计值相符(允许偏差在2%以内)，则该ξ值及依此计算的ρ值为所求者；若不相符，重新设定ξ值，重复上述计算，直至相符为止。
3)以最后确定的ρ值代入下列公式计算纵向钢筋截面面积:2s A r ρπ=（C.0.2-3）所得钢筋配筋率应符合最小配筋率的要求。
表C.O.2圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数ξA B C D ξA B C DξA B C D0.200.32440.2628-1.52961.4216 0.210.34810.2787-1.46761.4623 0.220.37230.2945-1.40741.5004 0.230.39690.3103-1.34861.5361 0.240.42190.3259-1.29111.5697 0.250.44730.3413-1.23481.6012 0.260.47310.3566-1.17961.6307 0.270.49920.3717-1.12541.6584 0.280.52580.3865-1.07201.6843 0.290.55260.4011-1.01941.7086 0.300.57980.4155-0.96751.7313 0.310.60730.4295-0.91631.7524 0.320.63510.4433-0.86561.7721 0.330.66310.4568-0.81541.7903 0.340.69150.4699-0.76571.8071 0.350.72010.4828-0.71651.8225 0.360.74890.4952-0.66761.8366 0.370.77800.5073-0.61901.8494 0.380.80740.5191-0.57071.8609 0.390.83690.5304-0.52271.8711 0.400.86670.5414-0.47491.8801 0.410.89660.5519-0.42731.8878 0.420.92680.5620-0.379818943 0.430.95710.5717-0.33231.8996 0.440.98760.5810-0.28501.9036 0.451.01820.5898-0.23771.9065 0.461.04900.5982-0.19031.9081 0.471.07990.6061-0.14291.9084 0.481.11100.6136-0.09541.9075 0.491.14220.6206-0.04781.9053 0.501.17350.6271-0.00001.9018 0.51 1.20490.63310.0480 1.8971 0.52 1.23640.63860.0963 1.8909 0.53 1.26800.64370.1450 1.8834 0.54 1.29960.64830.1941 1.8744 0.55 1.33140.65230.2436 1.8639 0.56 1.36320.65590.2937 1.8519 0.57 1.39500.65890.3444 1.8381 0.58 1.42690.66150.3960 1.8226 0.59 1.45890.66350.44851,8052 0.60 1.49080.66510.5021 1.78560.64 1.61880.66610.7373 1.67630.65 1.65080.66510.8080 1.63430.66 1.68270.66350.8766 1.59330.67 1.71470.66150.9430 1.55340.68 1.74660.6589 1.0071 1.51460.691.77840.6559 1.06921.47690.70 1.81020.6523 1.1294 1.44020.71 1.84200.6483 1.1876 1.40450.72 1.87360.6437 1.2440 1.36970.73 1.90520.6386 1.2987 1.33580.74 1.93670.6331 1.3517 1.30280.75 1.96810.6271 1.4030 1.27060.76 1.99940.6206 1.4529 1.23920.77 2.03060.6136 1.5013 1.20860.78 2.06170.6061 1.5482 1.17870.79 2.09260.5982 1.5938 1.14960.80 2.12340.5898 1.6381 1.12120.81 2.15400.5810 1.6811 1.09340.82 2.18450.5717 1.7228 1.06630.83 2.21480.5620 1.7635 1.03980.84 2.24500.5519 1.8029 1.01390.85 2.27490.5414 1.84130.98860.86 2.30470.5304 1.87860.96390.87 2.33420.5191 1.91490.93970.88 2.36360.5073 1.95030.91610.89 2.39270.4952 1.98460.89300.90 2.42150.4828 2.01810.87040.91 2.45010.4699 2.05070.84830.92 2.47850.4568 2.08240.82660.93 2.50650.4433 2.11320.80550.94 2.53430.4295 2.14330.78470.95 2.56180.4155 2.17260.76450.96 2.58900.4011 2.20120.74460.97 2.61580.3865 2.22900.72510.98 2.64240.3717 2.25610.70610.99 2.66850.3566 2.28250.68741.002.69430.3413 2.30820.66921.012.71120.3311 2.33330.65131.022.72770.3209 2.35780.63371.032.74400.3108 2.38170.61651.042.75980.3006 2.40490.59971.082.82000.26092.49240.53561.092.83410.25112.51290.52041.102.84800.24152.53300.50551.112.86150.23192.55250.49081.122.87470.22252.57160.47651.132.88760.21322.59020.46241.142.90010.20402.60840.44861.152.91230.19492.62610.43511.162.92420.18602.64340.42191.172.93570.17722.66030.40891.182.94690.16852.67670.39611.192.95780.16002.69280.38361.202.96840.15172.70850.37141.212.97870.14352.72380.35941.222.9886O.13552.73870.34761.232.99820.12772.75320.33611.243.00750.12012.76750.32481.253.01650.11262.78130.31371.263.02520.10532.79480.30281.273.03360.09822