《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》 課件 第7章 受拉構(gòu)件承載力計(jì)算

第7章受拉構(gòu)件承載力計(jì)算第7章7.1概述7.2軸心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算7.4偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算受拉構(gòu)件承載力計(jì)算37.1概述7.1概述第7章承受軸向拉力（簡(jiǎn)稱軸拉力）或承受軸拉力與彎矩共同作用的構(gòu)件稱為受拉構(gòu)件（tensionmember）。根據(jù)軸拉力的作用位置，分為軸心受拉構(gòu)件和偏心受拉構(gòu)件。軸心受拉偏心受拉軸拉力作用在截面形心的構(gòu)件為軸心受拉構(gòu)件，簡(jiǎn)稱軸拉構(gòu)件。——如圓形水池的池壁、有內(nèi)壓力的環(huán)形管壁、桁架或拱的拉桿等。軸拉力作用點(diǎn)偏離構(gòu)件截面形心或同時(shí)作用有軸拉力和彎矩的構(gòu)件為偏心受拉構(gòu)件，簡(jiǎn)稱偏拉構(gòu)件?！缇匦嗡氐某乇凇⒌叵聣毫λ?、雙肢柱的受拉肢桿等。57.2軸心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算◆軸心受拉構(gòu)件受力過(guò)程◆軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算7.2軸心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算第7章1.軸心受拉構(gòu)件受力過(guò)程第Ⅰ階段——共同工作階段從加載至混凝土即將開裂為共同工作階段。開裂前，鋼筋混凝土共同承受軸拉力N作用。混凝土:彈塑性階段鋼筋:彈性階段截面平衡條件令得到——鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比；——軸拉構(gòu)件縱向鋼筋配筋率；——混凝土換算截面面積；——混凝土彈性系數(shù)。開裂前7.2軸心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算第7章1.軸心受拉構(gòu)件受力過(guò)程第Ⅰ階段——共同工作階段隨著軸拉力N的不斷增加，混凝土拉應(yīng)力σc也隨之增加，彈性系數(shù)ν不斷減小。當(dāng)σc=ft

混凝土達(dá)到抗拉強(qiáng)度。繼續(xù)加載混凝土將開裂，ν

=0.5。開裂軸力開裂前瞬間鋼筋拉應(yīng)力開裂前瞬間混凝土拉應(yīng)力混凝土即將開裂前瞬間的這一特定狀態(tài)稱為抗裂極限狀態(tài)（crackinglimitstates），它是進(jìn)行軸拉構(gòu)件截面抗裂計(jì)算的依據(jù)。7.2軸心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算第7章1.軸心受拉構(gòu)件受力過(guò)程第Ⅱ階段——帶裂縫工作階段從混凝土開裂后到鋼筋即將屈服為帶裂縫工作階段。開裂瞬間，裂縫截面處混凝土拉應(yīng)力由σc=ft突變?yōu)棣襝=0

。原先由混凝土承擔(dān)的拉力ftAc全部轉(zhuǎn)交給鋼筋承擔(dān)，使裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力有一突然增量為：應(yīng)力增量與配筋率有關(guān)，配筋率越高，應(yīng)力增量越小。開裂后鋼筋應(yīng)力為繼續(xù)增加拉力時(shí)裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力為開裂后瞬間開裂后第Ⅲ階段——破壞階段從鋼筋屈服到構(gòu)件破壞為破壞階段。7.2軸心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算第7章2.軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算軸拉構(gòu)件破壞時(shí)，全部拉力由鋼筋承擔(dān)，則軸拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式為：——軸拉力設(shè)計(jì)值；——軸拉構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值；——全部縱向受拉鋼筋截面面積，應(yīng)滿足As≥ρminA,ρmin為受拉鋼筋最小配筋率，取值為ρmin=max(0.9ft/fy,0.004)；107.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算◆大偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算◆小偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章大偏拉破壞小偏拉破壞偏拉構(gòu)件縱向鋼筋布置方式與偏壓構(gòu)件相同。對(duì)于矩形截面，離軸拉力N較近一側(cè)的縱筋截面面積為As，遠(yuǎn)離軸拉力N一側(cè)的縱筋截面面積為A's。當(dāng)軸拉力N作用在As合力點(diǎn)與A's合力點(diǎn)之外時(shí)，發(fā)生大偏心受拉破壞，簡(jiǎn)稱大偏拉破壞。當(dāng)軸拉力N作用在As合力點(diǎn)與A's合力點(diǎn)之間時(shí)，發(fā)生小偏心受拉破壞，簡(jiǎn)稱小偏拉破壞。7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章1.大偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算由截面平衡條件，可得大偏拉構(gòu)件承載力計(jì)算公式——軸拉力N至至受拉鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)的距離，計(jì)算公式適用條件（1）為保證受拉鋼筋A(yù)s達(dá)到屈服強(qiáng)度f(wàn)y，應(yīng)滿足ζ≤

