第六章轴向受力构件-受拉构件承载力计算3.ppt

华侨大学土木工程学院 6.5 受拉构件承载力计算 概述 受拉构件(通常不用钢筋混凝土做受拉构件）分类： 轴心受拉构件：纵向拉力作用线与构件截面形心轴线重合。 偏心受拉构件：纵向拉力作用线与构件截面形心轴线不重合。另外，偏心受拉构件也可定义为轴心拉力和弯矩（有时还有剪力）共同作用的构件。它介于轴拉构件和受弯构件之间。 工程上，理想的轴拉构件实际上是不存在的，但对于屋架的受拉弦杆和腹杆以及拱的拉杆和圆形水池壁等（图），可近似按轴心受拉构件计算。 压 压 压 拉 拉 偏心受拉构件在工程实际中很常见，如悬臂桁架上弦等（图）。 6.5.1 轴心受拉构件 轴心受拉构件的试验结果见图. 0 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=25.1?103MPa. 钢筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205?103MPa; As=284mm2. 152 N N 915 152 钢筋屈服 混凝土开裂 构件从开始加荷到破坏的受力过程分为三个阶段：混凝土开裂前、混凝土开裂后、破坏阶段(钢筋屈服后阶段)。 6.5.1 轴心受拉构件 轴心受拉构件的试验结果见图. (1) 混凝土开裂前 开始加载时，轴心拉力很小，混凝土和钢筋都处于弹性受力状态。如果荷载继续增加，混凝土和钢筋的应力仍将继续加大，当混凝土的应力达到其抗拉强度值时，构件即将开裂。 (2) 混凝土开裂后 构件开裂后，裂缝截面与构件轴线垂直，并且贯穿于整个截面（截面全部裂通）。在裂缝截面上，混凝土退出工作，即不能承担拉力，所有外力全部由钢筋承受。在开裂前和开裂后的瞬间，裂缝截面处的钢筋应力发生突变。由于钢筋的抗拉强度远高于混凝土的抗拉强度，所以构件开裂一般并不意味着丧失承载力，因而荷载还可以继续增加，新的裂缝也将产生，原有的裂缝将随荷载的增加不断加宽。 (3) 破坏阶段 当钢筋屈服时，构件进入破坏阶段。 6.5.1 轴心受拉构件 6.5.1.2 轴心受拉构件承载力计算公式 以钢筋屈服为破坏标志 式中 N—轴向拉力设计值； As—钢筋截面面积； fy—钢筋抗拉强度设计值，当fy大于300N/mm2时，取300N/mm2（因为轴心或小偏心受拉构件一旦开裂，构件将全截面裂通，若采用强度过高的钢筋，将使裂缝宽度无法控制）。 6.5.1.3 算例 6.5.1 轴心受拉构件 6.5.2 偏心受拉构件正截面承载力计算 6.5.2.1 偏心受拉构件的分类 分类与偏心距e0的大小有关，当e0≤ （纵向力在As和As/之间）时，为小偏拉；当e0 （纵向力在As和As/之外）时，为大偏拉。（As为距N较近一侧钢筋截面面积，As/为距N较远一侧钢筋截面面积）。见图。 N f y A s f y A s a f c 大偏心受拉构件 e 0 e a a h 0 - a 6.5.2.2 偏心受拉构件的受力特点 ① 小偏拉 由于拉力在As和As/之间，故临近破坏时截面全部裂通，拉力完全由钢筋承担，As和As/一般都能受拉屈服。 ②大偏拉 由于拉力作用在As和As/之外，随N增大，靠近N一侧的混凝土开裂，但不会裂通，最终破坏特征取决于As的多少，当As适量时，As先屈服，最后混凝土压碎而破坏（As/也能屈服）（同大偏压，多数情况），As当过多时，混凝土压碎时，As没有屈服（类似小偏压），属脆性破坏（少数情况）。 注：偏拉构件也产生纵向弯曲，但与偏压相反，纵向弯曲使截面的弯矩M减小，这在设计中不考虑（有利影响） 6.5.2 偏心受拉构件正截面承载力计算 6.5.2.3 矩形截面偏心受拉构件正截面承载力计算公式 h0 fyAs fy/As/ e’ e Nu e0 as 6.5.2 偏心受拉构件正截面承载力计算 6.5.2.3 矩形截面偏心受拉构件正截面承载力计算公式 6.5.2 偏心受拉构件正截面承载力计算 6.5.2.3 矩形截面偏心受拉构件正截面承载力计算公式 ②大偏拉（e0 ） e’ e Nu e0 h0 fyAs fy’As’ as ?1fc x 6.5.2 偏心受拉构件正截面承载力计算 6.5.2.3 矩形截面非对称配筋偏心受拉构件正截面承载力计算方法 6.5.2 偏心受拉构件正截面承载力计算 6.5.2.4 矩形截面对称配筋偏心受拉构件正截面承载力计算方法 ①小偏拉