鋼筋混凝土受拉構(gòu)件承載力

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2/4/20231近水樓臺先得月，向陽花木早逢春長相思

朱敦儒

昨日晴。今日陰。樓下飛花樓上云。闌干雙淚痕。江南人。江北人。一樣春風(fēng)兩樣情。晚寒潮未平。宋詞2/4/20232第6章

鋼筋混凝土受拉構(gòu)件承載力6.1鋼筋混凝土受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)及構(gòu)造要求6.2鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算6.3鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算6.4鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算2/4/202336.1鋼筋混凝土受拉構(gòu)件

的受力特點(diǎn)及構(gòu)造要求受拉構(gòu)件分類軸心受拉構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件應(yīng)用屋架受拉弦桿墻梁中的鋼筋混凝土托梁混凝土受拉是用其弱勢裂縫問題突出少量局部構(gòu)件2/4/20234軸心受拉構(gòu)件墻梁—由鋼筋混凝土托梁和梁上計(jì)算高度范圍內(nèi)的砌體墻組成的組合構(gòu)件，包括簡支墻梁、連續(xù)墻梁和框支墻梁。托梁跨中正截面承載力按偏心受拉構(gòu)件計(jì)算托梁支座斜截面受剪承載力按受彎構(gòu)件計(jì)算2/4/20235一、受力的三個階段第I階段：開裂前基本上處于彈性受力階段混凝土的應(yīng)力和應(yīng)變基本上成比例荷載-應(yīng)變曲線大致呈現(xiàn)為直線（OA）6.1.1軸心受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)2/4/20236第II階段：帶裂縫工作混凝土開裂，裂縫截面鋼筋拉力增大裂縫間截面混凝土和鋼筋共同受力構(gòu)件的剛度下降（AB曲線的斜率低于OA斜率）第III階段：破壞狀態(tài)鋼筋屈服，裂縫寬度擴(kuò)大，不適宜于繼續(xù)承載無屈服點(diǎn)的鋼筋，裂縫寬度小，鋼筋拉斷極限拉力2/4/20237二、開裂前應(yīng)力分析彈性階段變形協(xié)調(diào)，應(yīng)變相等應(yīng)力計(jì)算NNcNsE=Es/Ec

彈性模量之比A0=Ac+EAs

換算面積2/4/20238彈塑性階段變形情況受拉鋼筋處于彈性階段受拉混凝土進(jìn)入塑性階段內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系

一般情況NNcNs

開裂極限：混凝土彈性模量約為Ec

的一半A0此時換算面積2/4/202396.1.2偏心受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)一、偏心受拉構(gòu)件分類大偏心受拉拉力作用在鋼筋A(yù)s

和As之外荷載偏心距：e0=M/N>0.5h-as小偏心受拉拉力作用在鋼筋A(yù)s和As之間荷載偏心距：e0=M/N<0.5h-as（a）大偏心受拉2/4/202310二、小偏心受拉小偏拉條件N作用在縱向鋼筋A(yù)s和As之間全截面受拉受力特點(diǎn)拉應(yīng)力不均勻近側(cè)邊緣應(yīng)力最大，先開裂臨破壞前，截面全部裂通，混凝土退出工作鋼筋屈服，構(gòu)件破壞2/4/202311三、大偏心受拉大偏拉條件N作用在縱向鋼筋A(yù)s和As之外構(gòu)件部分截面受拉，部分截面受壓受力特點(diǎn)近側(cè)拉區(qū)混凝土先開裂受拉鋼筋A(yù)s

達(dá)到屈服壓區(qū)混凝土壓碎受壓鋼筋A(yù)s

屈服。若受壓鋼筋配置過多時，則受壓鋼筋不屈服。構(gòu)件破壞2/4/202312四、承載力相關(guān)性Nu-Mu相關(guān)曲線受拉破壞下降曲線定性結(jié)果彎矩增大，受拉承載力下降拉力增大，受彎承載力下降MuNuO受拉破壞負(fù)面影響彎矩為零，軸心受拉構(gòu)件：受拉承載力最大軸力為零，受彎構(gòu)件：受彎承載力最大2/4/2023136.1.3鋼筋混凝土受拉構(gòu)件

構(gòu)造要求一、軸心受拉構(gòu)件構(gòu)造要求縱向受力鋼筋的配置

（1）沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，優(yōu)先選擇小直徑鋼筋（有利于抗裂）（2）按構(gòu)件截面面積計(jì)算的一側(cè)受力鋼筋的最小配筋百分率不應(yīng)小于45ft

/fy，同時不應(yīng)小于0.20

（3）接頭不得采用非焊接的搭接接頭。2/4/202314箍筋的配置與作用按構(gòu)造配置：直徑6~8mm，間距200mm作用：固定縱向受力鋼筋的位置與縱向鋼筋組成鋼筋骨架二、偏心受拉構(gòu)件構(gòu)造要求縱向鋼筋沿偏心方向兩側(cè)邊布置最小配筋率受拉鋼筋的最小配筋率，同受彎構(gòu)件受壓鋼筋的最小配筋率為0.20%箍筋由受剪承載力確定，構(gòu)造要求同梁2/4/2023156.2鋼筋混凝土軸心受拉

