混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章

1、第六章 受拉構(gòu)件承載力計(jì)算 1.1.了解受拉構(gòu)件的類型和受力性能。了解受拉構(gòu)件的類型和受力性能。 2.2.掌握受拉構(gòu)件承載力計(jì)算方法。掌握受拉構(gòu)件承載力計(jì)算方法。 3.3.了解受拉構(gòu)件的有關(guān)構(gòu)造要求。了解受拉構(gòu)件的有關(guān)構(gòu)造要求。 概概 述述1 1. .分類分類 軸心受拉件：軸心受拉件：指軸向拉力指軸向拉力 作用在截面形心上的作用在截面形心上的構(gòu)件。構(gòu)件。 偏心受拉構(gòu)件：偏心受拉構(gòu)件：指軸向拉力指軸向拉力 偏離截面形心或軸偏離截面形心或軸向拉力和彎矩同時(shí)作用的構(gòu)件。向拉力和彎矩同時(shí)作用的構(gòu)件。 鋼筋混凝土屋架下弦桿、承受內(nèi)水壓力的圓形水池鋼筋混凝土屋架下弦桿、承受內(nèi)水壓力的圓形水池的池壁等可按軸

2、心受拉構(gòu)件計(jì)算。的池壁等可按軸心受拉構(gòu)件計(jì)算。 鋼筋混凝土矩形水池的池壁，工業(yè)廠房中的雙肢柱鋼筋混凝土矩形水池的池壁，工業(yè)廠房中的雙肢柱的肢桿等屬于偏心受拉構(gòu)件。的肢桿等屬于偏心受拉構(gòu)件。 2. 2.應(yīng)用應(yīng)用NN一、受力特點(diǎn)一、受力特點(diǎn) 構(gòu)件的混凝土開裂后，裂縫處混凝土退出工作，構(gòu)件的混凝土開裂后，裂縫處混凝土退出工作，全部拉力由鋼筋承擔(dān)。鋼筋應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度，構(gòu)全部拉力由鋼筋承擔(dān)。鋼筋應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度，構(gòu)件即將破壞，截面應(yīng)力如圖。件即將破壞，截面應(yīng)力如圖。第一節(jié)第一節(jié) 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N Nu= fy As三三、構(gòu)造要求構(gòu)造要求 1 1）軸心受拉構(gòu)件和

3、小偏心受拉構(gòu)件的縱向受力鋼）軸心受拉構(gòu)件和小偏心受拉構(gòu)件的縱向受力鋼筋一般不采用綁扎搭接接頭；圓形水池的池壁采用時(shí)，筋一般不采用綁扎搭接接頭；圓形水池的池壁采用時(shí)，接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開，搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開，搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于1.2和和300mm。 2 2）構(gòu)件一側(cè)縱向受拉鋼筋的最小配筋率不應(yīng)小于）構(gòu)件一側(cè)縱向受拉鋼筋的最小配筋率不應(yīng)小于0.2%與（與（45）%中的較大值；對(duì)偏心受拉構(gòu)件的縱向中的較大值；對(duì)偏心受拉構(gòu)件的縱向受壓鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于受壓鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于0.2%。 3 3）箍筋直徑不應(yīng)小于）箍筋直徑不應(yīng)小于6mm，間距一般為，間距一般為150200mm。二、計(jì)算

4、公式二、計(jì)算公式 第二節(jié)第二節(jié)偏心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算偏心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算 1）小偏心受拉破）小偏心受拉破壞：作用在壞：作用在 和和 之間，即之間，即 ，截面應(yīng)力如圖。截面應(yīng)力如圖。sahe 20 特點(diǎn)：特點(diǎn)：構(gòu)件裂縫貫通全截面，拉力全由鋼筋承擔(dān)，構(gòu)件裂縫貫通全截面，拉力全由鋼筋承擔(dān)，鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度。鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度。sAsA一、破壞形態(tài)一、破壞形態(tài) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：與大偏心受壓類似，與大偏心受壓類似，破壞時(shí)先達(dá)到屈服強(qiáng)度，也達(dá)破壞時(shí)先達(dá)到屈服強(qiáng)度，也達(dá)屈服強(qiáng)度，最后受壓區(qū)混凝土屈服強(qiáng)度，最后受壓區(qū)混凝土壓碎。壓碎。2）大偏心受拉破壞：）大偏心受拉破壞：作用在作用在 和和 之外之外即即

5、，截，截面應(yīng)力如圖。面應(yīng)力如圖。sahe20sAsA二、矩形截面非對(duì)稱配筋正截面承載力計(jì)算二、矩形截面非對(duì)稱配筋正截面承載力計(jì)算（1 1）小偏心受拉構(gòu)件計(jì)算公式）小偏心受拉構(gòu)件計(jì)算公式 根據(jù)小偏心受拉構(gòu)件的截面應(yīng)力圖形，分別對(duì)根據(jù)小偏心受拉構(gòu)件的截面應(yīng)力圖形，分別對(duì)和和 取矩，可得取矩，可得sAsA0ssyahAfNessyahAfNe002eahes02eahesNMe （2）大偏心受拉構(gòu)件計(jì)算公式）大偏心受拉構(gòu)件計(jì)算公式bxfAfAfNcsysy10012ssycahAfxhbxfNesahee20 公式的適用條件：公式的適用條件： 0hxb2sax 2sax 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，按時(shí)，按 2sax

