受拉构件截面的性能与设计PPT学习教案

1、会计学1 受拉构件截面的性能与设计受拉构件截面的性能与设计 6.1 概述 第1页/共28页 一. 受拉构件的配筋形式及构造要求 二、试验分析 三、轴心受拉构件承载力计算 第2页/共28页 纵筋 纵筋 箍筋 b h 最小配筋率 为避免脆性破坏， 其截面配筋不能太少。 min max 0.4%,0.9 st y Af bhf 箍筋箍筋 一般不受力，它属于构造配筋：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：屋架下弦杆200mm；屋；屋 架腹杆架腹杆150mm。 6.2轴心受拉构件正截面承载力计算一、受拉构件的配筋形式及构造要求 返回上级目录 第3页/共28页 0

2、0.001 0.002 0.003 0.004 200 100 50 150 N (kN) 平均应变 混凝土：fc=30.8MPa; ft=1.97MPa; Ec=25.1103MPa. 钢筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205103MPa; As=284mm2. 152 N N 915 152 钢筋屈服 混凝土开 裂 6.2轴心受拉构件正截面承载力计算二、试验分析 返回上级目录 第4页/共28页 NtNt Ntc r Ntc r Nt Nt 6.2轴心受拉构件正截面承载力计算二、试验分析 返回上级目录 第5页/共28页 N t N t 结论结论 受力过程分三个工作阶

3、段：受力过程分三个工作阶段： 开裂前，线弹性；开裂前，线弹性； 开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展；开裂至钢筋屈服，裂缝不断发展； 钢筋屈服到截面破坏，钢筋屈服到截面破坏，Nt基本不增加基本不增加 首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不在增首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不在增 加加 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。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。 极限承载力取决于钢筋的用量和强度极限承载力取决于钢筋的用量和强度 6.2轴心受拉构件正截面承载力计算二、试验分析 返回上级目录 第6页/共28页 正截面承载力

4、公式： syu AfNN 纵向钢筋抗拉强度设计值； N N 轴心受拉承载力设计值。 y f 依据依据：破坏时的受破坏时的受 力力 状态状态 受力简图受力简图 6.2轴心受拉构件正截面承载力计算三、轴心受拉构件承载力计算 返回上级目录 第7页/共28页 一、偏心受拉构件的破坏特征 二、偏心受拉构件正截面承载力计算 三、对称配筋的矩形截面偏心受拉构件计算 例题 6.2轴心受拉构件正截面承载力计算 第8页/共28页 2）大偏心受拉破坏）大偏心受拉破坏 1）小偏心受拉破坏小偏心受拉破坏 与偏心矩e0有关。 h 0 fyA s fyA s ee N e0 as 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算一、偏心

5、受拉构件的破坏特征 返回上级目录 第9页/共28页 小偏心受拉 h 0 fyA s fyA s ee N e0 as 和偏压不同 N位于As和As之间时，混凝土全截面受拉（ 或开始时部分混凝土受拉，部分混凝土受 压，随着N的增大，混凝土全截面受拉） As侧先开裂，但裂缝很快 贯通整个截面。开裂后， 拉力由钢筋承担 最终钢筋屈服，截面达最 大承载力 6.3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 返回上级目录 第10页/共28页 大偏心受拉 N位于As和As之外时，部分混凝土受拉，部 分混凝土受压， 开裂后，截面的受力情况 和大偏压类似 As适量，最终受拉钢筋屈服，压区混凝土压 碎

6、，截面达最大承载力 As过量，压区混凝土先压碎，As达不到屈服 ，破坏没有预兆，设计中应避免。 e e N e0 h 0 fyA s fyA s as 1fc x 6.3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 返回上级目录 第11页/共28页 （一）小偏拉构件 e0h/2as 1、基本公式 0 () uyss N ef Aha 0 () uyss N ef Aha 式中 eh/2e0as ， eh/2e0as uysys Nf Af A 受拉构件计算时无需考虑二次弯矩的影响，也无须考虑初始偏心 距，直接按偏心距e0计算。 AsAs fyAs fyAs N e ee0 asas

7、h/2h/2 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录 第12页/共28页 0 0 () () s ys s ys Ne A fha Ne A fha 2、小偏拉截面设计 已知构件尺寸、材料强度等级和内力，求配筋。 3、小偏拉承载力校核 一般已知构件尺寸、配筋、材料强度，偏心距e0，由式（1）和 式（2）都可直接求出N，并取其较小者作为设计值。 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录 第13页/共28页 （二）大偏拉构件 e0h/2as 1、基本公式 1uysysc NNf Af Af bx 100 ()() 2

