1、项目十一 桥梁墩台,项目十一 桥梁墩台,任务一 桥梁墩台类型与构造,桥梁墩台的组成及作用 桥梁墩台的构造 桥梁墩台的计算要点,一、桥梁墩台的组成及作用,桥梁墩台的组成及作用 墩（台）帽 墩（台）身 基础 桥梁墩台的作用 桥墩 支承上部结构，并将上部结构等荷载传给地基。 桥台： 支承上部结构，并将上部结构等荷载传给地基。 衔接作用，承受路堤土压力，防止路堤的滑动。 基本要求 强度、刚度、稳定性、满足地基应力、美观。,二、桥墩的类型及构造,类型 按构造 实体墩 空心墩 柱式墩 框架墩 按受力 刚性墩 柔性墩 按截面形式 矩形 圆形 圆端形 尖端形,二、桥墩的类型及构造,二、桥墩的类型及构造,二、桥
2、墩的类型及构造,二、桥墩的类型及构造,二、桥墩的类型及构造,二、桥墩的类型及构造,实体桥墩由一个实体结构组成，按其截面尺寸及重量的不同又可分为实体重力式桥墩和实体轻型桥墩。 实体重力式桥墩 实体重力式桥墩是一实体圬工墩，主要靠自身的重量（包括桥跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。 此种桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存在阻水面积大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。 实体轻型桥墩 实体轻型桥墩可用混凝土、浆砌块石或钢筋混凝土材料做成。 此结构显著减少了圬工体积，但其抗冲冲击力较差，不宜用在流速大并夹有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰、漂
3、流物撞击的河流中，一般用于中小跨径桥梁上。,二、桥墩的类型及构造,1、实体墩,墩帽 墩帽是直接支承桥跨结构，应力较集中，因此对大跨径的重力式桥墩墩帽厚度一般不小于0.4m，中小跨梁桥也不应小于0.3m，并设有50100mm的檐口。,二、桥墩的类型及构造,1、实体墩,二、桥墩的类型及构造,1、实体墩,空心桥墩有两种形式：一种为部分镂空实体桥墩，另一种为薄壁空心桥墩。 特点 充分利用材料强度，可节省材料，减轻桥墩自重，进而也能减少基础工程量。施工速度快（滑动模板施工），质量好，节省模板支架。,二、桥墩的类型及构造,2、空心桥墩,二、桥墩的类型及构造,2、空心桥墩,柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的
4、桥墩型式。它具有线条简捷、明快、美观，既节省材料数量又施工方便的特点，特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式，它可以根据桥宽的需要以及地物地貌条件任意组合。柱式桥墩由承台、柱式墩身和盖梁组成，对于上部结构为大悬臂箱形截面，墩身可以直接与梁相接。,二、桥墩的类型及构造,3、桩（柱）式桥墩,二、桥墩的类型及构造,3、桩（柱）式桥墩,二、桥墩的类型及构造,3、桩（柱）式桥墩,柔性排架桩墩是由单排或双排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接而成。其主要特点是，可以通过一些构造措施，将上部结构传来的水平力（制动力、温度影响力等）传递到全桥的各个柔性墩台，或相邻的刚
5、性墩台上，以减少单个柔性墩所受到的水平力，从而达到减小桩墩截面的目的。,二、桥墩的类型及构造,4、柔性墩,二、桥墩的类型及构造,4、柔性墩,钢筋混凝土薄壁墩 一种新型桥墩，截面型式有板壁形、I形、箱形等，构造简单、轻巧、圬工体积少。连续刚构桥双肢薄壁墩 在墩位上有两个相互平行的墩壁与主梁刚接的桥墩。可增加桥梁刚度，减少主梁支点负弯矩。桥梁美观，无需设置支座，方便施工。,二、桥墩的类型及构造,5、薄壁墩,二、桥墩的类型及构造,5、薄壁墩,框架式桥墩采用钢筋混凝土或预应力混凝土等压挠和挠曲构件组成平面框架代替墩身，支承上部结构，必要时可做成双层或多层的框架。,二、桥墩的类型及构造,6、框架式桥墩,
