65从大小偏心受压到轴心受压状态之间时小偏心受压状态
混凝土柱设计中的偏心受压研究
混凝土柱设计中的偏心受压研究一、背景和意义混凝土柱是建筑结构中重要的承载构件，常常承受竖向荷载和剪力作用。
在实际工程中，由于各种原因，柱的受力状态可能会变得复杂，例如柱的受力偏心可能会导致柱的受压破坏。
因此，研究混凝土柱设计中的偏心受压现象，对于提高混凝土柱的受力性能和安全性具有重要的意义。
二、偏心受压的定义和分类偏心受压是指轴向受力作用下混凝土柱的受力偏心所引起的受压破坏。
偏心受压的分类与偏心距的大小有关，可分为小偏心受压和大偏心受压。
小偏心受压是指偏心距小于柱截面尺寸的1/6时，混凝土柱的受力偏心可以近似看作是纯轴向受力和轴向弯曲受力的叠加。
在设计时，可以将偏心距计入柱的截面尺寸中，采用几何相似原理进行计算。
大偏心受压是指偏心距大于柱截面尺寸的1/6时，混凝土柱的受力偏心会引起轴向压应力和弯曲应力的不均匀分布，从而引起柱的受压破坏。
在设计时，必须考虑偏心距所引起的偏心率和弯矩增大系数等因素，采用复杂计算方法进行设计。
三、偏心受压的影响因素偏心受压的受力状态受到多种因素的影响，主要包括以下几点：1.偏心距大小：偏心距越大，柱的受力状态越复杂，受力偏心越容易引起偏心受压。
2.柱截面形状：柱的截面形状对偏心受压的受力状态有重要影响。
一般来说，矩形截面的偏心受压性能较好，而圆形和多边形截面的受力性能较差。
3.混凝土强度：混凝土的强度直接影响柱的受力性能。
一般来说，混凝土的强度越高，柱的受力性能越好。
4.纵向配筋率：纵向配筋率对柱的受力性能也有重要影响。
适当增加纵向配筋率可以提高柱的受力性能，但过多的纵向配筋会增加柱的刚度，降低柔性，对柱的受力性能不利。
四、偏心受压的设计方法在混凝土柱设计中，为了避免偏心受压现象的发生，需要采用合适的设计方法，保证柱的受力状态稳定可靠。
具体的设计方法如下：1.确定偏心距大小：在设计时，需要根据实际情况确定偏心距大小，并考虑柱的截面形状、混凝土强度和纵向配筋率等因素进行综合考虑。
大小偏心受压计算
大小偏心受压计算大小偏心受压最常见于结构设计中，特别是在梁、柱、板等构件的设计中。
考虑大小偏心受压的主要原因是结构或构件受到了偏离轴线的加载，这种加载方式将导致不均匀的应力分布，从而增加了结构的复杂性。
本文将介绍大小偏心受压的基本概念、计算方法和设计原则。
一、基本概念：1.偏心距（e）：偏心距是指加载施加在结构或构件上的力矩作用点与中性轴之间的距离。
当力矩作用点与中性轴之间的距离为正时，称为正偏心；当力矩作用点与中性轴之间的距离为负时，称为负偏心。
2.偏心率（e/r）：偏心率是指偏心距与截面最大离心距之比。
其中，最大离心距指的是垂直于轴线的情况下，离力矩作用点最远的点到中性轴的距离。
二、计算方法：计算大小偏心受压的关键是确定偏心距、偏心率和结构或构件的应力分布。
以下是一种常用的计算方法，用于计算偏心受压的应力。
1.偏心受压截面的应力分布：在偏心受压的情况下，截面上的应力分布并不是均匀的。
在正偏心情况下，最大应力通常发生在远离中性轴的一侧，而在负偏心情况下，最大应力通常发生在靠近中性轴的一侧。
2.计算偏心受压截面的抗力：计算偏心受压截面的抗力是确定结构或构件能够承受的最大荷载的关键。
抗力可以通过计算截面上承受的应力以及截面的几何特性来获得。
常用的抗力计算方法包括极限荷载方法、弯矩容许值法和抗弯承载力的计算。
三、设计原则：在进行大小偏心受压计算时，需要遵循以下设计原则：1.合理选择偏心距和偏心率：在设计中，应根据结构或构件的要求和荷载的情况来选择合适的偏心距和偏心率。
合理的选择可以使结构或构件满足强度和刚度要求，减小不均匀应力分布的影响。
2.考虑剪切力和压力的作用：在大小偏心受压计算中，除了考虑偏心力矩的作用外，还应考虑剪切力和压力的影响。
特别是在设计中存在较大剪力和压力的情况下，应采取相应的措施加强结构或构件的抗剪和抗压能力。
3.应用适当的计算方法和规范：在大小偏心受压计算中，应用适当的计算方法和规范是保证设计质量的重要前提。
大小偏心受压的界限
