钢筋混凝土受拉构件承载力

混凝土结构设计2/4/20231近水楼台先得月，向阳花木早逢春长相思

朱敦儒

昨日晴。今日阴。楼下飞花楼上云。阑干双泪痕。江南人。江北人。一样春风两样情。晚寒潮未平。宋词2/4/20232第6章

钢筋混凝土受拉构件承载力6.1钢筋混凝土受拉构件的受力特点及构造要求6.2钢筋混凝土轴心受拉构件承载力计算6.3钢筋混凝土偏心受拉构件正截面承载力计算6.4钢筋混凝土偏心受拉构件斜截面承载力计算2/4/202336.1钢筋混凝土受拉构件

的受力特点及构造要求受拉构件分类轴心受拉构件偏心受拉构件应用屋架受拉弦杆墙梁中的钢筋混凝土托梁混凝土受拉是用其弱势裂缝问题突出少量局部构件2/4/20234轴心受拉构件墙梁—由钢筋混凝土托梁和梁上计算高度范围内的砌体墙组成的组合构件，包括简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。托梁跨中正截面承载力按偏心受拉构件计算托梁支座斜截面受剪承载力按受弯构件计算2/4/20235一、受力的三个阶段第I阶段：开裂前基本上处于弹性受力阶段混凝土的应力和应变基本上成比例荷载-应变曲线大致呈现为直线（OA）6.1.1轴心受拉构件的受力特点2/4/20236第II阶段：带裂缝工作混凝土开裂，裂缝截面钢筋拉力增大裂缝间截面混凝土和钢筋共同受力构件的刚度下降（AB曲线的斜率低于OA斜率）第III阶段：破坏状态钢筋屈服，裂缝宽度扩大，不适宜于继续承载无屈服点的钢筋，裂缝宽度小，钢筋拉断极限拉力2/4/20237二、开裂前应力分析弹性阶段变形协调，应变相等应力计算NNcNsE=Es/Ec

弹性模量之比A0=Ac+EAs

换算面积2/4/20238弹塑性阶段变形情况受拉钢筋处于弹性阶段受拉混凝土进入塑性阶段内力和应力的关系

一般情况NNcNs

开裂极限：混凝土弹性模量约为Ec

的一半A0此时换算面积2/4/202396.1.2偏心受拉构件的受力特点一、偏心受拉构件分类大偏心受拉拉力作用在钢筋As

和As之外荷载偏心距：e0=M/N>0.5h-as小偏心受拉拉力作用在钢筋As和As之间荷载偏心距：e0=M/N<0.5h-as（a）大偏心受拉2/4/202310二、小偏心受拉小偏拉条件N作用在纵向钢筋As和As之间全截面受拉受力特点拉应力不均匀近侧边缘应力最大，先开裂临破坏前，截面全部裂通，混凝土退出工作钢筋屈服，构件破坏2/4/202311三、大偏心受拉大偏拉条件N作用在纵向钢筋As和As之外构件部分截面受拉，部分截面受压受力特点近侧拉区混凝土先开裂受拉钢筋As

达到屈服压区混凝土压碎受压钢筋As

屈服。若受压钢筋配置过多时，则受压钢筋不屈服。构件破坏2/4/202312四、承载力相关性Nu-Mu相关曲线受拉破坏下降曲线定性结果弯矩增大，受拉承载力下降拉力增大，受弯承载力下降MuNuO受拉破坏负面影响弯矩为零，轴心受拉构件：受拉承载力最大轴力为零，受弯构件：受弯承载力最大2/4/2023136.1.3钢筋混凝土受拉构件

构造要求一、轴心受拉构件构造要求纵向受力钢筋的配置

（1）沿截面周边均匀对称布置，优先选择小直径钢筋（有利于抗裂）（2）按构件截面面积计算的一侧受力钢筋的最小配筋百分率不应小于45ft

/fy，同时不应小于0.20

（3）接头不得采用非焊接的搭接接头。2/4/202314箍筋的配置与作用按构造配置：直径6~8mm，间距200mm作用：固定纵向受力钢筋的位置与纵向钢筋组成钢筋骨架二、偏心受拉构件构造要求纵向钢筋沿偏心方向两侧边布置最小配筋率受拉钢筋的最小配筋率，同受弯构件受压钢筋的最小配筋率为0.20%箍筋由受剪承载力确定，构造要求同梁2/4/2023156.2钢筋混凝土轴心受拉