.80800.29221.283.04170.09142.82090.28181.293.04950.08472.83350.27151.303.05690.07822.84570.26151.313.06410.07192.85760.25171.323.07090.06592.86930.24211.333.07750.06002.88060.23271.343.08370.05442.89170.22351.353.08970.04902.90240.21451.363.09540.04392.91290.20571.373.10070.03892.92320.19701.383.10580.03432.93310.18861.393.11060.02982.94280.18031.403.11500.02562.95230.17221.413.11920.02172.96150.16431.423.12310.01802.97040.15661.433.12660.01462.97910.14911.443.12990.01152.98760.14171.453.13280.00862.99580.13451.463.13540.00613.00380.12751.473.13760.00393.01150.12061.483.13950.00213.01910.11400.61 1.52280.66610.5571 1.76360.62 1.55480.66660.6139 1.73870.63 1.58680.66660.6734 1.7103 1.05 2.77540.2906 2.42760.58321.06 2.79060.2806 2.44970.56701.07 2.80540.2707 2.47130.5512 1.49 3.14080.007 3.02640.10751.503.14160.00003.03340.10111.513.14160.00003.04030.09505.3.9沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件(图5.3.9)，其正截面抗压承载力计算应符合下列规定:图5.3.9沿周边均匀配筋的圆形截面偏心受压构件计算22'0d cd sdN Ar f C r f γρ≤+（5.3.9-1）33'00d cd sd N e Br f D gr f γρ≤+（5.3.9-2）式中0e ——轴向力的偏心距，0/d d e M N =，应乘以偏心距增大系数η，η可按第5.3.10条的规定计算；A、B——有关混凝土承载力的计算系数，按附录C 的迭代法由表C.O.2查得;C、D——有关纵向钢筋承载力的计算系数，按附录C 的迭代法由表C.O.2查得；r ——圆形截面的半径；g ——纵向钢筋所在圆周的半径s r 与圆截面半径之比，/s g r r =；ρ——纵向钢筋配筋率，2/s A r ρπ=。
桥梁新规范偏心受压构件计算
圆形截面沿周边均匀配筋偏心受压构件承载力计算
圆形截面沿周边均匀配筋偏心受压构件承载力计算
说明:1、本表根据规范JTG D62-2004 5.3.9及附录C编写。
2、规范对相对受压区高度精度要求为0.02。
3、当偏心很大或很小时可改精度（Q23处）。
4、计算时，填入R列相应数据，点击“开始计算”按钮。
5、计算可以选择查表计算和按公式计算，由于查表计算未考虑g对C，D的影响，
两者将有所差别，但经测试对结果影响很小。
6、公式计算的ε增量为0.001，查表计算ε增量为0.01，故公式计算更容易找到满足要求的ε值。
圆形截面偏心受压验算
计算结果部分1.744507717(2)1338kN 或kN·1439kN 或kN·1439kN 282kN·m 0.5m 0.00648025MPa 0.196m 1.0000钢筋应力-35.3Mpa 钢筋应力≤24MPa，不必验算裂缝200000Mpa 30mm 1.01.46518mm 偏心距 e 0=Ms/Ns=裂缝宽度计算 (JTG D62-2004 第6.4.5条)作用长期效应组合内力值 N l =作用短期效应组合内力值 N s =作用短期效应组合内力值 N s =作用短期效应组合内力值 M s =纵向受拉钢筋配筋率 ρ=As/πr 2=混凝土立方体抗压强度标准值 f cu,k =使用阶段轴向力偏心距增大系数钢筋弹性模量 E s =作用长期效应影响系数 =纵向钢筋直径 d=构件截面半径 r=混凝土保护层厚度 C=钢筋表面形状系数 C 1=210.5l s N C N =+=+=2000)(/140011h l h e s η=•⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-320,265.10.180.2πr 42.59ρησr e f N s k cu S SS =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=C d E C C w S SSk f 52.104.003.021ρσ最大裂缝宽度0.003mm < 0.2 mm,满足规范要求Ⅰ类0.20mm钢筋混凝土构件所在的环境类别 ：最大裂缝宽度限值 ：=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=C d E C C w S SSk f 52.104.003.021ρσ根据“C.0.2-1 的e0=ηe0”用excel菜单"工具->单变量求解" 可快速解得ξ。
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计算结果部分
1.744507717
(2)1338kN 或 kN·m 1439kN 或 kN·m 1439kN 282kN·m 0.5m
0.006480
25MPa 0.196
m
1.0000
钢筋应力
-35.3Mpa 钢筋应力≤24MPa，不必验算裂缝
200000Mpa 30mm
1.01.46518
mm 偏心距 e 0=Ms/Ns=
裂缝宽度计算 (JTG D62-2004 第6.4.5条)
作用长期效应组合内力值 N l =作用短期效应组合内力值 N s =作用短期效应组合内力值 N s =作用短期效应组合内力值 M s =
纵向受拉钢筋配筋率 ρ=As/πr 2=混凝土立方体抗压强度标准值 f cu,k =
使用阶段轴向力偏心距增大系数
钢筋弹性模量 E s =作用长期效应影响系数 =纵向钢筋直径 d=
构件截面半径 r=
混凝土保护层厚度 C=钢筋表面形状系数 C 1=2
10.5l
s
N C N =+=+
=2000)(/14001
1h
l h e s η=
∙⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫
⎝⎛-=-320,265.10.180.2πr 42.59ρησr e f N s k cu S SS
最大裂缝宽度0.003mm < 0.2 mm,满足
Ⅰ类0.20
mm
钢筋混凝土构件所在的环境类别 ：
最大裂缝宽度限值 ：
=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++
=C d E C C w S
SS
k f 52.104.003.021ρσ
钢筋应力≤24MPa，不必验算裂缝宽度
根据“C.0.2-1 的e0=εe0”用excel菜单"工具->单变量求解" 可快速解得
ξ
< 0.2 mm,满足规范要求。