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<666> 偏心构件计算器偏心受压构件是指轴向力的作用点位于截面形心之外的构件。轴向力Ｎ对截面形心偏离的距离ｅ0，如图称偏心距。偏心受压构件不论其具体的受力情况如何，对任一截面而言，即受有轴向压力，又承受弯矩。偏心受压构件应用很广，例如钢筋混凝土拱桥的主拱圈archring、刚偏心构件计算器

　　偏心受压构件是指轴向力的作用点位于截面形心之外的构件。轴向力Ｎ对截面形心偏离的距离ｅ0，如图,称偏心距。偏心受压构件不论其具体的受力情况如何，对任一截面而言，即受有轴向压力，又承受弯矩。偏心受压构件应用很广，例如钢筋混凝土拱桥的主拱圈(archring)、刚架桥的支柱、桥墩(piers)、桥台(abutments)等。

　　二、偏心受压构件的构造

　　1、截面：

　　现浇的偏心受压构件一般多采用矩形截面，应将长边布置在弯矩作用的方向，长短边比值一般为1.5～3.0，为了模板尺寸模数化，边长宜采用5cm的倍数。

　　预制的装配式结构(prefabricated members)中，常采用Ｔ形、工字形和箱形截面。柱式桥墩、钻孔灌注桩等是圆形截面。

　　2、材料：

　　常用的混凝土强度等级为C20、C25、C30或更高级别。宜尽可能地采用强度等级较高的混凝土。

　　不宜采用高强钢筋，以免因不能发挥其高强作用而造成浪费。

　　3、配筋：

　　纵向受力钢筋的直径，净距及保护层厚度等规定，均与轴心受压相同。截面每侧的纵向钢筋的最小配筋率不宜小于0.2%，纵向受力钢筋大多按对称布置。

　　箍筋的间距Ｓ和直径d必须满足下列规定：

　　(纵向受力钢筋直径），或，或，。

　　当被箍筋固定的纵向受力钢筋的配筋率大于3%时，箍筋间距S≤10d，且不大于200mm。

　　当构件截面宽度ｂ≤400mm及每侧钢筋不多于4根时，形式如图；当构件截面宽度ｂ＞400mm时，则可采用形式如图。

　　三、偏心受压构件的破坏形态

　　1、脆性破坏——小偏心受压构件，如下图。

　　（1）发生场合：当偏心距ｅo很小时；或当偏心距较小时或虽然偏心距较大，但此时配置了较多受拉钢筋。

　　(2）破坏形态：应力较边混凝土应力达到抗压强度极限值而压碎，相应的受压钢筋应力能达到屈服强度，受拉边或压应力较小边的钢筋应力一般达不到钢筋的屈服强度。这是一种无明显预兆的破坏，其破坏性质属于脆性破坏。

　　2、塑性破坏——大偏心受压构件，如下图。

　　（1）发生场合：当偏心距ｅo较大时。

　　（2）破坏形态：破坏时，受拉钢筋应力先达到屈服强度，这时中性轴上升，受压区面积减小，压应力增加，最后使受压区混凝土应力达到弯曲抗压强度而破坏。此时受压区的钢筋一般也能达到屈服强度。破坏前有明显的预兆，弯曲变形显著，裂缝开展甚宽，这种破坏称塑性破坏。

　　3、界限破坏（大小偏心界限）

　　界于以上两种破坏状态之间的破坏状态称为界限破坏。用界限系数来表示。

　　当时，为大偏心受压

　　当＞时，为小偏心受压

　　如用偏心距ｅo来鉴别，必须确定相应于界限状态时的偏心距ｅb,参照第三章双筋受弯构件计算简图和公式，偏心受压界限状态的计算简图，如图所示。

　　界限状态偏心距的变化如图所示。

　　e0＜0.3（为小偏心）

　　e0≥0.3（一般为大偏心）

　　（三）偏心受压构件的N一M相关曲线

　　以对称配筋截面为例

　　如图所示。ab段表示大偏心受压时的N一M相关曲线。随着N的增大，M也相应提高。b点为受拉钢筋与受压混凝土同时达到其强度值的界限状态。此时偏心受压构件承受的弯矩最大。be段表示小偏心受压时的N一M曲线。由曲线趋向可以看出，在小偏心受压情况下，随着N的增大，M反而降低。图中a点表示受弯构件的情况，c点代表轴心受压构件的情况。曲线上任一点d的坐标代表截面承载力的一种和的组合。如任意点e位于图中曲线的内侧，说明截面在该点坐标给出的内力组合下未达到承载能力极限状态，是安全的；若e点位于图中曲线的外侧，则表明截面的承载力不足。

　　4、偏心受压构件的纵向弯曲影响

　　（1）偏心距增大系数η：《公桥规》规定，计算偏心受压构件时，对于矩形截面ｌo/ｈ>5(ｈ为弯矩作用平面内的截面高度)，对于圆形截面ｌo/ｄl>5（ｄl为圆形截面直径），对于任意截面ｌo/γi>17.5(γi为弯矩作用平面内截面的回转半径)，均应考虑构件在弯矩作用平面内的挠度(deflection)对纵向力偏心距的影响。此时，应将纵向力对截面重心轴的偏心距ｅo乘以偏心距增大系数η，即

　　如图，两端铰接的偏心受压构件弹性曲线方程为

　　时，，

　　因此，偏心距增大系数η为：

　　引入偏心距影响系数，同时考虑构件长细比对曲率的影响，引入修正系数

　　式中为受压边缘混凝土极限压应变，取=0.0033。为钢筋屈服时的应变值＝0.0017。在长期荷载作用下，考虑到混凝土徐变影响，混凝土极限压应变再乘以系数1.25。

　　引入进行修正。该公式的适用范围为。当时，影响不显著，无需修正，取；当时，构件已由材料破坏变为失稳破坏，不在考虑范围之内，时，最小值=0.85。

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