6、三、桥台的类型与构造,桥台的类型 重力式桥台 轻型桥台 框架式桥台 组合式桥台 承拉式桥台,重力式桥台也称实体式桥台，它主要靠自重来平衡台后的土压力。桥台台身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并采用就地建造施工方法。,三、桥台的类型与构造,1、重力式桥台,三、桥台的类型与构造,1、重力式桥台,钢筋混凝土轻型桥台，其构造特点是利用钢筋混凝土结构的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。主要用于公路桥。 薄壁轻型桥台 常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等 支撑梁轻型桥台 适于小跨度桥,三、桥台的类型与构造,2、轻型桥台,框架式桥台是一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥台，它埋置土
7、中，所受的土压力较小，适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥。其构造型式有双柱式、多柱式、墙式、半重力式和双排架式、板凳式等。,三、桥台的类型与构造,3、框架式桥台,三、桥台的类型与构造,3、框架式桥台,桥台本身主要承受桥跨结构传来的竖向力和水平力，而台的土压力由其它结构来承受，形成组合式桥台。,三、桥台的类型与构造,4、组合式桥台,三、桥台的类型与构造,4、组合式桥台,三、桥台的类型与构造,4、组合式桥台,项目十一 桥梁墩台,任务二 桥梁墩台的计算,桥墩设计荷载及组合 桥台设计荷载及组合 墩台的验算内容 桥墩防撞,一、桥墩的设计作用及组合,1、设计作用,需要对各种可能的荷载进行组合计
8、算，满足各种不同的要求。在墩台的计算中，需按顺桥向(与行车的方向平行)和横桥向分别进行，故在荷载组合时也需按纵向及横向分别组合。 最大竖向力组合 用来验算墩身强度和基底最大应力。 按桥墩各截面在顺桥向上可能产生的最大偏心和最大弯矩的情况进行组合 用来验算墩身强度，基底应力、偏心及桥墩的稳定性。 按桥墩各截面在横桥向可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行组合 用来验算横桥向墩身强度、基底应力、偏心及桥墩稳定性。,一、桥墩的设计作用及组合,2、作用效应组合,一、桥墩的设计作用及组合,2、作用效应组合,一、桥墩的设计作用及组合,2、作用效应组合,一、桥墩的设计作用及组合,2、作用效应组合,在确定荷载最
9、不利组合时，通常按以下几种不利情况，分别进行组合与验算。台后布置活载而桥上无活载 最大水平力和最大后端弯矩组合桥上满布活载 最大前端弯矩桥上、台后同时布置活载 最大竖向力组合 等几种不利情况，分别进行组合与验算。,二、桥台的设计作用及组合,2、作用效应组合,二、桥台的设计作用及组合,2、作用效应组合,三、墩台验算内容,设计过程 选定墩台型式及拟定各部分尺寸；然后计算各项外力和进行最不利荷载组合，选取验算截面和验算内容；计算各截面的内力，进行配筋和验算。 验算要求： 墩台本身：强度，稳定性及偏心 扩大基础：基底应力、整体稳定性（纵向挠曲稳定、抗倾覆稳定、抗滑移稳定） 高桥墩：墩顶弹性水平位移 超
10、静定桥梁结构：基底沉降量计算理论 容许应力法（铁）和极限状态法（公）验算对象 墩台身一般视为偏心受压构件。,四、桥墩防撞,流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞击力和大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。在中等以上流冰河道（冰厚大于0.5 m，流水速度1 m/s左右）及有大量漂流物的河道，应在迎水方向设置破冰棱体。 船只因突发原因引起航行失控与桥墩相撞。桥墩在设计中不但要有一定抵抗船舶冲击荷载的能力，还要考虑采用缓冲装置和保护系统，预防或改变船只冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载，不使其破坏。,项目十一 桥梁墩台,任务三 轴心受压构件截面计算,一、受压构件的分类,钢筋混凝土受压构件
