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1、制制 作作 人人：周：周 勇勇 Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算本章重点本章重点了解轴心受拉构件的受力全过程和破坏特征了解轴心受拉构件的受力全过程和破坏特征。掌握轴心受拉构件正截面承载力的计算方法。掌握轴心受拉构件正截面承载力的计算方法。掌握偏心受拉构件的受力特性及正截面承载力掌握偏心受拉构件的受力特性及正截面承载力计算。计算。掌握偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算。掌握偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算。熟悉轴心受拉和偏心受拉构件的构造要求。熟悉轴心受拉和偏心受拉构件的构造要求。Lanzhou Universit
2、y of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算7.1.1 受力过程和破坏特征受力过程和破坏特征7.1轴心受拉构件正截面承载力的计算轴心受拉构件正截面承载力的计算轴心受拉构件正截面承载力的计算轴心受拉构件正截面承载力的计算 志志向向的的轴轴心心受受拉拉构构件件在在实实际际工工程程中中其其实实并并不不存存在在。但但是是由由于于其其设设计计计计算算简简洁洁，因因此此拱拱和和桁桁架架结结构构中中的的拉拉杆杆以以及及圆圆形形水水池池的的池池壁壁等等结结构构构构件件，可可近近似似地地按按轴轴心心受受拉拉构件进行设计计算。构件进行设计计算。轴心受拉心受拉 偏心受拉偏心受拉
3、 承受纵向拉力的构件称为受拉构件Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算 轴心受拉构件从加载到破坏，其受力过程分为三个阶段：从加载到砼受拉开裂前，砼开裂后到钢筋即将屈服，受拉钢筋起先屈服到全部受拉钢筋达到屈服。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology7.1.2 承载力计算公式承载力计算公式 以构件第阶段的受力状况为基础，考虑牢靠度的要求，轴心受拉破坏时混凝土裂缝贯穿，纵向拉钢筋达到
4、其受拉屈服强度，正截面承载力公式如下：纵向钢筋抗拉强度设计值；Nu 轴心受拉承载力设计值。N 轴向拉力的设计值；Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算补充：构造要求补充：构造要求v 箍筋直径箍筋直径 d6mm,间距间距s 200mm(腹杆中腹杆中 s 150mm)。v 纵筋应沿截面周边匀整对称布置，并宜优先接纵筋应沿截面周边匀整对称布置，并宜优先接受直径较小的钢筋。受直径较小的钢筋。v 钢钢筋筋连连接接有有绑绑扎扎连连接接、焊焊接接连连接接、螺螺栓栓连连 接接、套套筒筒挤挤压压连连接接等等多多种种方方式式。轴轴拉拉构
5、构件件不不得得接接受受绑绑扎的搭接接头。扎的搭接接头。v 纵筋一侧配筋率纵筋一侧配筋率 ，且且 。（为混凝土轴心抗拉强度设计值）为混凝土轴心抗拉强度设计值）Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology7.2偏心受拉构件正截面承载力的计算偏心受拉构件正截面承载力的计算偏心受拉构件正截面承载力的计算偏心受拉构件正截面承载力的计算7.2.1 大偏心受拉构件正截面承载力的计算大偏心受拉构件正截面承载力的计算 （1）大偏心受拉破坏的）大偏心受拉破坏的特征特征 当轴力处于
6、纵向钢筋之当轴力处于纵向钢筋之外时发生此种破坏。破坏外时发生此种破坏。破坏时距纵向拉力近的一侧混时距纵向拉力近的一侧混凝土开裂，混凝土开裂后凝土开裂，混凝土开裂后不会形成贯穿整个截面的不会形成贯穿整个截面的裂缝，最终，与大偏心受裂缝，最终，与大偏心受压状况类似，钢筋屈服，压状况类似，钢筋屈服，而离轴力较远一侧的混凝而离轴力较远一侧的混凝土被压碎土被压碎。大偏心受拉构件大偏心受拉构件N fyAs fyAse0easash0-ase 1f cbx Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算（2 2）矩形截面大偏心受拉构件正截
