混凝土结构设计原理课件第6章受拉构件正截面的性能与设计

1、第6p本章主要内容本章主要内容轴心受拉构件承载力计算轴心受拉构件承载力计算 大偏心受拉构件承载力计算大偏心受拉构件承载力计算 小偏心受拉构件承载力计算小偏心受拉构件承载力计算 p 典型的轴心受拉构件典型的轴心受拉构件p 轴心受拉构件的受力特点轴心受拉构件的受力特点p 承载力计算公式承载力计算公式n 混凝土受拉构件的分类混凝土受拉构件的分类p轴心受拉轴心受拉p偏心受拉偏心受拉n 混凝土轴心受拉构件实例混凝土轴心受拉构件实例p钢筋混凝土圆形仓储结构钢筋混凝土圆形仓储结构p钢筋混凝土屋架钢筋混凝土屋架n 轴心受拉构件的受力特点轴心受拉构件的受力特点00.10.20.3 0.40.50.60.7204

2、06080100120/mm伸长量伸长量拉力拉力(kN)NNNN第一阶段第一阶段 抗裂验算的依据抗裂验算的依据 第二阶段第二阶段 裂缝宽裂缝宽度验算的依据度验算的依据 第三阶段第三阶段 承载力承载力计算的依据计算的依据 n 承载力计算公式及应用承载力计算公式及应用p轴心受拉构件破坏时，全部拉力轴心受拉构件破坏时，全部拉力由钢筋来承受；由钢筋来承受；p正截面受拉承载力设计表达式为：正截面受拉承载力设计表达式为：uysNNf ANfyAsAsn N 轴心拉力设计值；轴心拉力设计值；n Nu 轴心受拉承载力设计值；轴心受拉承载力设计值；n fy 钢筋抗拉强度设计值；钢筋抗拉强度设计值；n As 受拉

3、钢筋的全部截面面积。受拉钢筋的全部截面面积。p计算简图计算简图p 大小偏拉构件的判别大小偏拉构件的判别p 矩形截面大偏拉构件正截面承载力计算矩形截面大偏拉构件正截面承载力计算p 矩形截面小偏拉构件正截面承载力计算矩形截面小偏拉构件正截面承载力计算6.2 n 小偏心受拉破坏小偏心受拉破坏p当纵向拉力当纵向拉力N 作用于拉压纵筋合力点以内时，作用于拉压纵筋合力点以内时，发生小偏心受拉破坏。发生小偏心受拉破坏。p初始偏心矩的范围初始偏心矩的范围p破坏特点破坏特点6.2.1 偏心受拉构件正截面的破坏形态n当采用非对称配筋时，只有当纵向拉力作用于钢筋当采用非对称配筋时，只有当纵向拉力作用于钢筋截面面积的

4、截面面积的“塑性中心塑性中心”时，两侧纵向钢筋才会同时，两侧纵向钢筋才会同时达到屈服强度时达到屈服强度n否则，纵向拉力近侧钢筋否则，纵向拉力近侧钢筋AS可以达到屈服强度，而可以达到屈服强度，而远侧钢筋远侧钢筋AS不屈服。不屈服。n如果采用对称配筋方式，则构件破坏时，只有纵向如果采用对称配筋方式，则构件破坏时，只有纵向拉力近侧钢筋拉力近侧钢筋AS达到屈服强度，另一侧钢筋达到屈服强度，另一侧钢筋AS达达不到屈服强度。不到屈服强度。sANue0TT sA 0s2hean 大偏心受拉破坏大偏心受拉破坏p当纵向拉力当纵向拉力N 作用于拉压纵筋合力点以外时，作用于拉压纵筋合力点以外时，发生大偏心受拉破坏。

5、发生大偏心受拉破坏。p初始偏心矩的范围初始偏心矩的范围p破坏特点破坏特点6.2.1 偏心受拉构件正截面的破坏形态n破坏特征与破坏特征与 受拉钢筋受拉钢筋AS的数量多少有关的数量多少有关;n当当AS数量适当时，受拉钢筋首先屈服，然后数量适当时，受拉钢筋首先屈服，然后受压钢筋达到屈服强度，受压边缘砼达到极受压钢筋达到屈服强度，受压边缘砼达到极限压应变，与大偏心受压破坏特征类似。设限压应变，与大偏心受压破坏特征类似。设计时以这种破坏形式为依据计时以这种破坏形式为依据;n当当AS数量过多时，首先受压区混凝土被压坏数量过多时，首先受压区混凝土被压坏，受压钢筋应力能够达到屈服强度，但受拉，受压钢筋应力能够

6、达到屈服强度，但受拉钢筋不屈服，这种破坏形式具有脆性性质，钢筋不屈服，这种破坏形式具有脆性性质，设计时应予以避免。设计时应予以避免。0s2heasANue0TT sA n 小偏心受拉构件的计算简图小偏心受拉构件的计算简图p基本设计假定基本设计假定6.2.2 矩形截面小偏拉正截面承载力计算n为使钢筋能够达到屈服，应使纵向拉力为使钢筋能够达到屈服，应使纵向拉力 N 与与钢筋截面面积的钢筋截面面积的“塑性中心塑性中心”重合。重合。n于是，小偏心受拉构件截面应力计算图形中于是，小偏心受拉构件截面应力计算图形中两侧钢筋的应力均取为两侧钢筋的应力均取为 fy 。uys0suys0ss0s00 0 2 2s

7、sAAeeMNf AhaMNf Ahheaeeaaehn 基本计算公式基本计算公式sANue0ysf Aysf A sA bhsae esa n 大偏心受拉构件的计算简图大偏心受拉构件的计算简图6.2.3 矩形截面大偏拉正截面承载力计算n 基本计算公式基本计算公式usuysys1c02u1cs0ys01c0ys01yuysssc 0 0 ()2 sAfNNf Af Af bhNeN eNNxMNeN ef bx hf AhfbhfAfbxhaaf ANA ，n 公式适用条件公式适用条件sb02axh n x 2as 的处理方法的处理方法uys0s()N ef A hasANue0ysf Ays

8、f A sA bhsae ex 1fcsa 6.2.4 截面设计截面设计截面设计对称配筋对称配筋非对称配筋非对称配筋ssy0sNeAAfha 0s,2hea小偏拉0s,2hea大偏拉sy0ssy0sN eAfhaN eAfha sssAA与均未知ssAA已知 求b 2sxasy0s()NeAf hays0ss21c0()Nef A haf bh ss02112bah 1c0yssyf bhf ANAf ssbA A ( +) =m i n=21bbc0sy0s(10.5)()Nef bhAf ha minmin=ssAbhAbh min1c0byssya f bh x + f A + NA =bhf 6.2.5 截面承载力复核计0s,2hea小偏拉0s,2hea大偏拉两式各求出一个两式各求出一个Nu u，取小值。，取小值。uys0suys0sNf AhaNf Aheae1cu1c0yyssy0ssu()2 ， xN eff bx hf ANbfaxhf AA 2200102()=1+)(1) （ysyscf A ef A eeehhf bh 02/sbah uys0s()N ef A ha=bb ，取002/,=2/取ssa