第六章受拉构件.ppt

1、第六章,受拉构件的截面承载力,轴心受拉构件：拉力作用在截面形心。屋架的下弦、受拉腹杆、圆形水池的池壁可近似按轴心受拉构件计算。 偏心受拉构件：拉力作用偏离截面形心，或截面上既有拉力又有弯矩。如承受节间荷载的屋架下弦或悬臂桁架的上弦，矩形水池的池壁等。,6.1 概述,6.2 轴心受拉构件正截面承载力计算,一、试验分析 轴心受拉构件从加载到破坏，其受力过程分为三个阶段： 1）从加载到砼受拉开裂前， 2）砼开裂后到钢筋即将屈服， 3）受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服。 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。,二、轴心受拉构件承载力计算,正截面承载力公式如下：,纵向钢筋抗拉

2、强度设计值； N 轴心受拉承载力设计值。,三、轴心受拉构件构造要求,最小配筋率 为避免脆性破坏，其截面配筋不能太少。,箍筋 一般不受力，它属于构造配筋： 直径：d=46mm。 间距：屋架下弦杆200mm；屋架腹杆150mm。,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,2）大偏心受拉破坏 当轴力处于纵向钢筋之外时发生此种破坏。破坏时距纵向拉力近的一侧混凝土开裂，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝，最后，与大偏心受压情况类似，钢筋屈服，而离轴力较远一侧的混凝土被压碎 。,1）小偏心受拉破坏 当轴力处于纵向钢筋之间时发生此种破坏。全截面均受拉应力，但As一侧拉应力较大，A

3、s一侧拉应力较小。随着拉力增加，As一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，破坏时混凝土裂缝贯通，全部纵向钢筋受拉屈服。,与偏心矩e0有关。,二、偏心受拉构件正截面承载力计算,（一）小偏拉构件 e0h/2as,1、基本公式,（1） （2）,式中 eh/2e0as ， eh/2e0as,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。,（二）大偏拉构件 e0h/2as,1、基本公式,式中 ee0 h/2as,适用条件,同大偏心受压构件。,2、大偏拉构件截面

4、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。,处理： 调整截面尺寸或砼强度等级，或按As与 As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。,由合力公式可得As ：,（2）大偏拉第二种情况：As和As均未知,令：,由向As取矩公式可得As ：,若求得的As为负值或小于，则应按构造要求配置As。然后按第一种情况（已知As），求As。,（1）若 ，则满足

5、大偏拉公式的应用条件，由合力公式可求N。 （2）若x2as，则近似假设x=2as，由向As取矩公式可求N。 （3）若xbh0，表明As配置过多，达不到屈服。 先求受拉钢筋的应力： 再对N取矩，重新求的x，代入合力公式可求的N。,3、大偏拉承载力校核,由两基本公式消去N，解得x。,三、对称配筋的矩形截面偏心受拉构件,截面设计：对称配筋时必有 ，因此， 按不对称配筋 时的情形处理。,截面校核：类似于不对称配筋。,例6-2 已知bh1000250mm，asas，25mm，N300kN ，M84kNm ，砼：C20；纵HRB335。求As及As 解（1）已知条件 C20：ft=1.1N/mm2，fc=

6、9.6N/mm2， HRB335：fy=fy=300N/mm2， h025025225mm （2）判大小偏拉 e0M/N84000000/300000280mmh/2as250/225 100mm 属大偏拉。 ee0h/2as280250/225180mm,（3）求As及As 补充b，由基本公式第二式（向As取矩） 1397925000 则应按min0.2 ，As0.002bh500mm2 选5根12，即12200, As实565mm2 再按As已知的情况求As。,（3）已知As，求As 由向As取矩公式： xh00.04232259.45mm2as，500mm 有两种方法：,一是取x2as，

7、由向As取矩公式可求As： 即： 另一是设As =0，按单筋截面计算As。由向As取矩公式得： 由合力公式： 取两者较小者As=1864mm2，选16110，As实1828mm2，截面配筋如图。,6.4 矩形截面偏心受拉构件斜截面承载力计算 偏心受拉构件，一般同时还作用有剪力V，故还应进行斜截面承载力计算。 试验表明：在剪拉复合应力状态下，砼的抗剪强度随拉应力的增加而减小，但不论剪压区高度的大小或甚至无剪压区，与斜裂缝相交的箍筋抗剪能力并不受轴心拉力的影响，保持与受弯构件相似的水平。,根据偏心受拉斜截面受力特点，其承载力公式如下：,当右边计算值小于 时，即斜裂缝贯通全截面，剪力全部由箍筋承担，

8、受剪承载力应取 。,为防止斜拉破坏，此时的 不得小于0.36ftbh0。,注意,箍筋构造要求：同受弯构件,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/6e0h/2as ，则远离轴向力一侧的砼有部分受压。随着N的增大，砼的拉应力也不断增大，当拉应力较大一侧边缘的拉应力达到砼的抗拉强度时，截面开裂。对于e0h/6 的情形，开裂后裂缝将迅速贯通；对h/6e0 h/2as 的情形，由于开裂后拉区砼退出工作，根据截面上的平衡条件，压区的压应力也随之消失，并且转换成拉应力，最终裂缝也会贯通。因此小偏心受拉构件达到极限状态时，截面砼已退出工作，受拉钢筋应力均能达到屈服强度。,大偏心受拉 如果N作用在截面两侧的钢筋As、As 范围之外，即e0h/2as。截面