11、包括轴心受压构件和偏心受压构件。 轴心受压构件 定义：纵向外压力作用线与受压构件轴线相重合的钢筋混凝土受压构件。 分类： 普通箍筋柱：配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 螺旋箍筋柱：配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件 偏心受压构件 纵向外压力作用线偏离构件轴线或同时作用着轴向压力及弯矩的钢筋混凝土受压构件。,在钢筋混凝土结构中，真正的轴心受压构件极少，这是由于实际的轴向荷载总有一些偏心或兼有一些弯矩，只要偏心或弯矩相对于轴向合力很小，设计或检算是可略去不计时，即可按轴心受压构件计算。,一、受压构件的分类,配筋形式 纵向钢筋+箍筋 箍筋种类 普通箍筋 密布螺旋式箍筋 环形箍筋,混凝土的强度等
12、级 多采用C20C30或更高强度等级的混凝土，正截面承载力主要由混凝土承担。 截面尺寸 截面形状：多为正方形、矩形等。 截面尺寸：不宜小于250mm。通常按50mm一级增加，在800mm以上时，则采用100mm为一级。 纵向钢筋 布置：对称布置 设置目的： 协助混凝土承受压力，可减小构件截面尺寸；承受可能存在的不大的弯矩；防止构件的突然脆性破坏。减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。,二、轴心受压构件承载力计算,1、构造要求,纵向钢筋 构造要求： 一般多采用HRB335、HRB400等热轧钢筋； 直径应不小于 12mm； 至少应有4根并且在截面每一角隅处必须不布置一根。 纵向受力钢筋的净距不
13、应大于50mm且不小于35mm；纵向钢筋与混凝土截面边缘的净距不宜小于25mm。普通钢筋的最小混凝土保护层厚度不应小于钢筋公称直径。 配筋率要求：受压钢筋的最大配筋率不宜超过5%；桥规（JTG D622004）规定轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率不应小于0.5%，当混凝土强度等级C50及以上时不应小于0.6%；同时一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。,二、轴心受压构件承载力计算,1、构造要求,箍筋： 设置：沿构件高度等间距设置； 作用：防止纵向钢筋局部压屈，并与纵向钢筋形成钢筋骨架，便于施工； 必须做成封闭式箍筋； 直径不应小于纵向钢筋直径的1/4，且不小于8mm； 间距不应大于纵
14、向受力钢筋直径的15倍、不小于构件短边尺寸，并不大于400mm。,二、轴心受压构件承载力计算,1、构造要求,加载初期 整个截面的应变是均匀分布的 荷载增加 整个截面的应变迅速增加 加载末期 混凝土达到极限应变 柱子出现纵向裂缝 保护层剥落 纵筋向外凸 砼被压碎而破坏,二、轴心受压构件承载力计算,2、破坏形态,两种破坏形态 短柱（材料破坏） 加载初期材料处于弹性阶段，钢筋与混凝土的应力基本按其弹性模量的比值分配，随着荷载的增大，发生“应力重分布”，最后，当混凝土的应力达到轴心抗压强度时，钢筋的应力亦达到流限，混凝土产生竖向裂缝。 长柱（失稳破坏） 构件由于纵向弯曲引起失稳而破坏，且破坏较为突然。
15、破坏时柱子的侧面挠度增大，一侧混凝土被压碎。另一侧发生垂直于轴向力作用方向的水平裂缝。,二、轴心受压构件承载力计算,2、破坏形态,失稳破坏的特点 在构件破坏时，混凝土和钢筋的应变都小于材料破坏时的极限应变值。 在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下，长柱的承载力低于短柱。 采用稳定系数来表示长柱承载力的降低程度 稳定系数与构件的长细比有关: 则 ,二、轴心受压构件承载力计算,2、破坏形态,试验证明，由于长柱的承载能力小于相同截面、配筋及材料的短柱的承载能力，故设计细长的受压构件时，应考虑纵向弯曲的影响。 定义 对于钢筋混凝土轴心受压构件，长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值。即反映