6、 計(jì)算，其他情況類同計(jì)算，其他情況類同大偏心受壓構(gòu)件。大偏心受壓構(gòu)件。 根據(jù)大偏心受拉構(gòu)件的截面應(yīng)力圖形，由平衡條件根據(jù)大偏心受拉構(gòu)件的截面應(yīng)力圖形，由平衡條件可得可得三、矩形截面對(duì)稱配筋正截面承載力計(jì)算三、矩形截面對(duì)稱配筋正截面承載力計(jì)算 偏心受拉構(gòu)件的對(duì)稱配筋均按下式計(jì)算偏心受拉構(gòu)件的對(duì)稱配筋均按下式計(jì)算syssahfNeAA0 四、矩形截面偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算四、矩形截面偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 基本同受彎構(gòu)件，但考慮軸向拉力的存在，使構(gòu)基本同受彎構(gòu)件，但考慮軸向拉力的存在，使構(gòu)件的斜截面承載力明顯降低的影響，計(jì)算公式為件的斜截面承載力明顯降低的影響，計(jì)算公式為NhsAfbh

7、fVsvyvt2 . 00 . 175. 100第三節(jié)鋼筋混凝土受拉構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第三節(jié)鋼筋混凝土受拉構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算1.1.正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的內(nèi)容正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的內(nèi)容 裂縫寬度；變形驗(yàn)算。裂縫寬度；變形驗(yàn)算。2.2.驗(yàn)算采用的荷載和材料強(qiáng)度值驗(yàn)算采用的荷載和材料強(qiáng)度值 荷載標(biāo)準(zhǔn)值；荷載準(zhǔn)永久值；材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值；荷載準(zhǔn)永久值；材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。3.3.裂縫寬度應(yīng)滿足的要求裂縫寬度應(yīng)滿足的要求maxlim式中式中 max按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期 作用影響計(jì)算的最大裂縫寬度作用影響計(jì)算的最大裂縫寬度； lim 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度限值，按

8、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度限值，按 下表確定。下表確定。環(huán)境類別環(huán)境類別鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制裂縫控制等級(jí)等級(jí)lim（mm）裂縫控制裂縫控制等級(jí)等級(jí)lim（mm）一一三三0.3(0.4)三三0.2二二三三0.2二二三三三三0.2一一注：注：表中最大裂縫寬度限值，用于驗(yàn)算荷載作用引起的最大裂縫寬度；表中最大裂縫寬度限值，用于驗(yàn)算荷載作用引起的最大裂縫寬度； 裂縫控制等級(jí)的劃分：一級(jí)為嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，二級(jí)為一裂縫控制等級(jí)的劃分：一級(jí)為嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，二級(jí)為一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，三級(jí)為允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，但不超過規(guī)定限值般要求不出現(xiàn)裂

9、縫的構(gòu)件，三級(jí)為允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，但不超過規(guī)定限值； 對(duì)處于年平均相對(duì)濕度小于對(duì)處于年平均相對(duì)濕度小于60%地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構(gòu)件地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構(gòu)件,其最大其最大裂縫寬度可采用括號(hào)內(nèi)的數(shù)值。裂縫寬度可采用括號(hào)內(nèi)的數(shù)值。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)及最大裂縫寬度限值結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)及最大裂縫寬度限值(1)ccrs crc crs crslll式中式中 縱向受拉鋼筋的平均拉應(yīng)變；縱向受拉鋼筋的平均拉應(yīng)變； 混凝土的平均拉應(yīng)變。混凝土的平均拉應(yīng)變。sc 令令 ，根據(jù)試驗(yàn)資料取，根據(jù)試驗(yàn)資料取 ，并將受，并將受拉鋼筋的平均應(yīng)變拉鋼筋的平均應(yīng)變 用裂縫截面處鋼筋應(yīng)變用裂縫截面處鋼筋應(yīng)變 乘以裂

10、縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)乘以裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)表示，則表示，則1ccs 0.85csskssE0.85skcrcrslE1.1 0.65tkteskf 0.87kskosMh AksksNA對(duì)受彎構(gòu)件對(duì)受彎構(gòu)件 對(duì)軸心受拉構(gòu)件對(duì)軸心受拉構(gòu)件 式中式中 裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)， 反映受拉區(qū)混凝土參與工作的程度。當(dāng)反映受拉區(qū)混凝土參與工作的程度。當(dāng) 0.2時(shí)，取時(shí)，取0.2；當(dāng)；當(dāng)1.0時(shí)，時(shí)， 取取1.0；對(duì)直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)；對(duì)直接承受重復(fù)荷載的構(gòu) 件，取件，取1.0。 按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的縱向受拉按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算

11、的縱向受拉 鋼筋的應(yīng)力。鋼筋的應(yīng)力。 按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩值、按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩值、 軸力值。軸力值。 sk kNkM四、最大裂縫寬度四、最大裂縫寬度max 最大裂縫寬度由平均裂縫寬度乘以擴(kuò)大系數(shù)得到。最大裂縫寬度由平均裂縫寬度乘以擴(kuò)大系數(shù)得到。擴(kuò)大系數(shù)擴(kuò)大系數(shù) ：考慮裂縫寬度的不均勻性，受彎構(gòu)件：考慮裂縫寬度的不均勻性，受彎構(gòu)件 取取 =1.66 ，軸心受拉構(gòu)件取，軸心受拉構(gòu)件取 =1.9。 擴(kuò)大系數(shù)擴(kuò)大系數(shù) ：考慮荷載長(zhǎng)期作用、混凝土收縮、：考慮荷載長(zhǎng)期作用、混凝土收縮、 混凝土徐變，取混凝土徐變，取 =1.5。sllss最大裂縫寬度最大裂縫寬度 為為maxmaxslcr 規(guī)范規(guī)范給出了最大裂縫寬度給出了最大裂縫寬度的的 計(jì)算公式為計(jì)算公式為maxmax(1.90.08)eqskcrstedCE 式中式中 為構(gòu)件受力特征系數(shù)：為構(gòu)件受力特征系數(shù)：cr1.5 1.66 0.852.1cr