《混凝土结构基本原理》 课件 第7章 受拉构件承载力计算

第7章受拉构件承载力计算第7章7.1概述7.2轴心受拉构件承载力计算7.3偏心受拉构件正截面承载力计算7.4偏心受拉构件斜截面承载力计算受拉构件承载力计算37.1概述7.1概述第7章承受轴向拉力（简称轴拉力）或承受轴拉力与弯矩共同作用的构件称为受拉构件（tensionmember）。根据轴拉力的作用位置，分为轴心受拉构件和偏心受拉构件。轴心受拉偏心受拉轴拉力作用在截面形心的构件为轴心受拉构件，简称轴拉构件。——如圆形水池的池壁、有内压力的环形管壁、桁架或拱的拉杆等。轴拉力作用点偏离构件截面形心或同时作用有轴拉力和弯矩的构件为偏心受拉构件，简称偏拉构件。——如矩形水池的池壁、地下压力水管、双肢柱的受拉肢杆等。57.2轴心受拉构件承载力计算◆轴心受拉构件受力过程◆轴心受拉构件正截面承载力计算7.2轴心受拉构件承载力计算第7章1.轴心受拉构件受力过程第Ⅰ阶段——共同工作阶段从加载至混凝土即将开裂为共同工作阶段。开裂前，钢筋混凝土共同承受轴拉力N作用。混凝土:弹塑性阶段钢筋:弹性阶段截面平衡条件令得到——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；——轴拉构件纵向钢筋配筋率；——混凝土换算截面面积；——混凝土弹性系数。开裂前7.2轴心受拉构件承载力计算第7章1.轴心受拉构件受力过程第Ⅰ阶段——共同工作阶段随着轴拉力N的不断增加，混凝土拉应力σc也随之增加，弹性系数ν不断减小。当σc=ft

混凝土达到抗拉强度。继续加载混凝土将开裂，ν

=0.5。开裂轴力开裂前瞬间钢筋拉应力开裂前瞬间混凝土拉应力混凝土即将开裂前瞬间的这一特定状态称为抗裂极限状态（crackinglimitstates），它是进行轴拉构件截面抗裂计算的依据。7.2轴心受拉构件承载力计算第7章1.轴心受拉构件受力过程第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段从混凝土开裂后到钢筋即将屈服为带裂缝工作阶段。开裂瞬间，裂缝截面处混凝土拉应力由σc=ft突变为σc=0

。原先由混凝土承担的拉力ftAc全部转交给钢筋承担，使裂缝截面处的钢筋应力有一突然增量为：应力增量与配筋率有关，配筋率越高，应力增量越小。开裂后钢筋应力为继续增加拉力时裂缝截面处的钢筋应力为开裂后瞬间开裂后第Ⅲ阶段——破坏阶段从钢筋屈服到构件破坏为破坏阶段。7.2轴心受拉构件承载力计算第7章2.轴心受拉构件正截面承载力计算轴拉构件破坏时，全部拉力由钢筋承担，则轴拉构件正截面承载力计算公式为：——轴拉力设计值；——轴拉构件承载力设计值；——全部纵向受拉钢筋截面面积，应满足As≥ρminA,ρmin为受拉钢筋最小配筋率，取值为ρmin=max(0.9ft/fy,0.004)；107.3偏心受拉构件正截面承载力计算◆大偏心受拉构件正截面承载力计算◆小偏心受拉构件正截面承载力计算7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章大偏拉破坏小偏拉破坏偏拉构件纵向钢筋布置方式与偏压构件相同。对于矩形截面，离轴拉力N较近一侧的纵筋截面面积为As，远离轴拉力N一侧的纵筋截面面积为A's。当轴拉力N作用在As合力点与A's合力点之外时，发生大偏心受拉破坏，简称大偏拉破坏。当轴拉力N作用在As合力点与A's合力点之间时，发生小偏心受拉破坏，简称小偏拉破坏。7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章1.大偏心受拉构件正截面承载力计算由截面平衡条件，可得大偏拉构件承载力计算公式——轴拉力N至至受拉钢筋As合力点的距离，计算公式适用条件（1）为保证受拉钢筋As达到屈服强度fy，应满足ζ≤

ζb；（2）为保证受压钢筋A's达到屈服强度f'y，应满足x≥2a's;（3）As、A's应不小于ρminbh，其中ρmin=max(0.45ft/fy,

0.002)。7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章1.大偏心受拉构件正截面承载力计算设计计算方法——截面设计情况Ⅰ令ξ

=ξb取情况Ⅱ否是求解A'sAs、A's均未知，求解As、A's7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章1.大偏心受拉构件正截面承载力计算设计计算方法——截面设计情况Ⅱ求解x情况Ⅰ求解As否是取是否，已知A's，求解As——轴拉力N至受压钢筋A's合力点的距离。7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章1.大偏心受拉构件正截面承载力计算设计计算方法——截面设计对称配筋，x必为负值由情况Ⅱ情况求解。按照As=A's，fy=f'yσs代替fy7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章1.大偏心受拉构件正截面承载力计算设计计算方法——截面复核若构件截面尺寸、配筋、材料强度及荷载引起的内力（M、N）均为已知，可对轴拉力N作用点取矩，可得：求解x求解Nu否是取是否，求解Nu7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章2.小偏心受拉构件正截面承载力计算由截面平衡条件，可得小偏拉构件承载力计算公式——轴拉力N至至受拉钢筋As合力点的距离，计算公式适用条件——轴拉力N至至受压钢筋A's合力点的距离，（1）保证As和A's均达到屈服强度fy，（2）As、A's应不小于ρminbh，其中ρmin=max(0.45ft/fy,

0.002)。7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章1.大偏心受拉构件正截面承载力计算设计计算方法——截面设计非对称配筋设，利用，将代入，得到As和A's均达到屈服设计时，若有不同的内力组合（N，M），应按（Nmax，Mmax）的内力组合计算As，而按（Nmax，Mmin）的内力组合计算A's。7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章1.大偏心受拉构件正截面承载力计算设计计算方法——截面设计对称配筋按计算As再按As达到屈服，A's未达到屈服计算A's7.3偏心受拉构件正截面承载力计算第7章2.小偏心受拉构件正截面承载力计算设计计算方法——截面复核非对称配筋对称配筋条件AsNu计算公式屈服屈服屈服未屈服未屈服屈服条件AsNu计算公式-屈服未屈服同时计算取较小值217.4偏心受拉构件斜截面承载力计算7.4偏心受拉构件斜截面承载力计算第7章受剪承载力的降低与轴拉力N的大小有关，轴拉力N对斜截面受剪承载力的不利影响为0.06N~0.16N，考虑到试验条件与实际工程的差别，通过可靠度分析计算，取这种不利影响为0.2N。《规范》规定，矩形、T形、工形截面偏拉构件斜截面承载力计算公式为：N——与剪力设计值V相对应的轴拉力设计值。当上式右边的计算值<fyvAsvh0/s时，考虑剪压区完全消失，斜裂缝将贯通全截面，剪力全部由箍筋承担，此时受剪承载力应取fyvAsvh0/s。为防止斜拉破坏，避免箍筋过少过稀，保证箍筋能承担一定数量的剪力，则提高箍筋最小配筋率，取ρsv,min=0.36ft/fyv,即fyvAsvh0/s的值不得小于0.36ft

bh0。同时，偏拉构件的截面尺寸应满足限制条件，即V

≤0.25βcfc

bh0。1.轴拉构件受力过程的三个阶段。2.大偏拉破坏与小偏拉破坏判别方法和受力过程。3