16、长柱承载能力的降低程度。 影响因素：主要与构件的长细比有关。长细比（压杆的柔度）没有单位，综合反映了杆长、支承情况、截面尺寸和截面形状对临界力的影响。 稳定系数取值,二、轴心受压构件承载力计算,3、纵向弯曲系数,A 截面面积： 当 时， A应改为 当b或d 300mm时，fcd取0.8倍 （当构件质量确有保证时，可不受此限制）As 纵筋截面面积 f sd 纵筋强度设计值 f cd 混凝土受压强度设计值 稳定系数,二、轴心受压构件承载力计算,4、正截面承载力计算,截面设计 已知：bh，fcd, fsd, l0, N, 求As纵向受力钢筋的直径不宜小于12mm,二、轴心受压构件承载力计算,4、正截
17、面承载力计算, min,min = 0.5%, max,max = 5%,min = 0.2%（单侧）,截面复核 已知：bh，fcd , f sd , l0 , As , 求Ndu 检查纵向钢筋及箍筋布置是否符合构造要求； 由已知截面尺寸和计算长度算长细比，查得相应的稳定系数 ； 计算轴心受压构件正截面承载力能力，且应满足,二、轴心受压构件承载力计算,4、正截面承载力计算,三、螺旋箍筋柱承载力计算,螺旋箍筋柱适用 轴心受压构件承受很大的轴向压力，而截面尺寸又受到限制不能加大，若用普通箍筋柱，即使提高混凝土标号和增加纵向钢筋用量也不足以承受该轴向压力时，可以采用螺旋箍筋柱以提高柱的承载力。,截面
18、形状 多为圆形或正多边形 箍筋 纵向钢筋外围设有连续环绕的间距较密的螺旋箍筋或间距较密的焊接环式箍筋。 螺旋筋的作用 使截面中间部分（核心）混凝土成为约束混凝土，从而提高构件的承载力和延性。,三、螺旋箍筋柱承载力计算,1、构造要求,几点特殊构造要求 纵向钢筋：沿圆周均匀分布，截面积应不小于构件箍筋圈内核心截面积的0.5%。核心截面面积不应小于构件整个截面面积的2/3。 箍筋的螺距或间距不应大于核心直径的1/5，且不应大于80mm，且不应小于40mm。 纵向受力钢筋应伸入与受压构件连接的上下构件内，其长度不应小于受压构件的直径且不应小于纵向受力钢筋的锚固长度。 箍筋直径不应小于纵向钢筋直径的1/
19、4，且不小于8mm。 其余构造要求 与普通箍筋柱相同,三、螺旋箍筋柱承载力计算,1、构造要求,三、螺旋箍筋柱承载力计算,2、受力特点与破坏特性,螺旋箍筋柱的破坏特征： 由于螺旋箍筋的作用，核心混凝土处于三向受力状态，使混凝土抗压强度提高很多。 螺旋箍筋柱破坏时，承受纵向压力的混凝土面积仅为其核心部分的截面积。 螺旋箍筋柱承载能力的提高是通过螺旋箍筋或焊接环式箍筋受拉而间接达到的。,三、螺旋箍筋柱承载力计算,2、受力特点与破坏特性,计算公式间接钢筋影响系数k，当 fcu,k50N/mm2时，取 k = 2.0；当fcu,k=5080N/mm2时，取k =2.01.7，其间直线插值。 注意事项 保
20、证使用荷载作用下，螺旋箍筋混凝土保护层不致过早剥落，螺旋箍筋柱的承载力计算值，不应比按普通箍筋柱算得的承载力大50%。,三、螺旋箍筋柱承载力计算,3、计算公式及注意事项,注意事项 当遇到下列任意一种情况时，不考虑间接钢筋的套箍作用，而按普通箍筋柱计算构件的承载力。 当间接钢筋的换算截面面积Aso小于全部纵向钢筋截面积As的25，即 时，由于螺旋箍筋配置得太少，不能起到约束作用。 当间接钢筋的间距大于80mm或大于核心直径的1/5时； 当构件的长细比 或 或 时；由于纵向弯曲的影响，螺旋箍筋不能发挥其作用。 当按螺旋箍筋柱计算承载力小于按普通箍筋柱计算的承载力时，当柱截面外围混凝土较厚时，核心面
21、积相对较小，会出现上述情况。,三、螺旋箍筋柱承载力计算,3、计算公式及注意事项,项目十一 桥梁墩台,任务四 偏心受压构件截面计算,偏心受力构件是指轴向力偏离截面形心或构件同时受到弯矩和轴向力的共同作用。,一、概述,概念,虽然承受的荷载形式多种多样，但其受力本质是相同的，它们之间也是可以相互转化的,一、概述,受力转换,偏心距e0=0时，轴心受压构件 当e0时，即N=0时，受弯构件 偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压构件和受弯构件。,一、概述,偏心受压构件的截面受力性能,压弯构件 偏心受压构件,混凝土 C20 且柱的保护层30mm且d 目的是为了充分利用混凝土抗压，节约钢材，减少构件的截
