7.受拉构件承载力计算 混凝土结构设计原理 教学ppt课件

1、第七章第七章 受拉构件承载力计算受拉构件承载力计算受拉构件 本章重点 掌握偏心受拉构件的受力特性及正截面承载力计算方法； 掌握偏心受力构件斜截面受剪承载力计算方法；轴心受拉构件-屋架弦杆7.1 轴心受拉构件的承载力计算钢筋混凝土桁架或拱拉杆、受内压力作用的环形截面管壁及圆形贮液池的筒壁等，通常按轴心受拉构件计算。一、受力过程和破坏特征 轴心受拉构件从加载开场到破坏为止，其受力过程可分为三个不同阶段。 受拉构件 混凝土开裂后至钢筋屈服前，属于第混凝土开裂后至钢筋屈服前，属于第阶段。首先在截面阶段。首先在截面最薄弱处产生第一条裂痕，随最薄弱处产生第一条裂痕，随 着荷载的添加，先后在一些着荷载的添加

2、，先后在一些截面上出现裂痕。此时，在裂痕处的混凝土不再接受拉力，截面上出现裂痕。此时，在裂痕处的混凝土不再接受拉力，一切拉力均由钢筋来承当。在一样的拉力增量作用下，平一切拉力均由钢筋来承当。在一样的拉力增量作用下，平均拉应变增量加大均拉应变增量加大从加载到混凝土开裂前，属于第从加载到混凝土开裂前，属于第I阶段。此时，钢筋和混凝阶段。此时，钢筋和混凝土共同接受拉力。应力与应变大致成正比。拉力荷载值和土共同接受拉力。应力与应变大致成正比。拉力荷载值和截面平均拉应变之间根本上呈线性关系，截面平均拉应变之间根本上呈线性关系，0Ncr0NcrnAAsNNcrNNcrNyNy受拉构件 当拉力值接近屈服荷载

3、当拉力值接近屈服荷载Ny时，受拉钢筋开场屈时，受拉钢筋开场屈服。在此过程中，荷载稍有添加，裂痕迅速扩服。在此过程中，荷载稍有添加，裂痕迅速扩展。当钢筋全部到达屈服时，展。当钢筋全部到达屈服时，(即荷载到达屈服即荷载到达屈服荷载荷载Ny时时)裂痕开展很大，可以为构件到达了破裂痕开展很大，可以为构件到达了破坏形状坏形状Nu 。NcrNulyN受拉构件 轴心受拉构件破坏时，混凝土早巳被拉轴心受拉构件破坏时，混凝土早巳被拉裂，全部外力由钢筋来接受。轴心受拉裂，全部外力由钢筋来接受。轴心受拉构件的承载力计算公式如下：构件的承载力计算公式如下：二、承载力计算公式syuAfNN受拉构件 7.2 偏心受拉构件

4、正截面的承载偏心受拉构件正截面的承载力计算力计算 矩形水池的池壁、矩形剖面料仓或煤斗的壁矩形水池的池壁、矩形剖面料仓或煤斗的壁板、受地震作用的框架边柱，以及双肢柱的板、受地震作用的框架边柱，以及双肢柱的受拉肢，属于偏心受拉构件。受拉肢，属于偏心受拉构件。受拉构件除轴向拉力外，还同时受弯矩和剪受拉构件除轴向拉力外，还同时受弯矩和剪力作用。力作用。受拉构件 偏心受拉构件的计算，按纵向力N的位置不同，可分为两种情况：1.当纵向力N作用在钢筋As合力点及As的合力点范围以外时，属于大偏心受拉；2.当纵向力作用在钢筋As合力点及As的合力点范围以内时，属于小偏心受拉；受拉构件 e0N fyAs fyAs

5、小偏心受拉构件小偏心受拉构件eesasa0sah N fyAs fyAse0e大偏心受拉构件大偏心受拉构件cfa1sasa0sah 受拉构件 小偏心受拉破坏：轴向拉力小偏心受拉破坏：轴向拉力N在在As与与As之间，全截面均受拉之间，全截面均受拉应力，但应力，但As一侧拉应力较大，一侧拉应力较大，As一侧拉应力较小。随着拉力一侧拉应力较小。随着拉力的添加，的添加，As一侧首先开裂，但裂痕很快贯穿整个截面，一侧首先开裂，但裂痕很快贯穿整个截面，As和和As纵筋均受拉，最后纵筋均受拉，最后As和和As均屈服而到达极限承载力。均屈服而到达极限承载力。7.2.1小偏心受拉构件正截面的承载力计算 根据内外