8、 ucyss x NeNef bx hf A ha 式中 ee0 h/2as 适用条件 0 min 2 b s S xh xa Abh 1f c f yAs AsAs fyAs N e e0 e as h/2h/2 在大偏心拉力作用下，临截面破坏之前虽然 开裂，但没有裂通，仍然有混凝土受压区存 在；离偏心力较近一侧的钢筋受拉屈服，在 一般情况下屈服，特殊情况下也可能不屈服。 构件破坏时，如果钢筋 As和As的应力都达到屈 服强度，根据平衡条件 则能得到计算公式 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录 采用了大偏压计算采用了大偏压计算 的基本假定的基本假

9、定 第14页/共28页 2 01 0 )( 211 bhf ahfANe c sys 0 hx 0 2hxa bs y ysc s f fAbxfN A 1 2、大偏拉构件截面设计 （1）大偏拉第一种情况：已知As求As 若 ， 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。 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录 1uysysc NNf Af Af bx 100 ()() 2 ucyss x NeNef bx

10、hf A ha 1f c f yAs AsAs fyAs N e e0 e as h/2h/2 第15页/共28页 处理处理： 调整截面尺寸或砼强度等级，或按调整截面尺寸或砼强度等级，或按A As s与与 A As s均未知情形计算。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。 这种情况下受压区混凝土将可能先于受拉钢筋屈服而被压碎，这 与超筋受弯构件的破坏形式类似，由于这种破坏是无预告的和脆 性的，而受拉钢筋的强度也没有得到充分利用，这种情况应当在 设计中避免 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录 第16页

11、/共28页 0 hx b )( )2( 0 01 sy c s ahf xhbxfNe A y ysc s f fAbxfN A 1 （2）大偏拉第二种情况：As和As均未知 补充条件，令： 由向As取矩公式可得As ： 若求得的As为负值或小于As，min，则应按构造要求配置As。然 后按第一种情况（已知As），求As。 1f c f yAs AsAs fyAs N e e0 e as h/2h/2 1uysysc NNf Af Af bx 100 ()() 2 ucyss x NeNef bx hf A ha 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录

12、 第17页/共28页 0 2hxa bs 1 1 b s 3、大偏拉承载力校核 由两基本公式消去N，解得x。 1f c f yAs AsAs fyAs N e e0 e as h/2h/2 1uysysc NNf Af Af bx 100 ()() 2 ucyss x NeNef bx hf A ha 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录 第18页/共28页 0 () ss ys Ne AA fha 截面设计截面设计：对称配筋时必有：对称配筋时必有 ，因，因 此，按不对称配筋此，按不对称配筋 时的情形处理。时的情形处理。 s x 2 s x 2 截面

13、校核： 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算三、对称配筋的矩形截面偏心受拉构件 返回上级目录 1f c f yAs AsAs fyAs N e e0 e as h/2h/2 1uysysc NNf Af Af bx 100 ()() 2 ucyss x NeNef bx hf A ha )( s0 ahfANe yS 按x2s的情况，对As取力矩中心 第19页/共28页 55. 0 b 例6-2 已知bh1000250mm，asas，25mm，N300kN ，M84kNm ，砼：C20；纵HRB335。求As及As 6.3偏心受拉构件正截面承载力计算例题 返回上级目录 第20页/共28页 )(

14、)5 . 01 ( 0 2 01 sy cbb s ahf bhfNe A 例题6.3偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录 第21页/共28页 2 01 0 )( 211 bhf ahfANe c sys 0423. 0 22510006 . 91 )25225(30056518010300 211 2 3 55. 0 b 例题6.3偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录 第22页/共28页 )( 0 sy s ahf Ne A 2 2 250 1900 )25225(300 )25280(300000 mm )( 0 sys ahfANe 12. 0 22510006 . 91 1

15、8010300 211211 2 3 2 01 bhf Ne c ysc fAhbfN 01 2 3 01 1864 300 22512. 010006 . 9110300 mm f hbfN A y c s 例题6.3偏心受拉构件正截面承载力计算 返回上级目录 第23页/共28页 6.3矩形截面偏心受拉构件斜截面承载力计算 返回上级目录 第24页/共28页 00 1.75 0.2 1.0 sv tyv A Vf bhfhN s 箍筋构造要求：直径、间距、配箍率、箍筋构造要求：直径、间距、配箍率、 形式等。形式等。同受弯构件同受弯构件 00 0 36. 0bhfh s A fV h s A f t sv yvu sv yv 取 时，当上式的计算值小于 为防止斜拉破坏斜裂缝贯通全截面 ，箍筋承担的剪力 值 根据偏心受拉斜截面受力特点，其承载力公式如下： ？与偏压构 件抗剪承载 力的比较 6.3矩形截面偏心受拉构件斜截面承载力计算 计算截面的剪跨比计算截面的剪跨比 = a/h0 1.5 3 N与剪力设计值与剪力设计值V相应的轴向拉力设计值相应的轴向拉力设计值 第25页/共28页 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