受拉構(gòu)件正截面的性能與設(shè)計(jì)概要PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 受拉構(gòu)件正截面的性能與設(shè)計(jì)概要受拉構(gòu)件正截面的性能與設(shè)計(jì)概要 6.1 6.1 概述概述 受拉構(gòu)件(通常不用鋼筋混凝土做受拉構(gòu)件）分類： 軸心受拉構(gòu)件：縱向拉力作用線與構(gòu)件截面形心軸線重合。 偏心受拉構(gòu)件：縱向拉力作用線與構(gòu)件截面形心軸線不重合。它介于軸拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件之間。 工程上，理想的軸拉構(gòu)件實(shí)際上是不存在的，但對于屋架的受拉弦桿以及拱的拉桿和鋼筋混凝土圓形倉儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等，可近似按軸心受拉構(gòu)件計(jì)算。 第1頁/共12頁 n 軸心受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)軸心受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn) 00.10.20.3 0.40.50.60.7 20 40 60 80 100 120 /mm伸長量伸長量 拉力拉力(

2、kN) N N N N 第一階段 抗裂驗(yàn)算的依據(jù) 第二階段 裂縫寬 度驗(yàn)算的依據(jù) 第三階段 承載力 計(jì)算的依據(jù) 6.2 6.2 軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 第2頁/共12頁 6.2 6.2 軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 (1) 混凝土開裂前 開始加載時(shí)，軸心拉力很小，混凝土和鋼筋都處于彈性受力狀 態(tài)。如果荷載繼續(xù)增加，混凝土和鋼筋的應(yīng)力仍將繼續(xù)加大，當(dāng)混凝 土的應(yīng)變達(dá)到其極限拉應(yīng)變時(shí)，構(gòu)件即將開裂。 (2) 混凝土開裂后 構(gòu)件開裂后，裂縫截面與構(gòu)件軸線垂直，并且貫穿于整個(gè)截面 （截面全部裂通）。在裂縫截面上，混凝土退出工作，即不能承擔(dān)拉

3、 力，所有外力全部由鋼筋承受。在開裂前和開裂后的瞬間，裂縫截面 處的鋼筋應(yīng)力發(fā)生突變。由于鋼筋的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)高于混凝土的抗拉強(qiáng) 度，所以構(gòu)件開裂一般并不意味著喪失承載力，因而荷載還可以繼續(xù) 增加，新的裂縫也將產(chǎn)生，原有的裂縫將隨荷載的增加不斷加寬。到 一定程度時(shí)，裂縫會(huì)出齊，新的裂縫不會(huì)再出現(xiàn)。 (3) 破壞階段 當(dāng)鋼筋屈服時(shí)，構(gòu)件進(jìn)入破壞階段。 第3頁/共12頁 n 承載力計(jì)算公式及應(yīng)用承載力計(jì)算公式及應(yīng)用 p軸心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，全部拉軸心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，全部拉 力由鋼筋來承受；力由鋼筋來承受； p正截面受拉承載力設(shè)計(jì)表達(dá)式正截面受拉承載力設(shè)計(jì)表達(dá)式 為為： uys NNf A N fyAs

4、As n N 軸心拉力設(shè)計(jì)值；軸心拉力設(shè)計(jì)值； n Nu 軸心受拉承載力設(shè)計(jì)值；軸心受拉承載力設(shè)計(jì)值； n fy 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； n As 受拉鋼筋的全部截面面積。受拉鋼筋的全部截面面積。 p計(jì)算簡圖計(jì)算簡圖 6.2 6.2 軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 第4頁/共12頁 6.2 6.2 軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 第5頁/共12頁 n 小偏心受拉破壞小偏心受拉破壞 p當(dāng)縱向拉力當(dāng)縱向拉力N 作用于拉壓縱筋合力點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，作用于拉壓縱筋合力點(diǎn)以內(nèi)時(shí)， 發(fā)生小偏心受拉破壞。發(fā)生小偏心受拉破壞。 p初始偏心矩的范圍初

