偏心構(gòu)件計算器中文綠色版

偏心受壓構(gòu)件是指軸向力的作用點位于截面形心之外的構(gòu)件。軸向力Ｎ對截面形心偏離的距離ｅ0，如圖,稱偏心距。偏心受壓構(gòu)件不論其具體的受力情況如何，對任一截面而言，即受有軸向壓力，又承受彎矩。偏心受壓構(gòu)件應(yīng)用很廣，例如鋼筋混凝土拱橋的主拱圈(archring)、剛架橋的支柱、橋墩(piers)、橋臺(abutments)等。

二、偏心受壓構(gòu)件的構(gòu)造

1、截面：

現(xiàn)澆的偏心受壓構(gòu)件一般多采用矩形截面，應(yīng)將長邊布置在彎矩作用的方向，長短邊比值一般為1.5～3.0，為了模板尺寸模數(shù)化，邊長宜采用5cm的倍數(shù)。

預(yù)制的裝配式結(jié)構(gòu)(prefabricated members)中，常采用Ｔ形、工字形和箱形截面。柱式橋墩、鉆孔灌注樁等是圓形截面。

2、材料：

常用的混凝土強度等級為C20、C25、C30或更高級別。宜盡可能地采用強度等級較高的混凝土。

不宜采用高強鋼筋，以免因不能發(fā)揮其高強作用而造成浪費。

3、配筋：

縱向受力鋼筋的直徑，凈距及保護層厚度等規(guī)定，均與軸心受壓相同。截面每側(cè)的縱向鋼筋的最小配筋率不宜小于0.2%，縱向受力鋼筋大多按對稱布置。

箍筋的間距Ｓ和直徑d必須滿足下列規(guī)定：

(縱向受力鋼筋直徑），或，或，。

當(dāng)被箍筋固定的縱向受力鋼筋的配筋率大于3%時，箍筋間距S≤10d，且不大于200mm。

當(dāng)構(gòu)件截面寬度ｂ≤400mm及每側(cè)鋼筋不多于4根時，形式如圖；當(dāng)構(gòu)件截面寬度ｂ＞400mm時，則可采用形式如圖。

三、偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)

1、脆性破壞——小偏心受壓構(gòu)件，如下圖。

（1）發(fā)生場合：當(dāng)偏心距ｅo很小時；或當(dāng)偏心距較小時或雖然偏心距較大，但此時配置了較多受拉鋼筋。

(2）破壞形態(tài)：應(yīng)力較邊混凝土應(yīng)力達到抗壓強度極限值而壓碎，相應(yīng)的受壓鋼筋應(yīng)力能達到屈服強度，受拉邊或壓應(yīng)力較小邊的鋼筋應(yīng)力一般達不到鋼筋的屈服強度。這是一種無明顯預(yù)兆的破壞，其破壞性質(zhì)屬于脆性破壞。

2、塑性破壞——大偏心受壓構(gòu)件，如下圖。

（1）發(fā)生場合：當(dāng)偏心距ｅo較大時。

（2）破壞形態(tài)：破壞時，受拉鋼筋應(yīng)力先達到屈服強度，這時中性軸上升，受壓區(qū)面積減小，壓應(yīng)力增加，最后使受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達到彎曲抗壓強度而破壞。此時受壓區(qū)的鋼筋一般也能達到屈服強度。破壞前有明顯的預(yù)兆，彎曲變形顯著，裂縫開展甚寬，這種破壞稱塑性破壞。

3、界限破壞（大小偏心界限）

界于以上兩種破壞狀態(tài)之間的破壞狀態(tài)稱為界限破壞。用界限系數(shù)來表示。

當(dāng)時，為大偏心受壓

當(dāng)＞時，為小偏心受壓

如用偏心距ｅo來鑒別，必須確定相應(yīng)于界限狀態(tài)時的偏心距ｅb,參照第三章雙筋受彎構(gòu)件計算簡圖和公式，偏心受壓界限狀態(tài)的計算簡圖，如圖所示。

界限狀態(tài)偏心距的變化如圖所示。

e0＜0.3（為小偏心）

e0≥0.3（一般為大偏心）

（三）偏心受壓構(gòu)件的N一M相關(guān)曲線

以對稱配筋截面為例

如圖所示。ab段表示大偏心受壓時的N一M相關(guān)曲線。隨著N的增大，M也相應(yīng)提高。b點為受拉鋼筋與受壓混凝土同時達到其強度值的界限狀態(tài)。此時偏心受壓構(gòu)件承受的彎矩最大。be段表示小偏心受壓時的N一M曲線。由曲線趨向可以看出，在小偏心受壓情況下，隨著N的增大，M反而降低。圖中a點表示受彎構(gòu)件的情況，c點代表軸心受壓構(gòu)件的情況。曲線上任一點d的坐標代表截面承載力的一種和的組合。如任意點e位于圖中曲線的內(nèi)側(cè)，說明截面在該點坐標給出的內(nèi)力組合下未達到承載能力極限狀態(tài)，是安全的；若e點位于圖中曲線的外側(cè)，則表明截面的承載力不足。

4、偏心受壓構(gòu)件的縱向彎曲影響

（1）偏心距增大系數(shù)η：《公橋規(guī)》規(guī)定，計算偏心受壓構(gòu)件時，對于矩形截面ｌo/ｈ>5(ｈ為彎矩作用平面內(nèi)的截面高度)，對于圓形截面ｌo/ｄl>5（ｄl為圓形截面直徑），對于任意截面ｌo/γi>17.5(γi為彎矩作用平面內(nèi)截面的回轉(zhuǎn)半徑)，均應(yīng)考慮構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的撓度(deflection)對縱向力偏心距的影響。此時，應(yīng)將縱向力對截面重心軸的偏心距ｅo乘以偏心距增大系數(shù)η，即

如圖，兩端鉸接的偏心受壓構(gòu)件彈性曲線方程為

時，，

因此，偏心距增大系數(shù)η為：

引入偏心距影響系數(shù)，同時考慮構(gòu)件長細比對曲率的影響，引入修正系數(shù)

式中為受壓邊緣混凝土極限壓應(yīng)變，取=0.0033。為鋼筋屈服時的應(yīng)變值＝0.0017。在長期荷載作用下，考慮到混凝土徐變影響，混凝土極限壓應(yīng)變再乘以系數(shù)1.25。

引入進行修正。該公式的適用范圍為。當(dāng)時，影響不顯著，無需修正，取；當(dāng)時，構(gòu)件已由材料破壞變?yōu)槭Х�(wěn)破壞，不在考慮范圍之內(nèi)，時，最小值=0.85。