第7章-受拉构件的承载力计算—周勇.ppt

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1、制制 作作 人人：周：周 勇勇 Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算本章重点本章重点了解轴心受拉构件的受力全过程和破坏特征了解轴心受拉构件的受力全过程和破坏特征。掌握轴心受拉构件正截面承载力的计算方法。掌握轴心受拉构件正截面承载力的计算方法。掌握偏心受拉构件的受力特性及正截面承载力掌握偏心受拉构件的受力特性及正截面承载力计算。计算。掌握偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算。掌握偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算。熟悉轴心受拉和偏心受拉构件的构造要求。熟悉轴心受拉和偏心受拉构件的构造要求。Lanzhou Universit

2、y of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算7.1.1 受力过程和破坏特征受力过程和破坏特征7.1轴心受拉构件正截面承载力的计算轴心受拉构件正截面承载力的计算轴心受拉构件正截面承载力的计算轴心受拉构件正截面承载力的计算 理理想想的的轴轴心心受受拉拉构构件件在在实实际际工工程程中中其其实实并并不不存存在在。但但是是由由于于其其设设计计计计算算简简单单，因因此此拱拱和和桁桁架架结结构构中中的的拉拉杆杆以以及及圆圆形形水水池池的的池池壁壁等等结结构构构构件件，可可近近似似地地按按轴轴心心受受拉拉构件进行设计计算。构件进行设计计算。轴心受拉心受拉 偏心受拉偏心受拉

3、 承受纵向拉力的构件称为受拉构件Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算 轴心受拉构件从加载到破坏，其受力过程分为三个阶段：从加载到砼受拉开裂前，砼开裂后到钢筋即将屈服，受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology7.1.2 承载力计算公式承载力计算公式 以构件第第阶段阶段的受力情况为基础，考虑可靠度的要求，轴心受拉破坏时混凝土裂缝贯通，纵向拉钢

4、筋达到其受拉屈服强度，正截面承载力公式如下：纵向钢筋抗拉强度设计值；Nu 轴心受拉承载力设计值。N 轴向拉力的设计值；Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算补充：构造要求补充：构造要求v 箍筋直径箍筋直径 d6mm,间距间距s 200mm(腹杆中腹杆中 s 150mm)。v 纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先采纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先采用直径较小的钢筋。用直径较小的钢筋。v 钢钢筋筋连连接接有有绑绑扎扎连连接接、焊焊接接连连接接、螺螺栓栓连连 接接、套套筒筒挤挤压压连连接接等等多多种种方方式式。轴轴

5、拉拉构构件件不不得得采采用用绑绑扎的搭接接头。扎的搭接接头。v 纵筋一侧配筋率纵筋一侧配筋率 ，且且 。（为混凝土轴心抗拉强度设计值）为混凝土轴心抗拉强度设计值）Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology7.2偏心受拉构件正截面承载力的计算偏心受拉构件正截面承载力的计算偏心受拉构件正截面承载力的计算偏心受拉构件正截面承载力的计算7.2.1 大偏心受拉构件正截面承载力的计算大偏心受拉构件正截面承载力的计算 （1）大偏心受拉破坏的）大偏心受拉破坏的特征特征 当轴

6、力处于纵向钢筋之外时发生此种破坏。破坏时距纵向拉力近的一侧混凝土开裂，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，钢筋屈服，而离轴力较远一侧的混凝土被压碎。大偏心受拉构件大偏心受拉构件N fyAs fyAse0easash0-ase 1f cbx Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算（2 2）矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力的计算）矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力的计算 1）基本公式）基本公式 根据截面内力平衡，可写出如下公式：式中：e轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离；Lanz

7、hou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology 2）3）不对称配筋计算方法）不对称配筋计算方法 截面设计截面设计:类似于大偏心受压构件大偏心受压构件。截截面面校校核核:一般已知构件尺寸、配筋、材料强度。若再已知若再已知N可求出可求出x和和e0或或再已知再已知e0则可求出则可求出x和和N。4）对称配筋计算方法）对称配筋计算方法 截面设计：对称配筋时必有 ，因此，按不对称配筋按不对称配筋 时的情形处理时的情形处理。截面校核：类似于不对称配筋。适用条件适用条件:Lanzhou

8、 University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算7.2.2 小偏心受拉构件正截面承载力的计算小偏心受拉构件正截面承载力的计算 （1）小偏心受拉破坏）小偏心受拉破坏的特征的特征 当轴力处于纵向钢筋之间时发生此种破坏。全截面均受拉应力，但As一侧拉应力较大，As一侧拉应力较小。随着拉力增加，As一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，破坏时混凝土裂缝贯通，全部纵向钢筋受拉屈服。小偏心受拉构件小偏心受拉构件e0N fyAs fyAseeasash0-asLanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算