7、面承载力的计算）矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力的计算 1）基本公式 依据截面内力平衡，可写出如下公式：式中：e轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离；Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology 2）3）不对称配筋计算方法）不对称配筋计算方法 截面设计截面设计:类似于大偏心受压构件大偏心受压构件。截截面面校校核核:一般已知构件尺寸、配筋、材料强度。若再已知若再已知N可求出可求出x和和e0或或再已知再已知e0则可求出则可求出x和和N。4）对称配筋计算方法
8、）对称配筋计算方法 截面设计：对称配筋时必有 ，因此，按不对称配筋按不对称配筋 时的情形处理时的情形处理。截面校核：类似于不对称配筋。适用条件适用条件:Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算7.2.2 小偏心受拉构件正截面承载力的计算小偏心受拉构件正截面承载力的计算 （1）小偏心受拉破坏）小偏心受拉破坏的特征的特征 当轴力处于纵向钢当轴力处于纵向钢筋之间时发生此种破坏。筋之间时发生此种破坏。全截面均受拉应力，但全截面均受拉应力，但As一侧拉应力较大，一侧拉应力较大，A s一侧拉应力较小。随着一侧拉应力较小。随着拉力增
9、加，拉力增加，As一侧首先一侧首先开裂，但裂缝很快贯穿开裂，但裂缝很快贯穿整个截面，破坏时混凝整个截面，破坏时混凝土裂缝贯穿，全部纵向土裂缝贯穿，全部纵向钢筋受拉屈服。钢筋受拉屈服。小偏心受拉构件小偏心受拉构件e0N fyAs fyAseeasash0-asLanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算(2)(2)矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算 1 1）不对称配筋）不对称配筋 截面设计：已知构件尺寸、材料强度等级和内力，求配筋。在此状况下基本公式中有二个未知数，可干脆求解。截面校
10、核：一般已知构件尺寸、配筋、材料强度，偏心距e0，由式（7.6）和式（7.7）都可干脆求出N，并取其较小者。（7.6）（7.7）基本公式：依据截面内力平衡得 其中：其中：Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算 截面校核截面校核：按式（7.7）进行。2 2）对称配筋）对称配筋 截截面面设设计计：已知构件尺寸、材料强度等级和内力，求配筋。在此情况下，离轴力较远一侧的钢筋 必然不屈服，设计时取 Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou
11、 University of Technology 轴拉力的存在使斜裂缝贯穿全截面，从而不存在剪压区，降低了斜截面承载力。因此，受拉构件的斜截面承载力公式是在受弯构件相应公式的基础上减去轴拉力所降低的抗剪强度部分，即0.2N。7.2.3 偏心受拉构件斜截面承载力的计算偏心受拉构件斜截面承载力的计算 受剪承载力的降低与轴向拉力受剪承载力的降低与轴向拉力N近乎成正比。近乎成正比。规范对矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受拉构件受剪承载力：Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算 当右边计算值小于 时，即斜裂缝贯通全截面，
12、剪力全部由箍筋承担，受剪承载力应取 。为防止斜拉破坏，此时的 不得小于0.36ftbh0。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology思索题：思索题：试说明为什么大、小偏心受拉构件的区分只与轴向力的试说明为什么大、小偏心受拉构件的区分只与轴向力的作用位置有关，与配筋率无关作用位置有关，与配筋率无关?答答：大大、小小偏偏心心受受拉拉构构件件的的区区分分，与与偏偏心心受受压压构构件件不不同同，它它是是以以到到达达正正截截面面承承载载力力极极限限状状态态时时，截截面
13、面上上是是否否存存在在有有受受压压区区来来划划分分的的。当当纵纵向向拉拉力力作作用用N位位于于As与与A s之之间间时时，受受拉拉区区混混凝凝土土开开裂裂后后，拉拉力力由由纵纵向向钢钢筋筋As负负担担，而而As位位于于N的的外外侧侧，由由力力的的平平衡衡可可知知，截截面面上上将将不不行行能能再再存存在在有有受受压压区区，纵纵向向钢钢筋筋A s受受拉拉。因因此此，只只要要N作作用用在在As与与A s之之间间，与与偏偏心心距距大大小小及及配配筋筋率率无无关关，均均为为全全截截面面受受拉拉的的小小偏偏心心受受拉拉构构件件。当当纵纵向向拉拉力力作作用用N于于As与与A s间间距距之之外外，部部分分截截