6、力分别对钢筋根据内外力分别对钢筋As，As的合力点取矩的平衡条件，可的合力点取矩的平衡条件，可 得出下式：得出下式：e0N fyAs fyAs小偏心受拉构件小偏心受拉构件eesasa0sah )(0ssyahAfNe)(0sysahfAeN05 . 0eahes05 . 0eahes受拉构件 当对称配筋时，为了到达当对称配筋时，为了到达内外力平衡，远离偏心一内外力平衡，远离偏心一侧的钢筋侧的钢筋As达不到屈服，达不到屈服，在设计时可取：在设计时可取：e0N fyAs fyAs小偏心受拉构件小偏心受拉构件eeaah0-a)(0sysahfeNA)(0sysahfNeA)(0syssahfeNAA

7、05 . 0eahes05 . 0eahes05 . 0eahes受拉构件 7.2.1 大偏心受拉构件正截面的承载力计算 当轴力N作用在As合力点及As的合力点范围以外时，截面虽开裂，但必然还保管有压区存在，否那么轴力N得不到平衡。既然还有压区，截面不会裂通。称为大偏心受拉。大偏心受拉破坏：轴向拉力大偏心受拉破坏：轴向拉力N在在As外侧，外侧，As一侧受拉，一侧受拉，As一侧受压，混凝土开裂后不会构成贯穿整个截面的裂痕。最一侧受压，混凝土开裂后不会构成贯穿整个截面的裂痕。最后，与大偏心受压情况类似，后，与大偏心受压情况类似，As到达受拉屈服，受压侧混到达受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏。凝土受压

8、破坏。受拉构件 根本计算公式根本计算公式适用条件：适用条件：x xbx2abxfAfAfNNcsysyu1)()2(001ssycahAfxhbxfeNsahee 5 . 00N fyAs fyAse0e大偏心受拉构件大偏心受拉构件cfa1sasa0sah 受拉构件 设计时为了使钢筋总用量设计时为了使钢筋总用量(As+As )最最少，同偏心受压构件一样，应取少，同偏心受压构件一样，应取x=h0b， 那么得：那么得：)()2(00001sybbcsahfhhbhfeNAysyybcsfAffbhfNA01受拉构件 当对称配筋时，由于当对称配筋时，由于As=As ，代入根，代入根本公式后，必然会求

9、得本公式后，必然会求得x为负值，即为负值，即属于属于x2a的情况。这时候，可按偏心的情况。这时候，可按偏心受压的相应情况类似处置，即取受压的相应情况类似处置，即取x 2a，并对，并对As 合力点取矩计算。合力点取矩计算。受拉构件 7.37.3偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算轴向拉力轴向拉力N的存在，斜裂痕将提早出现，在小的存在，斜裂痕将提早出现，在小偏心受拉情况下甚至构成贯穿全截面的斜裂痕，偏心受拉情况下甚至构成贯穿全截面的斜裂痕，使斜截面受剪承载力降低。受剪承载力的降低使斜截面受剪承载力降低。受剪承载力的降低与轴向拉力与轴向拉力N近乎成正比。近乎成正比。对矩形截面对矩形截面偏心受拉构件受剪承载力偏心受拉构件受剪承载力NhsAfbhfVsvyvt7 . 00 . 10 . 175. 100受拉构件 0hsAfsvyv为防止斜拉破坏，此时的 不得小于0.36ftbh000 . 1hsAfsvyv当右边计算值小于 时 ，即斜裂痕贯穿全截面，剪力全部由箍筋承当，受剪承载力应取00 . 1hsAfsvyvNhsAfbhfVsvyvt7 . 00 . 10 . 175. 100受拉构件 小结 偏心受拉构件由于偏心力的作用位置不同分为大偏心受拉和小偏心受拉两种情况。小偏心受拉构件破坏时拉力全部由钢筋