构件承载力计算轴力设计值：荷载效应基本组合永久荷载效应和可变荷载效应组合1.2组合（1.35组合：仅竖向荷载参与）轴力设计值不超过承载力设计值承载力复核就是验算不等式是否成立截面设计时取等号计算钢筋面积验算一侧配筋率初步选配钢筋2/4/202316例6.1

某轴心受拉构件截面250mm250mm，采用C25混凝土，HRB335钢筋。荷载引起的轴力标准值为：NGk=160kN，NQk=80kN（组合值系数0.7）。结构安全等级为二级，设计使用年限50年。试按承载力条件确定钢筋。解1.荷载效应组合kNkNkN2/4/202317fy=300N/mm2,ft=1.27N/mm2mm2验算配筋率初步配筋：418mm2附表162.承载力计算轴心受拉构件往往是裂缝宽度控制钢筋用量。2/4/202318若x<2as，压筋不屈服，可取x=2as对压筋合力点取矩一、大偏心受拉构件正截面承载力基本公式(2asxbh0)：6.3钢筋混凝土偏心受拉构件

正截面承载力计算2/4/202319基本公式的应用对称配筋大偏心受拉构件对称配筋，压筋不屈服非对称配筋求As

和As取x=bh0，由基本公式解纵筋面积<0.20%bh取As=0.20%bh按As已知，求As

之法进行2/4/202320非对称配筋，已知As求As

若2asxbh0，则若x<2as，则若x>bh0，则应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级2/4/202321二、小偏心受拉构件正截面承载力基本公式全截面受拉，裂缝贯通混凝土不参与受力配筋计算（取等号）2/4/202322例6.2矩形截面偏心受拉构件，一类环境，b=300mm，h=400mm，内力设计值N=500kN，M=62kN.m，C25混凝土，HRB335钢筋，试配置纵向受力钢筋。解：取mm偏心受拉类型mmmm小偏心受拉2/4/202323拉力到钢筋合力点的距离mmmm钢筋面积mm2mm2可配钢筋：214

As=308mm2取mm22/4/202324mm2可配钢筋：422As=1520mm22/4/202325例6.3某水池壁厚500mm，每米宽度上弯矩设计值M=180kN.m，轴力设计值N=300kN。采用C30混凝土，HRB335钢筋。混凝土保护层较厚，取as=as=60mm，试配置纵向受力钢筋。解（1）基本尺寸mmmmmm2/4/202326（2）偏心受拉类型mmmm大偏心受拉（3）拉力到钢筋合力点的距离mmmm2/4/202327（4）钢筋面积mm2取mm说明不需要这么大的受压区，按最小配筋率确定受压钢筋可配钢筋：14@150

As=1026mm22/4/202328现在是已知As=1026mm2，求Asmm2mmmm受压钢筋不屈服2/4/202329配筋率满足要求可配钢筋：14@70As=2199mm22/4/202330例6.4矩形截面构件，b=300mm，h=400mm，计算长度l0=3600mm，C30混凝土，一类环境，截面配筋如图所示，Nu-Mu相关曲线亦如图所示。试求A、B、C、D四点的坐标。解MuNuOABCD压力Nu为正拉力Nu为负4204208@200取cc=c=d=20mm2/4/202331MuNuOABCD压力Nu为正拉力Nu为负4204208@200（1）A点—轴心受压构件且<3%A点坐标（0，2240.4kN）2/4/202332MuNuOABCD压力Nu为正拉力Nu为负4204208@200（2）B点—偏心受压构件，界限破坏状态2/4/202333由得因2/4/202334MuNuOABCD压力Nu为正拉力Nu为负4204208@200B点坐标（214.6kN.m，801.4kN）故2/4/202335MuNuOABCD压力Nu为正拉力Nu为负4204208@200（3）C点—受弯构件（双筋）压筋不屈服C点坐标（145.2kN.m，0）2/4/202336MuNuOABCD压力Nu为正拉力Nu为负4204208@200（4）D点—轴心受拉构件D点坐标（0，-904.3kN）2/4/2023376.4钢筋混凝土偏心受拉构件

斜截面承载力计算一、轴向拉力的影响对混凝土部分的影响斜裂缝末端剪压高度减小可能没有剪压区存在受剪承载力明显降低，降低量值与轴力大小有关，规范取0.2N。轴向拉力对箍筋的受剪承载力没有影响2/4/202338二、偏心受拉构件斜截面受剪承载力取值规定剪跨比