第7章 受拉构件

1、水工混凝土结构水工混凝土结构第第7 7章章 钢筋混凝土受拉构件承载力计算钢筋混凝土受拉构件承载力计算7.1 轴心受拉构件的承载力计算轴心受拉构件的承载力计算7.2 偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件正截面承载力计算7.3 偏心受拉构件斜截面承载力计算偏心受拉构件斜截面承载力计算第第7章章 受拉构件承载力计算受拉构件承载力计算 轴心受拉构件轴心受拉构件：；2.典型的典型的轴心受拉构件轴心受拉构件有：有： 承受节点荷载的屋架承受节点荷载的屋架腹杆腹杆和和下弦杆下弦杆； 承受内水压力的承受内水压力的管道管道或或圆形水池池壁圆形水池池壁； 在管外土压力和内水压力共同作用下压力管道、矩形在管外土压

2、力和内水压力共同作用下压力管道、矩形截面水池的池壁、有节间荷载作用的桁架上弦杆等则属截面水池的池壁、有节间荷载作用的桁架上弦杆等则属于于偏心受拉构件偏心受拉构件。拉拉拉拉压压压压压压第第7章章 受拉构件承载力计算受拉构件承载力计算1. 受拉构件的配筋形式：纵筋+箍筋 一、轴心受拉构件的受拉过程和破坏特征一、轴心受拉构件的受拉过程和破坏特征2. 受拉构件的受力全过程 轴心受拉构件从开始加载到破坏，纵筋箍筋bh其受力过程分成三个受力阶段： (1) 第阶段整体工作阶段(NNcr) 从开始加载到混凝土即将开裂，属于第阶段。 受力特征：当N很小，钢筋与混凝土均处于弹性，共同变形，构件的拉力与其应变基本上

3、呈直线关系。 随着N的增加，混凝土受拉产生一定的塑性性能，而钢筋仍处于弹性工作状态，直到混凝土的应力达到抗拉强度，构件即将开裂。构件抗裂计算的依据。7.1 轴心受拉构件的承载力计算轴心受拉构件的承载力计算一、轴心受拉构件的受拉过程和破坏特征一、轴心受拉构件的受拉过程和破坏特征 构件即将开裂时，混凝土达到极限拉应变 ，因钢筋和混凝土共同变形， ，钢筋处于弹性阶段，故 。 tu0.0001stu0.00012sss(18 21)N/mmE 混凝土开裂至钢筋屈服属于第阶段构件裂缝宽度计算的依据。开裂第一条缝并迅速贯通，到多缝分割成许多段，裂缝截面仅钢筋受力。(3) 第阶段破坏阶段(NNy) 钢筋屈服

4、至构件破坏属于(2) 第阶段带裂缝工作阶段(Ncr h/2-as时，靠近轴向力一侧受拉；远离轴向力一侧受压。时，靠近轴向力一侧受拉；远离轴向力一侧受压。 小偏心受拉构件小偏心受拉构件：当：当N作用在作用在 和和 之间，即之间，即e0h/2-as时，整个截面受拉。时，整个截面受拉。sAsAsAsA7.2 偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件正截面承载力计算一、大小偏心受拉的界限一、大小偏心受拉的界限 二、小偏心受拉构件的承载力计算二、小偏心受拉构件的承载力计算1. 破坏特征破坏特征 随着随着N的增大，混凝土开裂，且整的增大，混凝土开裂，且整个截面裂通，拉力全部由钢筋承受。个截面裂通，拉力全部

5、由钢筋承受。截面破坏时，截面破坏时，两侧钢筋两侧钢筋都能都能屈服屈服。2. 基本公式基本公式7.2 偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件正截面承载力计算000022)(10)(10eaheeaheahAfeNMahAfNeMssssydAssydAss： 若将若将eh/2-as-e0及及e h/2-as+e0代入，并代入，并Ne0用用M替，则可替，则可得：得： 二、小偏心受拉构件的承载力计算二、小偏心受拉构件的承载力计算 M的存在增加了的存在增加了As的用量，降低了的的用量，降低了的As的用量。因此，在的用量。因此，在设计中如遇到不同的荷载组合设计中如遇到不同的荷载组合(M、N)时，应按最

6、大时，应按最大N与最大与最大M的荷载组合计算的荷载组合计算As，而按最大，而按最大N与最小与最小M的荷载组合计算的荷载组合计算As 。 第一项：代表第一项：代表N作用下所需的配筋；作用下所需的配筋； 第二项：代表弯矩第二项：代表弯矩M的存在对配筋量的影响。的存在对配筋量的影响。),()(2)()(2)2()(2)()(2)2(0000000000hhahhahhaaahfMfNahfMahfahNAahfMfNahfMahfahNAsssssydydsydsysdssydydsydsysds二、小偏心受拉构件的承载力计算二、小偏心受拉构件的承载力计算 当当M=0时，即为轴心受拉构件，如果对称钢