大小偏心受压的界限
在结构工程中，大小偏心受压是指混凝土构件在受力时，压力作用点相对于构件截面的几何中心点的位置关系。
这种现象通常出现在承受轴向力和弯矩的混凝土构件中，如柱、梁等。
根据压力作用点相对于构件截面中心的距离，可以将偏心受压分为两类：大偏心受压和小偏心受压。
1.大偏心受压：当压力作用点距离构件截面中心的距离大于截面尺寸的1/4时，称为大偏心受压。
在这种情况下，构件的承载能力主要由混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度共同决定。
大偏心受压时，混凝土和钢筋的应力均较大，因此设计时需要确保混凝土的压碎指标和钢筋的锚固、屈服和极限强度满足要求。
2.小偏心受压：当压力作用点距离构件截面中心的距离小于或等于截面尺寸的1/4时，称为小偏心受压。
在这种情况下，构件的承载能力主要由混凝土的抗压强度决定，钢筋的应力相对较小。
小偏心受压时，混凝土的应力较均匀，钢筋的应力较小，因此设计时对混凝土的压碎指标要求较高，而对钢筋的锚固、屈服和极限强度的要求相对较低。
在设计混凝土构件时，需要根据偏心受压的大小来选择合适的截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋直径和布置方式，以确保构件的承载能力和稳定性。
同时，还需要考虑构件的耐久性、防火性和施工条件等因素。
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。
小偏心受压名词解释
小偏心受压名词解释什么是小偏心受压？小偏心受压是力学中的一个概念，指的是一个物体在受到外力作用时，力的作用点与物体的几何中心不在同一直线上，从而产生一个偏心距。
当这个偏心距过小时，我们称之为小偏心受压。
小偏心受压的特点1.偏心距小：相对于物体的尺寸来说，产生的偏心距较小。
2.受力状态特殊：物体在受到外力作用时，由于偏心距小，力的作用点相对于几何中心的位置比较靠近。
3.受压点不在几何中心：在小偏心受压的状态下，受压点不在物体的几何中心，而是在物体的一侧。
小偏心受压的应用小偏心受压有着广泛的应用，特别是在工程领域。
下面我们将介绍一些常见的应用。
1. 建筑结构设计在建筑结构设计中，小偏心受压常常被用来优化结构的性能和减少材料的使用量。
通过合理设置偏心距，可以使得结构在受力时更加稳定，减少变形和破坏的风险。
2. 桥梁设计桥梁是承受车辆和行人重量的重要结构，小偏心受压的应用在桥梁设计中也非常常见。
通过设置偏心距，可以减小桥梁对河道或者谷底的跨度，从而减轻桥体的重量和成本。
3. 机械设计小偏心受压在机械设计中也有重要的应用。
例如，在压力容器的设计中，小偏心受压可以使得应力分布更加均匀，减少破坏的风险。
此外，在机械连接件的设计中，小偏心受压的应用可以提高连接件的承载能力。
小偏心受压的计算方法在实际工程中，为了保证结构的安全和稳定，需要对小偏心受压进行计算。
下面介绍两种常见的计算方法：1. 弯矩和轴心压力法采用弯矩和轴心压力法进行小偏心受压的计算，首先需要计算最大弯矩和轴心压力。
然后根据小偏心受压的公式，计算出偏心受压的极限承载力。
2. 塑性铰及板筋法采用塑性铰及板筋法进行小偏心受压的计算，可以考虑结构在破坏前的变形能力。
通过设定一定的受压边界条件，计算出偏心受压的极限承载力。
结论小偏心受压作为力学中的一个概念，在工程设计中有着广泛的应用。
通过合理设置偏心距，并采用适当的计算方法，可以提高结构的性能和安全性，减少材料的使用量。
结构设计原理复习判断题
1．事实上，不同强度等级的混凝土其弹性模量Eh是不会改变的。
( )2．混凝土的应力-应变关系不服从虎克定律，应力与相应总应变之比不为常量。
( ) 3．混凝土的徐变与混凝土的应力大小没有密切的关系。
( )4．混凝土的徐变和收缩对钢筋混凝土构造的作用一样，所以是一样性质的变形。
( ) 5．钢筋混凝土材料的标准强度具有的保证率比设计强度具有的保证率要低。
6．钢筋混凝土的标准强度即设计强度。
