06.受拉构件承载力计算解析.ppt

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1、第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力第六章第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力钢筋混凝土受拉构件承载力受拉构件的分类:钢筋混凝土受拉构件分轴心受拉和偏心受拉两种。当轴力N作用在截面形心时，称轴心受拉构件。当轴向力N作用偏离截面形心时，或截面上既作用有纵向拉力N，又作用弯矩M时，则称为偏心受拉构件。16.1 轴心受拉构件几何条件几何条件es=ec=e物理关系物理关系平衡条件平衡条件开裂前开裂前NNcrr=As/AcNes=ec=essN配筋率配筋率 reinforcement ratio第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力6.1 轴心受拉构件一、一、轴心受拉构件的受力性能轴心受拉构件的受力性能2换算混凝土面

2、积换算混凝土面积Transformed Section 当当s sc=ft时时，如继续加载混凝，如继续加载混凝土将会产生开裂。由混凝土的受土将会产生开裂。由混凝土的受拉时应力拉时应力-应变关系知，应变关系知，s sc=ft 时时的弹性特征系数的弹性特征系数n n=0.5第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力6.1 轴心受拉构件3开裂荷载开裂荷载Cracking Load开裂瞬间钢筋应力有一突增钢筋应力有一突增如由平衡条件自行验证+rtfsc=ft 0第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力6.1 轴心受拉构件4混凝土开裂后混凝土开裂后 After Cracking 如果配筋足够，荷载可以继续增加 但裂缝截面

3、混凝土应力始终为零，但裂缝截面混凝土应力始终为零，开裂以后的全部荷载增量开裂以后的全部荷载增量均由钢筋承担均由钢筋承担当钢筋应力达到当钢筋应力达到a as=fy时时极限拉力极限拉力Ultimate Tensile CapacityNu=fy As第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力6.1 轴心受拉构件5 ft2aEft2aEft+ft/r fyss scNcrNuN第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力6.1 轴心受拉构件6第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力6.1 轴心受拉构件7小小 结结 Conclusion 由由于于混混凝凝土土材材料料的的非非线线性性和和开开裂裂，荷荷载载与与应应力力、荷荷载载与与变

4、变形形不不再再为为线性关系，线性关系，线弹性材力分析方法不再适用线弹性材力分析方法不再适用；混凝土开裂前瞬间，钢筋应力混凝土开裂前瞬间，钢筋应力=2040MPa，对对Ncr影响很小影响很小。混凝土开裂后瞬间，截面应力发生混凝土开裂后瞬间，截面应力发生重分布重分布；开开裂裂后后，构构件件是是带带裂裂缝缝工工作作的的。裂裂缝缝对对钢钢筋筋的的影影响响？裂裂缝缝宽宽度度的的计计算？裂缝对变形的影响（刚度）？算？裂缝对变形的影响（刚度）？钢筋混凝土构件中钢筋的应力小于同样面积的钢筋单独受拉情况钢筋混凝土构件中钢筋的应力小于同样面积的钢筋单独受拉情况（开裂前钢筋与混凝土共同承受拉力，开裂后裂缝间混凝土仍

5、承（开裂前钢筋与混凝土共同承受拉力，开裂后裂缝间混凝土仍承受一部分拉力）；受一部分拉力）；钢筋混凝土轴心受拉构件的受力过程大体上可分为三个阶段：钢筋混凝土轴心受拉构件的受力过程大体上可分为三个阶段：开裂前的钢筋与混凝土的共同受力阶段，该阶段荷载开裂前的钢筋与混凝土的共同受力阶段，该阶段荷载-变形关系变形关系基本近似线性；基本近似线性；开裂后带裂缝工作阶段；开裂后带裂缝工作阶段；破坏阶段。破坏阶段。对于配筋合适的钢筋混凝土构件，一般其受力过程都对于配筋合适的钢筋混凝土构件，一般其受力过程都可分为类似的可分为类似的三个工作阶段三个工作阶段。第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力6.1 轴心受拉构件8最小

