如何选择受压构件配筋方式？

配普通箍筋轴心受压柱和配螺旋箍筋轴心受压柱的适用要求已在本章 “5.1.3 受压构件正截面受力破坏特征”中谈到。下面就偏心受压构件的配筋方式进行探讨。

5.2.2.1　二阶弯矩与偏心距增大系数

从上节对偏心受压长柱的正截面受压破坏特征讨论中知道，长细比较大的长柱，在承受偏心受压荷载后，会产生比较大的纵向弯曲，而纵向弯曲会引起二阶弯矩。若构件为刚体，不发生弯曲变形，则构件在偏心压力N 作用下，构件上任意点的弯矩为M0＝Nei，该弯矩称为一阶弯矩。事实上混凝土不是刚体，构件在M0的作用下将产生弯曲变形，偏心距由ei增加到ei＋y，使偏心压力N 又有了新的偏心距，构件上任意点的弯矩变为M＝M0＋Ny＝Nei＋Ny，则Ny 称为由纵向弯曲引起的二阶弯矩。令f 为最大弯矩Mmax点的挠度，则有Mmax＝Nei＋Nf。

对于偏心受压短柱，由于f 很小，所以Ny 在设计时一般可忽略不计。而对于长细比较大的偏心受压构件，f 比较大且f 随长细比的增大而增大，所以纵向弯曲引起的二阶弯矩Ny 在设计时不能忽略。

《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）对长细比较大的偏心受压构件，采用把初始偏心距ei值乘以一个偏心距增大系数η来近似考虑二阶弯矩的影响，即：

式中 f——长柱纵向弯曲后产生侧向最大挠度值；

η——考虑二阶弯矩影响的偏心距增大系数；

ei——初始偏心距；(www.xing528.com)

参考国外规范和试验结果，《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）规定，对矩形、T 形、Ⅰ形、环形和圆形截面偏心受压构件，其偏心距增大系数可按式 （5.4）计算：

构件的计算长度与构件两端支承情况有关，当两端铰支时，取l0＝l^[11]；当两端固定时，取l0＝0.5l；当一端固定，一端铰支时，取l0＝0.7l；当一端固定，一端自由时，取l0＝2l。但在实际工程中，构件端部的连接并非如此理想、明确。《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）为此规定单层厂房排架柱、框架柱等的计算长度按附表2.3、附表2.4取用。

5.2.2.2　大、小偏心受压构件的设计判别

前面对偏心受压构件正截面破坏特征分析可知，受拉破坏形态与受压破坏形态都属于材料破坏，它们最终破坏都是受压区边缘混凝土达到其极限压应变值而被压碎，受拉破坏是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压碎，而受压破坏则是截面的受压部分先发生破坏。当受压区达到xb时，混凝土和受拉纵筋分别达到极限压应变值和屈服点应变值即为界限破坏形态。因此可用相应于界限破坏形态的相对受压区高度ξb 来判别。

当ξ≤ξb 时，属于大偏心受压破坏形态；当ξ＞ξb 时，属于小偏心受压破坏形态。

但是一般情况下，设计计算前ξ是个未知数，因此通常将上面的判别式称为定义式，设计判别式如下：

当ηei＞0.3h0时，可先按大偏心受压破坏计算；当ηei≤0.3h0时，则可先按小偏心受压破坏计算，然后应用有关计算公式进行设计，最后用定义式来检查原先假定的是否正确，如果不正确需要重新计算。