第5章 钢筋混凝土受压构件承载力计算

　　一、轴心受压构件正截面承载力

　　(一)受力特点

　　轴心受压构件根据长细比l0/b区分为短柱(l0/b≤8)、长柱(830)。短柱和长柱都因材料强度不够而破坏，并引入稳定系数来考虑由于纵向弯曲对长柱承载力降低的影响。细长柱则发生失稳破坏，应专门讨论。

　　(二)轴心受压构件正截面承载力计算公式

　　二、偏心受压构件的受力研究

　　(一)大偏心受压破坏特征

　　当轴向力的偏心距较大，且远离轴向力一侧的纵向受力钢筋适量时发生。破坏时，首先受拉钢筋屈服。然后，受压区边缘混凝土达到极限压应变而被压碎，构件发生破坏。这种破坏形态在破坏前有明显的预兆，属于延性破坏。

　　破坏的本质是受拉钢筋首先达到屈服强度，所以称受拉破坏。此种破坏形态类似于受弯构件正截面适筋破坏。

　　(二)小偏心受压破坏特征

　　当轴向力偏心距较小，或虽较大，但远离轴向力一侧的纵向钢筋过多时发生。构件的破坏是由混凝土的压碎引起的，破坏时，压应力较大侧的受压钢筋达到屈服强度，而另一侧的钢筋不论受拉还是受压，一般都达不到屈服强度。这种破坏没有明显的预兆，属脆性破坏。配筋过多引起的小偏心受压破坏要避免。

　　受压区边缘混凝土首先达到其极限压应变而被压碎，所以称受压破坏。此种破坏形态类似于受弯构件的正截面超筋破坏。

　　由于小偏心受压构件破坏时，远离轴向力一侧的纵向钢筋As不论受拉还是受压，其应力一般都达不到屈服强度。为节约钢材，一般可按最小配筋率及构造要求配置As。

　　(三)大、小偏心受压破坏的本质区别

　　本质区别在于截面受拉部分和受压部分谁先发生破坏，前者是受拉钢筋先屈服，而后压区混凝土被压碎;后者是受压区混凝土先被压碎。

　　大偏心受压与小偏心受压破坏形态的相同之处是截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到其极限压应变而被压碎。

　　与受弯构件的适筋、超筋判断条件一样，偏心受压破坏形态与小偏心受压破坏形态之间存在着一种界限破坏状态，界限条件即以界限破坏特征来建立。

　　以大小偏心受压破坏本质可知：在偏心受压构件承载力计算或复核时，若ηe0 > 0.3h0与用ξ判断相矛盾时，以ξ方法为准，而用ηe0只是一种近似判断方法。

　　(四)纵向弯曲的考虑

　　偏心受压构件同样要考虑长细比(用l0/h判断)对长柱承载力降低的影响。计算中是在初始偏心距e0乘以偏心距增大系数η(≥1.0)来考虑纵向弯曲产生的附加挠度的影响。同样是限制长细比以避免细长柱的失稳破坏。

　　在l0/h ≤ 8时，取η = 1.0。

　　(五)偏压构件的最不利荷载组合

　　大偏心受压时的最不利荷载组合：

　　M值相同，则N愈大愈安全，N愈小愈危险。

　　小偏心受压时的最不利荷载组合：

　　M值相同，N愈大愈危险，N愈小愈安全。

　　(六)对称配筋的特点

　　在实际工程中，偏心受压构件在各种不同荷载(风荷载、地震作用、竖向荷载)作用下，在同一截面内可能分别承受正负号的弯矩，即截面在一种荷载组合下为受拉的部位，在另一种荷载组合下变为受压。当正负弯矩值数值相差不大或即使相反方向的弯矩值相差较大，但纵向钢筋用量相差不多时，均宜采用对称配筋。对称配筋的主要优点是计算和施工方便，主要缺点是钢筋用量较多，不够经济。

　　第6章 钢筋混凝土受拉承载力计算

　　偏心受拉构件根据纵向拉力N的作用位置不同，其受力破坏特点可分为大、小偏心受拉构件，也就是纵向拉力N的作用线在钢筋As和A's之外或钢筋As和A's之间，是判定大小偏心受拉的界限。

　　第7章 钢筋混凝土受扭构件承载力计算

　　一、纯扭构件的破坏形态

　　纯扭构件的破坏面是一三面受拉开裂，一面受压的沿45°方向发展的空间扭曲裂面。属于空间破坏面，破坏形态复杂。由于所配抗扭钢筋数量的不同，而发生三种不同性质的破坏形态。

　　二、弯剪扭构件承载力研究

　　实际工程中，结构大多数情况下都是处于弯矩、剪力和扭矩共同作用下的复合受力状态。弯剪扭构件受力破坏影响因素较多，使得破坏形态更复杂。

　　计算中主要要考虑剪扭的相关作用，即剪扭相关性。而受弯独立进行。

　　1、剪扭相关性

　　对于剪力和扭矩的共同作用下的构件，由于剪力的存在会降低构件的抗扭承载力;同样，由于扭矩的存在，也会引起构件抗剪承载力的降低。这就是剪扭相关性。

　　2、剪扭相关性的处理方法

　　抗剪和抗扭承载力由混凝土和钢筋两部分组成：

　　第一项为混凝土的承载力，考虑剪扭的相关作用，并以线性关系代替1/4圆曲线的相关关系规律(见教材图7-10)，以简化计算。经分析，引入剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数来具体反映剪扭相关性对剪扭构件承载力的影响。

　　第二项为钢筋的承载力，不考虑剪扭的相关作用。

　　3.带翼缘截面构件剪扭承载力计算原则

　　带翼缘截面关键是能正确的分块，截面分块划分的原则是首先满足腹板截面的完整性，即按宽为b沿总高h划分一矩形面积，然后再划分受压翼缘和受拉翼缘的面积(如图示)。

　　分块进行承载力计算时，要合理进行内力分配。

　　近似认为扭矩由整个截面分担，各矩形小块承担的扭矩按各小块受扭塑性抵抗矩比值的大小加以确定。剪力只由腹板承担，即腹板按剪扭截面计算，而翼缘按纯扭截面计算。