[知识点] 

1. 概述：受压构件的概念、分类及其工程应用范围。

2. 受压构件一般构造要求：材料强度等级、截面形式和尺寸、纵向钢筋、箍筋、上下层柱的接头。

3. 配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算： 轴心受压短柱的应力分布及破坏形态、轴心受压长柱的应力分布及破坏形态、稳定系数、正截面受压承载力计算。

4. 配有螺旋式(或焊接环式)箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算：箍筋的横向约束作用、正截面受压承载力计算、工程设计方法。

5. 偏心受压构件的试验研究：正截面破坏特征及其分类，正截面破坏形态和机理。

6.偏心受压构件正截面承载力计算原理：偏心受压构件的二阶弯矩影响、基本假定、附加偏心距、两种破坏形态的界限、大偏心受压构件承载力计算原理，小偏心受压构件承载力计算原理。

7. 不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算： 大小偏心受压的判别、大偏心受压构件的截面计算、小偏心受压构件的截面计算、截面复核。

8. 对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算：大小偏心受压构件的判别、截面设计、截面复核。

9. 工字形截面偏心受压构件偏心受压构件正截面承载力计算：不对称配筋偏心受压构件、对称配筋矩偏心受压构件。

10. 偏心受压构件N—M相关曲线：①N—M曲线的意义；②N—M曲线；③N—M曲线的应用。

11. 偏心受压构件斜截面承载力计算：①轴向压力对偏压构件抗剪的作用；②偏压构件抗剪承载力的计算；③工程应用。

[理论目标]

1.了解轴心受压构件的受力特点及破坏特征，长细比对承载能力的影响；

2.掌握轴心受压构件的正截面承载力计算方法，了解螺旋箍筋柱的承载力计算方法；

3.了解偏心受压构件正截面承载力试验的基本知识，熟悉其受力特点及破坏特征；

4.掌握大小偏心受压的概念及判别方法，熟悉二阶效应及计算方法；

5.掌握各类大小偏心受压构件的正截面、斜截面承载能力计算方法；

6.掌握对称配筋偏心受压构件的计算特点及轴力和弯矩相关关系与应用。

[实践目标]

1.熟悉受压构件的构造要求；

2.通过试验初步掌握钢筋混凝土柱受压试验的试验方法和操作程序。了解钢筋混凝土偏心受压柱破坏的全过程、破坏特征。

3.掌握矩形截面偏心受压构件的正截面承载力计算方法。

 实验1：钢筋混凝土短柱偏心受压性能的对比试验

 1. 通过试验初步掌握钢筋混凝土柱受压试验的试验方法和操作程序。

 2. 通过试验了解钢筋混凝土偏心受压柱破坏的全过程。

 3. 通过试验了解钢筋混凝土偏心受压柱的受力特点，加深对大、小偏心受压柱不同破坏过程和特征的理解。

4. 通过试验验证大偏心受压承载力的计算公式。

［学习重点］

1.轴心受力构件承载能力与长细比的关系，计算方法。

2.偏心受压构件正截面承载力计算方法与步骤。

3.偏心受压构件N—M相关曲线。

［学习难点］

   1.偏心受压构件中二阶弯矩的影响。

   2.小偏心受压构件的承载力计算方法。

   3.N—M相关曲线

［学习指南］

受压构件是工程结构中的重要受力构件。其正截面承载力计算主要解决如何计算受压构件中纵向钢筋的数量及布置与构造问题。因此，本章的内容也是混凝土结构设计原理的重要内容。

本章所讲述的基本原理实际上是受弯构件正截面设计原理的延续与深化。仍然以钢筋屈服、压区混凝土压碎等作为重要的截面破坏特征，并以此区分截面的受力类型(大偏心和小偏心)。大偏心和小偏心并不是取决于绝对意义上的偏心矩大小，而是取决于截面的破坏特征。只是在偏心矩较大、配筋比较适中的情况下，容易发生拉区钢筋先屈服、压区混凝土后压碎的破坏形态，所以把这种破坏称为大偏心。但并不是说偏心矩大一定会出现钢筋先屈服、压区混凝土后压碎的破坏。假设拉区钢筋配置很多，尽管偏心矩很大，也可能发生钢筋不屈服的破坏，这时仍要把构件归结为小偏心构件(也称为“受压破坏”)。