9、受拉构件承载力的计算(2)(2)矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算 1 1）不对称配筋）不对称配筋 截截面面设设计计：已知构件尺寸、材料强度等级和内力，求配筋。在此情况下基本公式中有二个未知数，可直接求解。截截面面校校核核：一般已知构件尺寸、配筋、材料强度，偏心距e0，由式（7.6）和式（7.7）都可直接求出N，并取其较小者较小者。（7.6）（7.7）基本公式基本公式：根据截面内力平衡得 其中：其中：Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算 截面校核截面校核：按式（7.7）进行

10、。2 2）对称配筋）对称配筋 截截面面设设计计：已知构件尺寸、材料强度等级和内力，求配筋。在此情况下，离轴力较远一侧的钢筋 必然不屈服，设计时取 Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology 轴拉力的存在使斜裂缝贯通全截面，从而不存在剪压区，降低了斜截面承载力。因此，受拉构件的斜截面承载力公式是在受弯构件相应公式的基础上减去轴拉力所降低的抗剪强度部分，即0.2N。7.2.3 偏心受拉构件斜截面承载力的计算偏心受拉构件斜截面承载力的计算 受剪承载力的降低与轴向拉

11、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。规范对矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受拉构件受剪承载力：Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算 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 。为防止斜拉破坏，此时的 不得小于0.36ftbh0。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology思考题：思考题：试说明为什么大、小偏心受拉构件的区分只

12、与轴向力的试说明为什么大、小偏心受拉构件的区分只与轴向力的作用位置有关，与配筋率无关作用位置有关，与配筋率无关?答答：大、小偏心受拉构件的区分，与偏心受压构件不同，它是以到达正截面承载力极限状态时，截面上是否存在有受压区来划分的。当纵向拉力作用N位于As与As之间时，受拉区混凝土开裂后，拉力由纵向钢筋As负担，而As位于N的外侧，由力的平衡可知，截面上将不可能再存在有受压区，纵向钢筋As受拉。因此，只要N作用在As与As之间，与偏心距大小及配筋率无关，均为全截面受拉的小偏心受拉构件。当纵向拉力作用N于As与As间距之外，部分截面受拉，部分受压。拉区混凝土开裂后，由平衡关系可知，与As的配筋率无

13、关，截面必须保留有受压区，As受压为大偏心受拉构件。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算偏偏心心受受拉拉和和偏偏心心受受压压杆杆件件斜斜截截面面承承载载力力计计算算公公式式有有何何不不同同?为什么为什么?答答：1）当有轴压力的存在，能推迟斜裂缝的出现，减小其宽度，增大剪压区高度，从而有利于斜截面承载力，因此，受压构件的斜截面承载力公式是在受弯构件相应公式的基础上加上轴压力所提高的抗剪部分0.07N。2）轴拉力的存在使裂缝贯通全截面，从而不存在剪压区，降低了斜截面承载力。因此，受拉构件的斜截面承载力公式是在受弯构件相

14、应公式的基础上减去轴拉力所降低的抗剪强度部分，即0.2N。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology为什么对称配筋的矩形截面偏心受拉构件，无论大、小为什么对称配筋的矩形截面偏心受拉构件，无论大、小偏心受拉情况，均可按下列公式计算：偏心受拉情况，均可按下列公式计算：答答：对称配筋的矩形截面偏心受拉构件:As=As，as=as，且h0=h0，而ee。对小偏心受拉构件，受拉承载力设计值N应按上式确定；对大偏心受拉构件，由于是对称配筋，x肯定小于2as，应取x=2a

15、s，对As合力中心取矩来计算承载力设计值N。因此，对称配筋的矩形截面偏心受拉构件，无论大、小偏心受拉，受拉承载力设计值均可按上式计算。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算例题：例题：【7.1】已知截面尺寸为bh=300mm500mm的钢筋混凝土偏拉构件，承受轴向拉力设计值N300kN，弯矩设计值M90kNm。采用的混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB335。试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积As和As。【解解】（1）判别大小偏心受拉构件（2）求纵向受力钢筋截面面积As和AsLanzhou University of

16、Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of TechnologyLanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算【7.2】已知截面尺寸为bh=300mm500mm的钢筋混凝土偏拉构件，承受轴向拉力设计值N900kN，弯矩设计值M90kNm。采用的混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB335。试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积As和As。【解解】（1）判别大小偏心受拉构件（2）求纵向受力钢筋截面面积As和As。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology（3）选配钢筋受拉钢筋选用6 22，As 2281mm2。受压钢筋选用4 16，A s 804mm2。