6、配筋率最小配筋率Lower Limit Reinforcement Ratio 如果配筋率如果配筋率r r 很小，以至于在混凝土一开裂时，由于混凝土退很小，以至于在混凝土一开裂时，由于混凝土退出工作产生应力重分布，使钢筋立刻就达到屈服，即出工作产生应力重分布，使钢筋立刻就达到屈服，即,Nu=Ncr 当配筋率小于该配筋率时，钢筋将不能承担混凝土截面开裂当配筋率小于该配筋率时，钢筋将不能承担混凝土截面开裂后传来的应力，其破坏如同素混凝土构件，具有脆性性质，因此后传来的应力，其破坏如同素混凝土构件，具有脆性性质，因此钢筋混凝土轴拉的配筋应不小于该配筋率钢筋混凝土轴拉的配筋应不小于该配筋率第六章 钢筋

7、混凝土受拉构件承载力6.1 轴心受拉构件9收缩应力分析收缩应力分析第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力变形条件：钢筋混凝土的收缩ss=Eses(压)sc=nEcec(拉)ecLesL物理关系：cccEes=sssEes=，平衡条件：scCT=sssAC=s cccAT=s6.1 轴心受拉构件10二、轴心受拉构件承载力计算二、轴心受拉构件承载力计算N为轴向拉力的设计值；为轴向拉力的设计值；fy为钢筋抗拉强度设计值；为钢筋抗拉强度设计值；As为全部受拉钢筋的截面面积，为全部受拉钢筋的截面面积，应满足应满足As(0.9ft/fy)A，A为构件截面面积。为构件截面面积。第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力6.

8、1 轴心受拉构件11第九章 受拉构件6.2 6.2 偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件正截面承载力计算小偏心受拉破坏：小偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N在在As与与As之间，全截面均受拉应之间，全截面均受拉应力，但力，但As一侧拉应力较大，一侧拉应力较大，As一侧拉应力较小。随着拉力增一侧拉应力较小。随着拉力增加，加，As一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，As和和As纵纵筋均受拉，最后筋均受拉，最后As和和As均屈服而达到极限承载力均屈服而达到极限承载力。6.2 偏心受拉构件正截面承载力12第九章 受拉构件6.2 6.2 偏心受拉构件正截面承载力

9、计算偏心受拉构件正截面承载力计算大偏心受拉破坏：大偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N在在As外侧，外侧，As一侧受拉，一侧受拉，As一侧受一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。最后，与大偏压，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。最后，与大偏心受压情况类似，心受压情况类似，As达到受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏。达到受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏。6.2 偏心受拉构件正截面承载力13第九章 受拉构件对称配筋时对称配筋时，为达到，为达到截面内外力的平衡，截面内外力的平衡，远离轴向力远离轴向力N的一侧的一侧的钢筋的钢筋As达不到屈服达不到屈服As和和As应分别应分别r rminbh，r

10、 rmin=0.45ft/fy。6.2 偏心受拉构件正截面承载力14第九章 受拉构件适用条件：适用条件：x xbx2a对称配筋对称配筋？6.2 偏心受拉构件正截面承载力15第九章 受拉构件Nu-Mu相关关系相关关系钢筋混凝土构件从轴心受钢筋混凝土构件从轴心受压、受弯到轴心受拉的正压、受弯到轴心受拉的正截面承载力截面承载力Nu-Mu相关关相关关系，是一条完整的曲线。系，是一条完整的曲线。CD段为偏心受拉，其段为偏心受拉，其Nu-Mu相关关系基本接近直线。相关关系基本接近直线。6.2 偏心受拉构件正截面承载力16第九章 受拉构件对称配筋矩形截面的对称配筋矩形截面的Nu-Mu相关关系相关关系6.2

11、偏心受拉构件正截面承载力176.3 6.3 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算6.3 偏心受拉构件斜截面受剪承载力第九章 受拉构件 轴向拉力轴向拉力N的存在，斜裂缝将提前出现，在小偏心受拉情的存在，斜裂缝将提前出现，在小偏心受拉情况下甚至形成贯通全截面的斜裂缝，使斜截面受剪承载力降低。况下甚至形成贯通全截面的斜裂缝，使斜截面受剪承载力降低。受剪承载力的降低与轴向拉力受剪承载力的降低与轴向拉力N近乎成正比近乎成正比。规范规范对矩形对矩形截面偏心受拉构件受剪承载力截面偏心受拉构件受剪承载力为防止斜拉破坏，此时的 不得小于0.36ftbh0当右边计算值小于 时，即斜裂缝贯通全截面，剪力全部由箍筋承担，受剪承载力应取18