( )7．每种材料实际具有的强度与其设计强度没有差异。
( )8．作为弹塑性材料的混凝土，其应力应变关系服从虎克定律，应力与相应总应变之比为常量。
( )9．决定混凝土标号的强度是混凝土的轴心抗压强度。
( )10．混凝土的抗压强度不仅与试件的尺寸有关，同时与它的形状也有关。
( )11．混凝土受拉时容易开裂是因为其受拉极限应变较小。
( )12．混凝土的徐变与加荷龄期无密切关系。
( )13．对于受拉钢筋，冷拉能提高钢筋的抗拉强度及抗压强度。
( )14．钢筋与混凝土之间的粘结力跟混凝土强度密切相关。
( )15．按承载能力极限状态计算是以弹性理论为根底，以构件的“阶段Ⅲ〞〔破坏工作阶段〕为计算依据。
( )16．所谓荷载变异性就是指实际作用在构造上的可变荷载可能与计算荷载不符。
( ) 17．所谓正常使用极限状态，是指构造或构件已丧失承载能力，并到达不能正常使用时极限状态。
( )18．构件由于塑性变形过大导致丧失稳定性说明构件已到达承载能力极限状态。
( ) 19．由钢筋混凝土适筋梁从加载到破坏的整个过程可看出：钢筋应力在第Ⅱ阶段增长速度较第I阶段为慢。
( )20．由一根适筋梁从加载到破坏的整个过程可看出：梁的挠度在第I阶段增大速度较慢；第Ⅱ阶段挠度增长速度较前为快；第Ⅲ阶段由于钢筋屈服，故其挠度急剧增加。
( ) 21．分布钢筋垂直于受力钢筋布置，所以它也受力。
( )22．在钢筋混凝土受弯构件正截面强度计算〔查表计算〕中，截面配筋率愈大，抵抗矩系数A0愈小。
山东建筑大学建筑结构期末考试复习题
《建筑结构》一、单选题1（D）的基本要求就是保证结构和结构的任何一部分都不发生运动。
A、稳定B、相同C、安全D、平衡2建筑结构的整体或者部分应该是（C）的。
A、机动B、几何可变C、几何不变D、超静定3因为变形和裂缝的危害程度不及承载力引起的结构破坏造成的损失那么大，所以计算时可取荷载（C）, 不需乘分项系数。
A、设计值B、组合值C、标准值D、频遇值4结构的裂缝控制等级分为（C）级。
A、甲级B、乙级C、丙级D、丁级18钢筋混凝土房屋确定抗震等级的依据包括（ABCD）A、设防类别B、烈度C、结构类型D、房屋高度三、判断题1结构的采用应当使建筑的总造价最经济。
（正确）2高层房屋结构一般都是钢筋混凝土结构或钢结构。
（正确）3在一个独立的结构单元内，宜使结构平面和侧移刚度均匀对称，尽量减少结构的侧移刚度与水平荷载合力的距离。
（正确）4考虑抗震的高层建筑结构的竖向体型应力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内缩。
（正确）5结构的设计使用年限等于其使用寿命。
（错误）6通常可把大范围内出现沿钢筋的纵向裂缝作为判别混凝土构件寿命终结的标准。
（正确）7混凝土强度等级愈高，内部结构愈密实，孔隙率愈低,孔径愈小，则碳化越慢。
（正确）8超过了正常使用极限状态，结构或构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求。
（正确）9脆性破坏有明显的预兆，可及时采取补救措施，所以目标可靠指标可定得稍低些。
（错误）10裂缝控制等级二级的结构：严格要求不出现裂缝，按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。
（错误）11钢筋的屈强比小，则结构的安全度大。
（正确）12弯曲角度愈大，弯心直径对试件厚度或直径的比值愈小则钢材的冷弯性能愈好。
（正确）13设计混凝土结构时采用的是混凝土立方体抗压强度。
（错误）14混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形是收缩的。
（正确）15混凝土的收缩是随时间而增长的变形，早期收缩变形发展较快。
（正确）16收缩对结构有害，而徐变对结构有时有害、有时有利。
工程结构习题
一、填空题1.混凝土等级强度为C30，即为30N/mm²，它具有的保证率。
2.热轧钢筋的强度标准值根据确定，预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准直根系确定。