構(gòu)件承載力計(jì)算軸力設(shè)計(jì)值：荷載效應(yīng)基本組合永久荷載效應(yīng)和可變荷載效應(yīng)組合1.2組合（1.35組合：僅豎向荷載參與）軸力設(shè)計(jì)值不超過承載力設(shè)計(jì)值承載力復(fù)核就是驗(yàn)算不等式是否成立截面設(shè)計(jì)時取等號計(jì)算鋼筋面積驗(yàn)算一側(cè)配筋率初步選配鋼筋2/4/202316例6.1

某軸心受拉構(gòu)件截面250mm250mm，采用C25混凝土，HRB335鋼筋。荷載引起的軸力標(biāo)準(zhǔn)值為：NGk=160kN，NQk=80kN（組合值系數(shù)0.7）。結(jié)構(gòu)安全等級為二級，設(shè)計(jì)使用年限50年。試按承載力條件確定鋼筋。解1.荷載效應(yīng)組合kNkNkN2/4/202317fy=300N/mm2,ft=1.27N/mm2mm2驗(yàn)算配筋率初步配筋：418mm2附表162.承載力計(jì)算軸心受拉構(gòu)件往往是裂縫寬度控制鋼筋用量。2/4/202318若x<2as，壓筋不屈服，可取x=2as對壓筋合力點(diǎn)取矩一、大偏心受拉構(gòu)件正截面承載力基本公式(2asxbh0)：6.3鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件

正截面承載力計(jì)算2/4/202319基本公式的應(yīng)用對稱配筋大偏心受拉構(gòu)件對稱配筋，壓筋不屈服非對稱配筋求As

和As取x=bh0，由基本公式解縱筋面積<0.20%bh取As=0.20%bh按As已知，求As

之法進(jìn)行2/4/202320非對稱配筋，已知As求As

若2asxbh0，則若x<2as，則若x>bh0，則應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級2/4/202321二、小偏心受拉構(gòu)件正截面承載力基本公式全截面受拉，裂縫貫通混凝土不參與受力配筋計(jì)算（取等號）2/4/202322例6.2矩形截面偏心受拉構(gòu)件，一類環(huán)境，b=300mm，h=400mm，內(nèi)力設(shè)計(jì)值N=500kN，M=62kN.m，C25混凝土，HRB335鋼筋，試配置縱向受力鋼筋。解：取mm偏心受拉類型mmmm小偏心受拉2/4/202323拉力到鋼筋合力點(diǎn)的距離mmmm鋼筋面積mm2mm2可配鋼筋：214

As=308mm2取mm22/4/202324mm2可配鋼筋：422As=1520mm22/4/202325例6.3某水池壁厚500mm，每米寬度上彎矩設(shè)計(jì)值M=180kN.m，軸力設(shè)計(jì)值N=300kN。采用C30混凝土，HRB335鋼筋?；炷帘Ｗo(hù)層較厚，取as=as=60mm，試配置縱向受力鋼筋。解（1）基本尺寸mmmmmm2/4/202326（2）偏心受拉類型mmmm大偏心受拉（3）拉力到鋼筋合力點(diǎn)的距離mmmm2/4/202327（4）鋼筋面積mm2取mm說明不需要這么大的受壓區(qū)，按最小配筋率確定受壓鋼筋可配鋼筋：14@150

As=1026mm22/4/202328現(xiàn)在是已知As=1026mm2，求Asmm2mmmm受壓鋼筋不屈服2/4/202329配筋率滿足要求可配鋼筋：14@70As=2199mm22/4/202330例6.4矩形截面構(gòu)件，b=300mm，h=400mm，計(jì)算長度l0=3600mm，C30混凝土，一類環(huán)境，截面配筋如圖所示，Nu-Mu相關(guān)曲線亦如圖所示。試求A、B、C、D四點(diǎn)的坐標(biāo)。解MuNuOABCD壓力Nu為正拉力Nu為負(fù)4204208@200取cc=c=d=20mm2/4/202331MuNuOABCD壓力Nu為正拉力Nu為負(fù)4204208@200（1）A點(diǎn)—軸心受壓構(gòu)件且<3%A點(diǎn)坐標(biāo)（0，2240.4kN）2/4/202332MuNuOABCD壓力Nu為正拉力Nu為負(fù)4204208@200（2）B點(diǎn)—偏心受壓構(gòu)件，界限破壞狀態(tài)2/4/202333由得因2/4/202334MuNuOABCD壓力Nu為正拉力Nu為負(fù)4204208@200B點(diǎn)坐標(biāo)（214.6kN.m，801.4kN）故2/4/202335MuNuOABCD壓力Nu為正拉力Nu為負(fù)4204208@200（3）C點(diǎn)—受彎構(gòu)件（雙筋）壓筋不屈服C點(diǎn)坐標(biāo)（145.2kN.m，0）2/4/202336MuNuOABCD壓力Nu為正拉力Nu為負(fù)4204208@200（4）D點(diǎn)—軸心受拉構(gòu)件D點(diǎn)坐標(biāo)（0，-904.3kN）2/4/2023376.4鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件

斜截面承載力計(jì)算一、軸向拉力的影響對混凝土部分的影響斜裂縫末端剪壓高度減小可能沒有剪壓區(qū)存在受剪承載力明顯降低，降低量值與軸力大小有關(guān)，規(guī)范取0.2N。軸向拉力對箍筋的受剪承載力沒有影響2/4/202338二、偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力取值規(guī)定剪跨比