在受弯构件正截面设计中避免出现ξ>ξ_b的超筋情况的，而在偏心受压构件中则允许出现。这种情况称为小偏心受压构件。受弯构件中，没有轴向力的作用，要求构件在破坏前应有比较大的变形；受压构件的变形主要是侧向变形，实际结构中既要保证在弹性阶段有足够的刚度，又要保证在偶然荷载(如地震作用)作用下有足够的侧向变形能力，一般通过对柱端进行约束、柱端弯矩放大、限制轴压比等措施实现。

钢筋混凝土的正截面设计可以归结为一类问题，在偏心受力构件中只是增加了轴力而已，因此偏心受力构件又称为压弯构件。实际上轴心受压构件(弯矩等于零)和受弯构件(轴力等于零)只是压弯构件的特例。从弯矩—轴力相关曲线可以清楚地看到，弯矩等于零和轴力等于零分别是M—N相关曲线在小偏心和大偏心的起点或交点。

正截面承载能力计算的基本原理是内力平衡条件，而达极限承载能力状态时，混凝土截面已进入弹塑性状态，因此不能用弹性理论来分析，故必须做一些假定。偏心受压构件正截面承载能力计算中的基本假定与受弯构件完全相同，平衡条件与分析方法也基本相同。所不同的是，在内力平衡条件中轴力不为零；在ξ>ξ_b的情况下，仍要计算，因为这是小偏心的情况。因此，除了轴力不为零外，大偏心的计算与双筋受弯构件完全相同。在小偏心的情况，计算比较复杂，主要是要分析计算远轴向力一侧的钢筋应力大小，因为钢筋应力在-f_y’<σ_s<f_y之间，与受压区高度有关。

实际工程中几乎所有的工程都会采用对称配筋，因此要很好掌握对称配筋的承载能力计算问题，掌握对称配筋大小偏心的判别条件及意义、对称配筋M-N相关曲线的意义及应用，这对结构设计课程的学习及实际工程的设计都有重要的帮助作用。

偏心受压构件计算所采用的弯矩是柱端的最大弯矩(一阶弯矩)，但同时要考虑P-δ效应引起的侧向弯曲对弯矩的增大作用(二阶弯矩)。2010版《规范》在二阶弯矩的处理上作了比较大的修正，学生学习时一定以新版《规范》为准。因为过去的教科书及相关书籍上提供的计算方法与目前的方法在形式上有很大的不同。

轴心受压构件及偏心受压构件中都要考虑长细比对承载能力的影响。在轴心受压构件中，引进稳定系数φ考虑长细比的影响，而在偏心受压构件中主要引进弯矩增大系数ηns，但长细比都是这两个系数的重要影响因素。在偏心受压构件中，除进行弯矩平面内的偏心受压承载能力计算外，还要计算垂直千弯矩平面的轴心受压承载能力计算。计算长细比是要注意正确选用截面尺寸，同时要掌握《规范》规定，确定实际结构构件的计算长度。

以往的规范和教科书一般把峰值应变(0.002)定义为轴压构件破坏时的极限应变，由此推论轴压构件中所使用的钢筋的最大强度为400MPa，否则混凝土破坏时，钢筋并不能受压屈服，说明普通混凝土构件中不能使用设计强度超过400 MPa的钢筋。2010版《规范》在编制过程中做了大量试验研究，对于轴压构件，由于受到箍筋的约束作用等，试验表明其极限压应变可以达到0.0025，其中钢筋的压应力可以达到500MPa。对于500级钢筋，设计强度取400MPa ，是能保证混凝土破坏时钢筋达到屈服强度的，因此2010版《规范》规定可以使用500级钢筋。