3.结构的可靠性包括、、4.结构的极限状态有和。
5.受弯构件的正截面抗裂验算是以状态为依据；裂缝宽度验算是以应力阶段为依据，承载能力计算是以状态为依据。
6.适筋梁的特点是破坏始于，钢筋经塑性变形伸长后，受压区边缘混凝土的压应变达到而破坏，属于型破坏，超筋梁的破坏始于，破坏时挠度不大，裂缝很细属于性破坏8.受弯构件斜截面破坏的主要形态有和。
9.为保证斜截面的受弯承载力，梁弯起钢筋在受拉的弯点应该设在该钢筋的充分利用点以外，该弯点到充分利用点的距离________________________ 。
10.钢筋混凝土轴心受压构件计算中，是_________系数，它是用来考虑对柱的承载力的影响。
12.根据扭转形成的原因不同，受扭构件可以分为和两类。
13.在荷载效应的标准组合作用下，钢筋混凝土受弯构件的截面抗弯刚度，简称。
1.混凝土在长期不变荷载作用下降产生变形，混凝土随水分蒸发将产生变形。
2.钢筋的塑性变形性能通常是用和两个指标来衡量。
5.在受弯构件的正截面承载力计算中，可采用等效矩形压应力图形代替实际的曲线应力图形。
两个图形的等效原则是 ____________ 和 ____________ 。
8.梁的受剪性能与剪跨比有关，实质上是与和的相对比值有关。
11.轴心拉力作用在As' 和As间距以内的受拉构件为 ____________受拉情况，作用在As' 和As间距以外的受拉构件为受拉情况。
12.普通钢筋的轴心受压构件的承载力为Nu= 。
14.在荷载效应的标准组合作用并考虑荷载长期作用影响的钢筋混凝土受弯构件的截面抗弯刚度，简称。
16.适筋梁中规定ρ≤ρmax 的工程意义是 ；ρ≥ρmin 的工程意义是 __________ 。
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65从大小偏心受压到轴心受压状态之间时小偏心受压状态。
请问在这个范围内受拉一侧(或受力较小一侧)的钢筋应力、受压边缘的极限压应变随偏心矩的减小会有什么变化？修订后的混凝土结构设计规范是如何解决小偏心受压构件的截面设计问题的？
解：在这一过程中受力较小一侧的钢筋应力受拉屈服——受拉不屈服——受压屈服；受压边缘的极限压应变依次减小。
规范规定：对非对称配筋的小偏心受压构件，当偏心距很小时，为了防止As产生受压破坏，尚应按公式(7.3.4—5)进行验算，此处，不考虑偏心具增大系数，并引进了初始偏心距
5．受弯构件短期刚度Bs与哪些因素有关，如不满足构件变形限值，应如何处理?
答：影响因素有：配筋率ρ、截面形状、混凝土强度等级、截面有效高度h0。
可以看出，如果挠度验算不符合要求，可增大截面高度，选择合适的配筋率ρ
偏心受压短柱和长柱有何本质的区别？偏心距增大系数的物理意义是什么？答：（1）偏心受压短柱和长柱有何本质的区别在于，长柱偏心受压后产生不可忽略的纵向弯曲，引起二阶弯矩。
（2）偏心距增大系数的物理意义是，考虑长柱偏心受压后产生的二阶弯矩对受压承载力的影响。
钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？
答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。
梁配筋适中会发生适筋破坏。
受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件破坏。
梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。
梁配筋过多会发生超筋破坏。
破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。
破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。
梁配筋过少会发生少筋破坏。
拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。