22、面尺寸。 钢筋 纵筋：HPB235、HRB335 箍筋：HPB235 在受压构件中，钢筋与混凝土共同受压，在混凝土达到极限应变时，钢筋的压应力最高能达到400kN/mm2,高强度钢筋不能充分发挥其作用,二、构造要求,1、材料,截面形式应考虑到受力合理和模板制作方便。,二、构造要求,2、截面形式,矩形,hf 100mm,且 为避免长细比过大降低构件承载力,d 80mm,l0/b 30,工字型(截面尺寸较大时),b 250mm,l0/h25，,l0/d25。,纵筋布置于弯矩作用方向两侧面 d12mm 纵筋间距50mm 中距350mm,二、构造要求,3、配筋形式,二、构造要求,3、配筋形式,0.2%
23、 = min ,0.2% = min ,同时：,一般不超过3%,当 h 600mm时，在侧面设1016的构造筋,箍筋：采用封闭式箍筋 d6mm 或 d/4,d8mm，且箍筋应焊成封闭箍,复合箍筋要点 适用情况 b400mm且截面各边纵筋多于3根b400mm但截面各边纵筋多于4根 截面形状复杂的柱，不可采用具有内折角的箍 筋，避免产生向外的拉力，致使折角处的混凝 土破损，而应采用分离式箍筋。,二、构造要求,3、配筋形式,试验研究分析 偏心受压构件是介于轴压构件和受弯构件之间的受力状态。大量试验表明：构件截面中的符合平截面假定，偏压构件的最终破坏是由于混凝土压碎而造成的。其影响因素主要与偏心距的大
24、小和所配钢筋数量有关。,三、正截面受力特点和破坏形态,1、破坏形态（以短柱为例）,e0 0,e0 ,轴压构件,受弯构件,受拉破坏大偏心受压破坏,三、正截面受力特点和破坏形态,1、破坏形态（以短柱为例）,M较大，N较小,偏心距e0较大,As配筋合适,截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随荷载增加发展较快，首先达到屈服强度。 此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小。 最后受压侧钢筋As 受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。 形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为
25、大偏心受压。,三、正截面受力特点和破坏形态,1、破坏形态（以短柱为例）,三、正截面受力特点和破坏形态,1、破坏形态（以短柱为例）,受拉破坏时的截面应力和受拉破坏形态 （a）截面应力 （b）受拉破坏形态,受压破坏小偏心受压破坏 产生受压破坏的条件有两种情况： 当相对偏心距e0/h0较小，截面全部受压或大部分受压 虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时,三、正截面受力特点和破坏形态,1、破坏形态（以短柱为例）,截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大。 而受拉侧钢筋应力较小，可能受拉也可能受压，但都不能达到屈服。 当相对偏心距e0/h0很小时，受拉侧还可能出现“反向破坏”情况。 截面最后
26、是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏。 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大，远侧钢筋可能受拉也可能受压，破坏具有脆性性质。 第二种情况在设计应予避免，因此受压破坏一般为偏心距较小的情况，故常称为小偏心受压。,三、正截面受力特点和破坏形态,1、破坏形态（以短柱为例）,三、正截面受力特点和破坏形态,1、破坏形态（以短柱为例）,受压破坏时的截面应力和受压破坏形态 （a）、（b）截面应力 （c）受压破坏形态,大小偏心受压破坏特征对比 共同点 混凝土压碎而破坏 不同点 大偏心受压构件受拉钢筋屈服，且受压钢筋屈服 小偏心受压构件一侧钢筋受压屈服，另一侧钢筋不屈服 大偏心受压破坏为