14、面面受受拉拉，部部分分受受压压。拉拉区区混混凝凝土土开开裂裂后后，由由平平衡衡关关系系可可知知，与与As的的配配筋筋率率无无关关，截截面面必必需需保保留留有有受受压压区区，A s受受压为大偏心受拉构件。压为大偏心受拉构件。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算偏偏心心受受拉拉和和偏偏心心受受压压杆杆件件斜斜截截面面承承载载力力计计算算公公式式有有何何不不同同?为什么为什么?答答：1 1）当当有有轴轴压压力力的的存存在在，能能推推迟迟斜斜裂裂缝缝的的出出现现，减减小小其其宽宽度度，增增大大剪剪压压区区高高度度，从从而而
15、有有利利于于斜斜截截面面承承载载力力，因因此此，受受压压构构件件的的斜斜截截面面承承载载力力公公式式是是在在受受弯弯构构件件相相应应公公式式的的基基础础上上加加上上轴轴压压力力所所提提高高的的抗抗剪剪部部分分0.07N0.07N。2 2）轴轴拉拉力力的的存存在在使使裂裂缝缝贯贯穿穿全全截截面面，从从而而不不存存在在剪剪压压区区，降降低低了了斜斜截截面面承承载载力力。因因此此，受受拉拉构构件件的的斜斜截截面面承承载载力力公公式式是是在在受受弯弯构构件件相相应应公公式式的的基基础础上上减减去去轴轴拉拉力力所所降降低低的的抗抗剪剪强强度度部分，即部分，即0.2N0.2N。Lanzhou Univer
16、sity of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology为什么对称配筋的矩形截面偏心受拉构件，无论大、小为什么对称配筋的矩形截面偏心受拉构件，无论大、小偏心受拉状况，均可按下列公式计算：偏心受拉状况，均可按下列公式计算：答答：对对称称配配筋筋的的矩矩形形截截面面偏偏心心受受拉拉构构件件:As=A s，as=a s，且且h0=h 0，而而e e。对对小小偏偏心心受受拉拉构构件件，受受拉拉承承载载力力设设计计值值N应应按按上上式式确确定定；对对大大偏偏心心受受拉拉构构件件，由由于于是是对对称称配配筋筋，
17、x确确定定小小于于2a s，应应取取x=2a s，对对A s合合力力中中心心取取矩矩来来计计算算承承载载力力设设计计值值N。因因此此，对对称称配配筋筋的的矩矩形形截截面面偏偏心心受受拉拉构构件件，无无论论大大、小小偏偏心受拉，受拉承载力设计值均可按上式计算。心受拉，受拉承载力设计值均可按上式计算。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算例题：例题：【7.1】已已知知截截面面尺尺寸寸为为bh=300mm500mm的的钢钢筋筋混混凝凝土土偏偏拉拉构构件件，承承受受轴轴向向拉拉力力设设计计值值N300kN，弯弯矩矩设设计计值
18、值M90kNm。接接受受的的混混凝凝土土强强度度等等级级为为C30，钢钢筋筋为为HRB335。试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积。试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积As和和As。【解解】（1）判别大小偏心受拉构件（2）求纵向受力钢筋截面面积As和AsLanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of TechnologyLanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算【7.2】已已知知截截面面尺尺寸寸为为bh=300mm50
19、0mm的的钢钢筋筋混混凝凝土土偏偏拉拉构构件件，承承受受轴轴向向拉拉力力设设计计值值N900kN，弯弯矩矩设设计计值值M90kNm。接接受受的的混混凝凝土土强强度度等等级级为为C30，钢钢筋筋为为HRB335。试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积。试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积As和和As。【解解】（1）判别大小偏心受拉构件（2）求纵向受力钢筋截面面积As和As。Lanzhou University of Technology第第7章章 受拉构件承载力的计算受拉构件承载力的计算Lanzhou University of Technology（3）选配钢筋受拉钢筋选用6 22，As 2281mm2。受压钢筋选用4 16，A s 804mm2。