ζb；（2）為保證受壓鋼筋A(yù)'s達(dá)到屈服強(qiáng)度f(wàn)'y，應(yīng)滿足x≥2a's;（3）As、A's應(yīng)不小于ρminbh，其中ρmin=max(0.45ft/fy,

0.002)。7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章1.大偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算方法——截面設(shè)計(jì)情況Ⅰ令ξ

=ξb取情況Ⅱ否是求解A'sAs、A's均未知，求解As、A's7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章1.大偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算方法——截面設(shè)計(jì)情況Ⅱ求解x情況Ⅰ求解As否是取是否，已知A's，求解As——軸拉力N至受壓鋼筋A(yù)'s合力點(diǎn)的距離。7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章1.大偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算方法——截面設(shè)計(jì)對(duì)稱配筋，x必為負(fù)值由情況Ⅱ情況求解。按照As=A's，fy=f'yσs代替fy7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章1.大偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算方法——截面復(fù)核若構(gòu)件截面尺寸、配筋、材料強(qiáng)度及荷載引起的內(nèi)力（M、N）均為已知，可對(duì)軸拉力N作用點(diǎn)取矩，可得：求解x求解Nu否是取是否，求解Nu7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章2.小偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算由截面平衡條件，可得小偏拉構(gòu)件承載力計(jì)算公式——軸拉力N至至受拉鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)的距離，計(jì)算公式適用條件——軸拉力N至至受壓鋼筋A(yù)'s合力點(diǎn)的距離，（1）保證As和A's均達(dá)到屈服強(qiáng)度f(wàn)y，（2）As、A's應(yīng)不小于ρminbh，其中ρmin=max(0.45ft/fy,

0.002)。7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章1.大偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算方法——截面設(shè)計(jì)非對(duì)稱配筋設(shè)，利用，將代入，得到As和A's均達(dá)到屈服設(shè)計(jì)時(shí)，若有不同的內(nèi)力組合（N，M），應(yīng)按（Nmax，Mmax）的內(nèi)力組合計(jì)算As，而按（Nmax，Mmin）的內(nèi)力組合計(jì)算A's。7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章1.大偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算方法——截面設(shè)計(jì)對(duì)稱配筋按計(jì)算As再按As達(dá)到屈服，A's未達(dá)到屈服計(jì)算A's7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第7章2.小偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算方法——截面復(fù)核非對(duì)稱配筋對(duì)稱配筋條件AsNu計(jì)算公式屈服屈服屈服未屈服未屈服屈服條件AsNu計(jì)算公式-屈服未屈服同時(shí)計(jì)算取較小值217.4偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算7.4偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算第7章受剪承載力的降低與軸拉力N的大小有關(guān)，軸拉力N對(duì)斜截面受剪承載力的不利影響為0.06N~0.16N，考慮到試驗(yàn)條件與實(shí)際工程的差別，通過(guò)可靠度分析計(jì)算，取這種不利影響為0.2N?！兑?guī)范》規(guī)定，矩形、T形、工形截面偏拉構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算公式為：N——與剪力設(shè)計(jì)值V相對(duì)應(yīng)的軸拉力設(shè)計(jì)值。當(dāng)上式右邊的計(jì)算值<fyvAsvh0/s時(shí)，考慮剪壓區(qū)完全消失，斜裂縫將貫通全截面，剪力全部由箍筋承擔(dān)，此時(shí)受剪承載力應(yīng)取fyvAsvh0/s。為防止斜拉破壞，避免箍筋過(guò)少過(guò)稀，保證箍筋能承擔(dān)一定數(shù)量的剪力，則提高箍筋最小配筋率，取ρsv,min=0.36ft/fyv,即fyvAsvh0/s的值不得小于0.36ft

bh0。同時(shí)，偏拉構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)滿足限制條件，即V

≤0.25βcfc

bh0。1.軸拉構(gòu)件受力過(guò)程的三個(gè)階段。2.大偏拉破壞與小偏拉破壞判別方法和受力過(guò)程。3