27、塑性破坏，小偏心受压破坏为脆性破坏,三、正截面受力特点和破坏形态,1、破坏形态（以短柱为例）,界限破坏 在“受拉破坏”与“受压破坏”之间存在一种界限状态，称为“界限破坏”。当受拉钢筋屈服的同时，受压边缘混凝土应变达到极限压应变，它不仅有横向主裂缝，而且比较明显。 通过研究界限破坏可以得出大小偏心受压构件的区分标准和办法,三、正截面受力特点和破坏形态,2、界限破坏及大小偏心的界限,偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是相同的，即仍采用以平截面假定为基础的计算理论。 根据混凝土和钢筋的应力-应变关系，即可分析截面在压力和弯矩共同作用下受力全过程。 对于正截面承载力的计算，同样可按受弯情况，对受压区
28、混凝土采用等效矩形应力图。等效矩形应力图的强度为fcd，等效矩形应力图的高度与中和轴高度的比值为 。 受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应变cu同时达到。 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。因此，相对界限受压区高度仍为:,三、正截面受力特点和破坏形态,2、界限破坏及大小偏心的界限,三、正截面受力特点和破坏形态,2、界限破坏及大小偏心的界限,四、偏心受压构件的纵向弯曲,1、偏心受压构件的破坏类型,实际工程中最常遇到的是长柱，由于最终破坏是材料破坏，因此在设计计算中需考虑由于构件侧向挠度引起的二阶弯矩的影响。 定义,四、偏心受压构件的纵向弯曲,2、偏心矩增大系数,桥规（JTG D622004）规定
29、计算方法：,四、偏心受压构件的纵向弯曲,3、桥规规定的计算方法,五、矩形截面偏心受压构件计算,纵向钢筋一般集中布置在弯矩作用方向的截面两对边位置上。 离偏心压力较远一侧的钢筋 ；离偏心压力较近一侧的钢筋 非对称配筋： ；对称配筋： =,基本假定 截面应变分布符合平截面假定； 不考虑受拉区混凝土参加工作，拉力全部由钢筋承担； 受压区混凝土的极限压应变 ； 混凝土的压应力图形为矩形，受压区混凝土应力达到混凝土抗压强度设计值 ，矩形应力图的高度取,五、矩形截面偏心受压构件计算,1、基本公式及适用条件,计算图式,五、矩形截面偏心受压构件计算,1、基本公式及适用条件,基本方程,五、矩形截面偏心受压构件计
30、算,1、基本公式及适用条件,适用条件,五、矩形截面偏心受压构件计算,1、基本公式及适用条件,与双筋矩形截面受弯构件类似,适用条件,五、矩形截面偏心受压构件计算,1、基本公式及适用条件,大小偏心的判别 直接计算以判别大小偏心（根本判别方法） 如果根据已知条件可以使用基本公式直接计算，那么可以计算所得的值与b相比较以判别大小偏心。 使用经验公式判别大、小偏心 当e00.3h0时，截面属于小偏心受压破坏； 当e0 0.3h0时，可先按大偏心受压破坏进行计算，计算过程中得到后，再根据的值最终判断截面属于哪一种受力情况。使用经验公式判别大小偏心可用于截面设计； 由于该经验公式时针对矩形截面推导得出的，这
31、一经验公式只适用于矩形截面,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,大小偏心的判别 试算法 在截面设计时先按大偏心破坏计算，计算过程中得到后再加以判断： 如果 b ，则说明原定假设正确，继续进行计算； 当如果 b ，则说明原定假设错误，该为小偏心重新计算； 改按小偏心重新计算所得到的必然满足 b ，但数值上不会和第一次按大偏心计算所得到的相同。,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,截面设计 已知：M、N、b、h、l0、砼强度等级，钢筋等级 求：As , As由前面的分析： b 大偏心 b 小偏心 常用材料一般情况下： e0 0.3h0 大偏心 e
