《混凝土结构基本原理》钢筋和混凝土受拉构件截面承载力计算.ppt

《混凝土结构基本原理》 建筑与结构教研室 李 伟 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 本章重点 掌握受拉构件的构造要求。 掌握轴心受拉构件的受力特点。 熟悉两类偏心受拉构件的破坏特征、正截面承载力的计算公式、适用条件。 8.1 概述 受拉构件是指承受平行结构构件轴线方向的拉力作用的构件。 轴心受拉构件：拉力作用在截面形心。 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。 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 轴心受拉构件 N N 桁架下弦 N N 圆水池池壁或水管管壁 工程上理想的轴心受拉构件 是不存在的 偏心受拉构件 （1）纵向受力钢筋 ① 轴心受拉构件和小偏心受拉构件的受力钢筋必须采用焊接接头，搭接而不加焊的受拉钢筋接头仅允许用在圆形池壁或管中，其接头位置应相互错开。 ② 轴心受拉构件和偏心受拉构件一侧的受拉钢筋的最小配筋率不应小于0.2%与45ft/fy%中的较大值；而偏心受拉构件中的受压钢筋，其最小配筋率不应小于0.2%。 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 8.2 构造要求 ③ 轴心受拉构件的受力钢筋沿截面周边均匀对称布置，并宜优先选用直径较小的钢筋；矩形截面偏心受拉构件的纵向钢筋应沿偏心方向两侧边布置。 （2）箍筋 在轴心受拉构件中，为与纵筋形成骨架，固定纵筋在截面中的位置，应考虑设置箍筋等横向钢筋。箍筋的直径应不小于6mm，间距一般不宜大于200mm，对屋架的腹杆不宜超过150mm。 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 8.3 轴心受拉构件正截面承载力计算 8.3.1 轴心受拉构件受力特点 1.混凝土开裂前： 钢筋与混凝土共同承担拉力。 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 N ? Ncr ?c?ftk ?sAs ?Eftk ?s = ?c ?c = Ec ?c ?s = Es ?s 2.即将开裂时：因?c= ftk, 故?s = ?Eftk 则开裂轴力： 3.混凝土开裂后： 混凝土退出工作，应力全部由钢筋承担，钢筋 应力急剧增加。 4.破坏阶段： 受拉钢筋屈服，整个截面全部裂通。 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 Ncr = Ac ftk + ?Eftk As 则 Nu= As fy 8.3.2 轴心受拉构件承载力计算 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 N≤ Nu= As fy N ––– 轴向拉力的设计值 N u ––– 轴向受拉构件的极限承载力 As ––– 纵向受拉钢筋截面面积 fy ––– 钢筋抗拉设计强度值 注意： 对于轴心受拉和小偏心受拉构件而言，当 fy 300N/mm2时，仍按300N/mm2取用。 目的：为了控制受拉构件在使用荷载下的变形和 裂缝开展。 由此可知：轴心受拉构件的钢筋用量并不是由强度要求确定的，裂缝宽度验算对纵筋用量起决定作用。 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 8.4 偏心受拉构件正截面承载力计算 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 偏心受压构件的压力如果为拉力时，则成为偏心受拉构件。 N N M N N N M N (a) (b) (c) (d) (e) (f) 8.4.1 偏心受拉的分类 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 分类标准： 小偏心受拉 按力的作用位置 大偏心受拉 a1f c f ?yA?s A?s As fyA?s fyAs A?s As fyAs N N e? e e0 e? e0 e a?s as a?s as h/2 h/2 h/2 h/2 (a) (b) 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 小偏心受拉： N作用在As和As之间 e0 ≤ h/2 – as 大偏心受拉： N作用在As和A?s之外 e0 h/2 – as A?s As fyA?s fyAs N e? e e0 a?s as h/2 h/2 a1f c f ?yA?s A?s As fyAs N e? e0 e a?s as h/2 h/2 8.4.2 偏心受拉的破坏特征 第八章 钢筋和混凝土受拉构件的截面承载力计算 与偏压构件相似，偏拉构件是介于轴拉和受弯之间。 1.小偏拉：全截面均受拉应力，但As一侧拉应力较大，A?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。 2.大偏拉：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，受拉侧钢筋屈服，而离拉力较远一侧的混凝土被压碎，受压侧钢筋屈服。 3.大