7、筋，即时，即为轴心受拉构件，如果对称钢筋，即asas，则所需的纵向钢筋截面面积为：，则所需的纵向钢筋截面面积为： 因绑扎接头不太可靠，故因绑扎接头不太可靠，故规范规范规定：规定：轴心受拉、轴心受拉、小偏心受拉构件、直接承受振动荷载的构件小偏心受拉构件、直接承受振动荷载的构件，其纵向钢筋，其纵向钢筋的接头不能用绑扎接头，必须采用的接头不能用绑扎接头，必须采用焊接焊接，并且在构件端部，并且在构件端部应将纵向钢筋可靠地锚固于支座内。应将纵向钢筋可靠地锚固于支座内。dsydsy22NAfNAf ),()(2)()(2)2()(2)()(2)2(0000000000hhahhahhaaahfMfNahf

8、MahfahNAahfMfNahfMahfahNAsssssydydsydsysdssydydsydsysds 1. 破坏特征破坏特征 轴向拉力轴向拉力N在在As外侧，外侧，As一侧受拉，一侧受拉，As一侧受压，混凝一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。截面破坏时，土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。截面破坏时，As首首先达到屈服强度，受压侧边缘混凝土先达到屈服强度，受压侧边缘混凝土 c cu ，混凝土被压碎，混凝土被压碎，受压钢筋受压钢筋 sf y 。与大偏心受压情况类似。与大偏心受压情况类似。三、大偏心受拉构件的承载力计算三、大偏心受拉构件的承载力计算7.2 偏心受拉构件正截面

9、承载力计算偏心受拉构件正截面承载力计算当当 时，近似取时，近似取对受压钢筋合力作用点取矩对受压钢筋合力作用点取矩3. 适用条件适用条件0bhxs2xa确保近端钢筋受拉屈服确保近端钢筋受拉屈服确保远端钢筋受压屈服确保远端钢筋受压屈服s2xas2xadys0s()Nef A haduysyscNNf Af Af bx duc0ys0s()2xNeN ef bx hf A ha 0s2heea2. 基本公式基本公式7.2 偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件正截面承载力计算sahee202) 当当 时，按时，按大偏拉构件大偏拉构件设计设计 1) 当当 时，按时，按小偏拉构件小偏拉构件设计设计(2

10、) 若采用对称配筋设计若采用对称配筋设计 (3) 若采用非对称配筋设计若采用非对称配筋设计 均应满足最小配筋率的要求均应满足最小配筋率的要求 四、公式应用四、公式应用截面设计截面设计 7.2 偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件正截面承载力计算sahe200022eaheeahess)(0sydsahfeNA)(0sydsahfNeAsahe20）。，比非对称配筋量大（小偏心受拉：eeahfeNAAsydss)() 10 (1) 先判断偏心受拉破坏类型先判断偏心受拉破坏类型 时，为大偏心受拉。当时，为小偏心受拉。当ssahNMeahNMe2200合力点取矩。对令属于由大偏心受拉：ssscs

11、ysydyysssydssAaxaxxbxfAfAfNffAAahfeNAA,2,2, 0,)()20大偏心受拉构件截面设计有以下两种情况：大偏心受拉构件截面设计有以下两种情况：情况情况1：求：求As和和As，共有三个未知数共有三个未知数As、As和x，以，以As+As总总量最小为补充条件：令量最小为补充条件：令b情况情况2：已知：已知As，求求Ass2110min0200)()5 . 01 (bhahfbhfNeAsybbcds0min00bhfAfhbfNAysybcds2000)(bhfahAfNecssyds和公式中可没有，注：若001若若验算计算公式的适用条件验算计算公式的适用条件如

12、果满足适用条件如果满足适用条件, 则则 02hxabs0min00bhfAfhbfNAysycdsssaxax2,2取0min00)(bhahfeNAsyds若若。、重新计算配置过少，按情况表明sssbAAAhx1,0五、公式应用五、公式应用截面校核截面校核 00002/),(2/),(eaheahAfeNeNeaheahAfeNNesssyudsssyud小偏拉构件：小偏拉构件： 由由两式求得的两式求得的Nu取较小值。取较小值。大偏拉构件：大偏拉构件： 与大偏心受压构件相似，只是与大偏心受压构件相似，只是N为拉力（略）。为拉力（略）。NAfhsAfbhfVssbysvyvtd2 . 0)sin5 . 0(100025. 0bhfVcd时)sin(12 .