5、始偏心矩的范圍 p破壞特點(diǎn)破壞特點(diǎn) n當(dāng)采用非對稱配筋時(shí)，只有當(dāng)縱向拉力作用于鋼筋截面面積的“塑性中心”時(shí)，兩側(cè)縱向鋼筋才會(huì)同時(shí)達(dá)到屈服強(qiáng)度 n如果采用對稱配筋方式，則構(gòu)件破壞時(shí)，只有縱向拉力近側(cè)鋼筋A(yù)S達(dá)到屈服強(qiáng)度，另一側(cè)鋼筋A(yù)S達(dá)不到屈服強(qiáng)度。 s A Nu e0 T T s A 0s 2 h ea 6.3 6.3 偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 第6頁/共12頁 n 大偏心受拉破壞大偏心受拉破壞 p當(dāng)縱向拉力當(dāng)縱向拉力N 作用于拉壓縱筋合力點(diǎn)以外時(shí)，作用于拉壓縱筋合力點(diǎn)以外時(shí)， 發(fā)生大偏心受拉破壞。發(fā)生大偏心受拉破壞。 p初始偏心矩的范圍初始偏心矩的范圍 p破壞

6、特點(diǎn)破壞特點(diǎn) n破壞特征與配筋數(shù)量多少有關(guān); n當(dāng)AS數(shù)量適當(dāng)時(shí)，受拉鋼筋首先屈服，然后受壓鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，受壓邊緣砼達(dá)到極限壓應(yīng)變，與大偏心受壓破壞特征類似。設(shè)計(jì)時(shí)以這種破壞形式為依據(jù)； n當(dāng)AS數(shù)量過多時(shí)，首先受壓區(qū)混凝土被壓壞，受壓鋼筋應(yīng)力能夠達(dá)到屈服強(qiáng)度，但受拉鋼筋不屈服，這種破壞形式具有脆性性質(zhì)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以避免。 0s 2 h ea s A Nu e0 T T s A 6.3 6.3 偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 第7頁/共12頁 n 小偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算簡圖小偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算簡圖 p基本設(shè)計(jì)假定基本設(shè)計(jì)假定 n為使鋼筋能夠達(dá)到屈服，應(yīng)使縱向拉力 N

7、 與鋼筋截面面積的“塑性中心”重合。 n于是，小偏心受拉構(gòu)件截面應(yīng)力計(jì)算圖形中兩側(cè)鋼筋的應(yīng)力均取為 fy 。 s A Nu e0 ys f A ys f A s A b h as s a e e uys0s uys0s s0 s0 2 2 N ef Aha N ef Aha h eae h eae n 基本計(jì)算公式基本計(jì)算公式 6.3 6.3 偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 第8頁/共12頁 n 大偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算簡圖大偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算簡圖 e s A Nu e0 ys f A ys f A s A b h as s a e x a1fc n 基本計(jì)算公式基本計(jì)算

8、公式 uysys1c u1c0ys0s uysys1c0 2 u1cs0ys0s () 2 NNf Af Af bx x NeN ef bx hf Aha NNf Af Af bh NeN efbhf Aha a a a a a a a aa a n 公式適用條件公式適用條件 sb0 2 axh n x 2as 的處理方法的處理方法 uys0s ()N ef A ha 6.3 6.3 偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 0s 0s 2 2 h eea h eea 第9頁/共12頁 ss y0s Ne AA fha 0s, 2 小偏拉 h ea 0s, 2 大偏拉 h ea

9、 s y0s s y0s N e A fha N e A fha s 與均未知 ss AA s 已知求 s AA b 2 s xa s y0s () Ne A fha ys0s s 2 1c0 () Nef A ha f bh a a a a s s 0 2 11 2 b a h a a 1c0ys s y f bhf AN A f a a ( +) =m i n= ssb AA 2 1bbc0 s y0s (1 0.5) () Nef bh A fha a a minmin s Abh 第10頁/共12頁 6.3 6.3 偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 受力類型最小配筋百分率 受壓構(gòu)件 全部縱 向鋼筋 強(qiáng)度等級(jí)500MPa0.50 強(qiáng)