第六章受拉构件.ppt

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1、第六章受拉构件的截面承载力 轴心受拉构件：拉力作用在截面形心。屋架的下弦、受拉腹杆、圆形水池的池壁可近似按轴心受拉构件计算。偏心受拉构件：拉力作用偏离截面形心，或截面上既有拉力又有弯矩。如承受节间荷载的屋架下弦或悬臂桁架的上弦，矩形水池的池壁等。6.16.1 概述概述6.2 6.2 轴心受拉构件正截面承载力计算轴心受拉构件正截面承载力计算 一、一、试验分析 轴心受拉构件从加载到破坏，其受力过程分为三个阶轴心受拉构件从加载到破坏，其受力过程分为三个阶段：段：1）从加载到砼受拉开裂前，）从加载到砼受拉开裂前，2）砼开裂后到钢筋即将屈服，）砼开裂后到钢筋即将屈服，3）受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达

2、到屈服。）受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服。轴心受拉破坏时混凝土裂缝贯通，纵向拉钢筋达到其轴心受拉破坏时混凝土裂缝贯通，纵向拉钢筋达到其受拉屈服强度。受拉屈服强度。二、轴心受拉构件承载力计算正截面承载力公式如下：纵向钢筋抗拉强度设计值；N N 轴心受拉承载力设计值。三、轴心受拉构件构造要求最小配筋率为避免脆性破坏，其截面配筋不能太少。箍筋箍筋一般不受力，它属于构造配筋：直径直径：d=46mm。间距间距：屋架下弦杆200mm；屋架腹杆150mm。6.3 6.3 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 一、偏心受拉构件的破坏特征一、偏心受拉构件的破坏特征2）大偏心受拉破坏大

3、偏心受拉破坏 当轴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。1）小偏心受拉破坏小偏心受拉破坏 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。与偏心矩e0有关。二、偏心受拉构件正截面承载力计算（一）小偏拉构件 e0h/2as1、基本公式（1）（2）式中eh/2e0as，eh/2e0as2 2、小偏拉截面设计、小

4、偏拉截面设计已知构件尺寸、材料强度等级和内力，求配筋。已知构件尺寸、材料强度等级和内力，求配筋。3 3、小偏拉承载力校核小偏拉承载力校核 一般一般已知已知构件尺寸、配筋、材料强度，偏心距构件尺寸、配筋、材料强度，偏心距e0，由式（由式（1）和式（）和式（2）都可直接求出）都可直接求出N，并取其较小并取其较小者作为设计值者作为设计值。（二）大偏拉构件（二）大偏拉构件 e0h/2as1、基本公式式中ee0h/2as适用条件适用条件同大偏心受压构件。同大偏心受压构件。2 2、大偏拉构件截面设计、大偏拉构件截面设计（1 1）大偏拉第一种情况：已知）大偏拉第一种情况：已知A As s求求A As s 若

5、 ，若x2as，时，As达不到屈服强度，一种方法是取x2as，则 由Ne，As fy（h0as）可计算As；另一种方法是取As=0，按单筋受弯构件计算As。选两种方法的较小值As。处理：调整截面尺寸或砼强度等级，或按As与 As均未知情形计算。若xbh0时说明：截面尺寸过小，砼强度等级过低或者已配的As过小。由合力公式可得As：（2）大偏拉第二种情况：As和As均未知令：由向As取矩公式可得As：若求得的As为负值或小于，则应按构造要求配置As。然后按第一种情况（已知As），求As。（1）若，则满足大偏拉公式的应用条件，由合力公式可求N。（2）若x2as，则近似假设x=2as，由向As取矩公式

6、可求N。（3）若xbh0，表明As配置过多，达不到屈服。先求受拉钢筋的应力：再对N取矩，重新求的x，代入合力公式可求的N。3 3、大偏拉承载力校核、大偏拉承载力校核由两基本公式消去N，解得x。三、对称配筋的矩形截面偏心受拉构件三、对称配筋的矩形截面偏心受拉构件 截面设计：对称配筋时必有 ，因此，按不对称配筋 时的情形处理。截面校核：类似于不对称配筋。例6-2已知bh1000250mm，asas，25mm，N300kN，M84kNm，砼：C20；纵HRB335。求As及As解（1）已知条件C20：ft=1.1N/mm2，fc=9.6N/mm2，HRB335：fy=fy=300N/mm2，h025

7、025225mm（2）判大小偏拉e0M/N84000000/300000280mmh/2as250/225100mm属大偏拉。ee0h/2as280250/225180mm（3）求As及As补充b，由基本公式第二式（向As取矩）1397925000则应按min0.2，As0.002bh500mm2选5根12，即12200,As实565mm2再按As已知的情况求As。（3）已知As，求As由向As取矩公式：xh00.04232259.45mm2as，500mm有两种方法：一是取x2as，由向As取矩公式可求As：即：另一是设As=0，按单筋截面计算As。由向As取矩公式得：由合力公式：取两者较小

8、者As=1864mm2，选16110，As实1828mm2，截面配筋如图。6.4 6.4 矩形截面偏心受拉构件斜截面承载力计算矩形截面偏心受拉构件斜截面承载力计算偏心受拉构件，一般同时还作用有剪力V，故还应进行斜截面承载力计算。试验表明：在剪拉复合应力状态下，砼的抗剪强度随拉应力的增加而减小，但不论剪压区高度的大小或甚至无剪压区，与斜裂缝相交的箍筋抗剪能力并不受轴心拉力的影响，保持与受弯构件相似的水平。根据偏心受拉斜截面受力特点，其承载力公式如下：根据偏心受拉斜截面受力特点，其承载力公式如下：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

9、 不得小于0.36ftbh0。注意注意箍筋构造要求：同受弯构件箍筋构造要求：同受弯构件N的作用点在截面两侧的钢筋之间，即e0h/2as时当e0h/6时，截面上砼全部受拉，只是靠近轴向力N一侧的拉应力要大些。如果h/6e0h/2as，则远离轴向力一侧的砼有部分受压。随着N的增大，砼的拉应力也不断增大，当拉应力较大一侧边缘的拉应力达到砼的抗拉强度时，截面开裂。对于e0h/6的情形，开裂后裂缝将迅速贯通；对h/6h/2as。截面砼在靠近N一侧受拉，而远离N一侧受压。随N的增大，拉侧砼开裂，直到破坏截面上始终存在受压区。最终破坏取决于As的数量：As适量，则As先屈服，最后受压区砼压碎而进入极限状态；As过量，受压区砼先压碎，As达不到屈服，类似于超筋受弯构件，设计中应避免。