32、0 0.3h0 小偏心,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,按大偏心受压 (e0 0.3h0 )这时基本公式中有三个未知数，即As , As及x，故不能解出唯一解。为此必须补充一个条件，与受弯构件双筋矩形截面相似，应使As +As最小：求得的As0.002bh时或As0时，取As0.002bh,并以此重新求解x和As 。,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,应当充分利用混凝土的受压强度,取 = b,若As已知，这时基本公式中有两个未知数，即As , 及x ，故可解出唯一解。,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,注意：
33、无论什么情况下，全部纵向钢筋的配筋率不应小于0.5。构件的全部纵向钢筋配筋率不宜超过5。按构件毛截面计算。,按小偏心受压 (e0 0.3h0 )两个基本方程中有三个未知数，As、As和x，故无唯一解。 As 无论怎样配筋，都不能达到屈服，为使用钢量最小，故可取As =max(0.45fcd/fsd， 0.002bh)。,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,解一元三次方程,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,截面复核 桥规（JTG D622004）规定矩形、T形和I形截面偏心受压构件除应计算弯矩作用平面抗压承载力外，尚应按轴心受压构件验算垂直于
34、弯矩作用平面的抗压承载力，此时，不考虑弯矩的作用，但应考虑稳定系数 的影响。 计算方法 必须计算出截面受压区高度，以确定构件属大偏心受压，或小偏心受压，然后进行Nu的计算。,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,弯矩作用平面的承载力复核,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,大偏心，直接公式求解,小偏心，改按小偏心计算,As=0计算x,得到Nu2,三种情况,垂直于弯矩作用平面的承载力复核 对于偏心受压构件，还应按轴心受压构件对垂直于弯矩作用面的承载力进行复核。,五、矩形截面偏心受压构件计算,2、非对称配筋偏心受压构件计算,两种情况,根据 求 ，代
35、入基本方程求解,在桥梁结构中，常由于荷载作用位置不同，在截面中产生方向相反的弯矩，当其绝对值相差不大时，为使构造简单施工方便，可采用对称配筋方案。装配式柱为了保证安装不出错，有时也采用对称配筋。 对称配筋是指截面的两侧配有相同等级和数量的钢筋。,五、矩形截面偏心受压构件计算,3、对称配筋偏心受压构件计算,截面设计 大小偏心受压构件的判别 首先假定是大偏心受压，由于是对称配筋，所以,五、矩形截面偏心受压构件计算,3、对称配筋偏心受压构件计算,截面为大偏心受压,截面为小偏心受压。,大偏心受压构件的计算,五、矩形截面偏心受压构件计算,3、对称配筋偏心受压构件计算,小偏心受压构件的计算 对称配筋小偏心
36、受压构件，由于 ，即使在全截面受压情况下，也不会出现远离偏心压力作用点一侧混凝土先破坏的情况。 将x直接代入公式得：在上述计算中，如所求得总钢筋截面积 ，则说明所选混凝土截面尺寸过小，应加大截面尺寸；如求得的 为负值，则说明截面尺寸过大，应按最小配筋率配筋，即取 注意：小偏心受压构件当计算的截面受压区高度 时，计算构件承载力取 ，但计算钢筋应力 时仍用计算所得的,五、矩形截面偏心受压构件计算,3、对称配筋偏心受压构件计算,截面复核 对称配筋时的承载力复核计算过程与非对称配筋情况相同，由于假定 ，因而不可能出现轴向力作用点远离边缘破坏的情形。,五、矩形截面偏心受压构件计算,3、对称配筋偏心受压构件计算,
