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1、主讲人：陈文元 职称：结构工程 博士 副教授、高级工程师,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件 第七讲 偏心受压构件承载力计算(四) 偏心受力构件斜截面受剪承载力计算及受拉构件,第四章 钢筋混凝土纵向受力构件,第七讲 教学目标： 1.偏心受力构件斜截面受剪承载力计算 2.了解受拉构件破坏特征、受拉构件的承载力计算公式的建立。,难 点,重 点,受拉构件破坏特征,偏心受力构件斜截面受剪承载力计算 受拉构件破坏特征。,偏心受力构件斜截面受剪承载力计算,偏心受力构件斜截面受剪性能,轴向压力N对构件的抗剪强度是有利的，轴力N不仅能有利阻止或推迟斜裂缝的出现和开展，而且增加了混凝土剪压区高度，从而提高了混凝土的
2、抗剪能力和骨料的咬合力，但轴向力对箍筋的承载力无明显影响。,偏心受力构件斜截面受剪承载力计算公式 偏心受压构件,l为计算截面的剪跨比，对框架柱，l=Hn/2h0，Hn为柱净高；当l3时，取l=3； 对偏心受压构件，l= a /h0，当l3时，取l=3；a为集中荷载至支座或节点边缘的距离。 N为与剪力设计值相应的轴向压力设计值，当N0.3fcA时，取N=0.3fcA，A为构件截面面积。,为防止斜压破坏，受剪截面应满足,可不进行斜截面受剪承载力计算，而仅需按构造要求配置箍筋。,当构件受到纵向拉力时，称为受拉构件。当纵向拉力作用线与构件截面形心轴线重合时为轴心受拉构件；当纵向拉力作用线与构件截面形心
3、轴线不重合或构件上同时既作用有纵向拉力又作用有弯矩时，则称为偏心受拉构件。 在建筑工程中，轴心受拉构件很少，但由于轴心受拉构件计算简单，有些构件，如钢筋混凝土桁架中的拉杆、有内压力的圆管管壁、圆形水池的环形池壁等，可近似按轴心受拉构件计算。 联肢剪力墙的某些墙肢、双肢柱的某些肢杆、悬伸式桁架承受节间竖向荷载的受拉上弦杆，以及一般屋架承担节间荷载的下弦杆等都属于偏心受拉构件；此外，矩形筒仓、斗仓及水池，其仓壁或池壁同时受到轴向拉力及弯矩的作用，故也属于偏心受拉构件。,4.4 受拉构件简介,从充分利用材料强度来看，由于混凝土的抗拉强度很低，承受拉力时不能充分发挥其强度；从减轻构件开裂来看，由于混凝
4、土在较小的拉力作用下就会开裂，构件中的裂缝宽度将随着拉力的增加而不断加大；因此，用普通钢筋混凝土构件承受拉力，是不合理也不合适的。对承受拉力的构件一般采用预应力混凝土或钢结构。,4.4 受拉构件简介,但在实际工程中，钢筋混凝土结构屋架或托架的受拉弦杆以及拱的拉杆仍采用钢筋混凝土。这主要是由于对局部有受拉构件时，如若将受拉构件做成钢构件，不仅会给施工带来不便，也会因处理钢筋混凝土和钢构件之间的连接构造而给设计带来不便，在此情况下也常将受拉构件设计为钢筋混凝土构件。这样既免去了经常性的维护，并且使构件的刚度较大。但在设计时要采取措施把构件的裂缝宽度控制在允许的范围内。 在钢筋混凝土结构中的有些构件
5、如屋架中的部分腹杆，以承受轴向压力为主，但在某些荷载组合下有时会承受轴向拉力，从而发生内力变号现象。因此在设计时除要按受压构件和受拉构件两种情况进行承载力计算，而且也要按受拉构件进行裂缝计算。混凝土的抗拉强度低，一般在外拉力不大时，混凝土就会出现裂缝。因此除了要进行承载力计算外，还需要进一步作抗裂度或裂缝宽度的验算。,4.4 受拉构件简介,钢筋混凝土轴心受拉构件无论采用何种形式的截面，其纵向钢筋在截面中都应对称布置或沿周边均匀布置，偏心受拉构件的截面多为矩形。由于偏心受拉构件的截面作用有弯矩，所以矩形截面的长边宜和弯矩作用平面平行，纵向钢筋布置在短边上。 轴心受拉和偏心受拉构件中的纵向钢筋配筋
6、率均应满足最小配筋率的要求。 箍筋一般间距不宜大于200mm，直径4mm6mm。 偏心受拉构件须进行斜截面抗剪承载力计算，配置箍筋时应予考虑。,4.4 受拉构件简介,4.4 受拉构件简介,4.4.1 受拉构件受力特点,轴心受拉构件的受力性能,变形协调,物理关系,平衡条件,N 为轴向拉力的设计值； Fy 为钢筋抗拉强度设计值； As 为全部受拉钢筋的截面面积。,轴心受拉构件的正截面承载力,裂缝截面混凝土应力始终为零，开裂以后的全部荷载增量均由钢筋承担。,大小偏心的判别：当轴力作用在纵筋合力点范围以外时，称为大偏心受拉；反之为小偏心受拉，轴拉构件是小偏心的特殊情况。,2 、 大偏心受拉构件,大偏心
7、受拉破坏特点： 轴向拉力N在As外侧，As一侧受拉，As一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。 最后，与大偏心受压情况类似，As达到受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏。,适用条件 x xb x2a,对称配筋时，x为负值，则,令,3 小偏心受拉构件,小偏心受拉破坏特点： 轴向拉力N在As与As之间，全截面均受拉应力，但As一侧拉应力较大，As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，As和As纵筋均受拉，最后As和As均屈服而达到极限承载力。,对称配筋时，为达到截面内外力的平衡，远离轴向力N的一侧的钢筋As达不到屈服,As和As应分别rminbh，rmin
8、 =0.45ft/fy,【例】 某钢筋混凝土偏心受拉构件， , ，承受纵向拉力设计值N=450kN，弯矩设计值M=135kNm，采用C30混凝土，HRB335级钢筋，求所需钢筋及。 解 (1) 判别大小偏心：,纵向拉力作用在两侧钢筋之外，属于大偏心受拉。 (2) 求 ： 取,取 和 中的较大值，选用212 (=226mm2)。 (3) 求： 代入 得： 选用325(=1473mm2)，,选用3 25(=1473mm2)，,4.4.2 构造要求,轴心受拉及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头，直径大于28mm的受拉钢筋不宜采用绑扎搭接接头。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，其接头位置应错开，搭接长度不小于.3 和300mm；受力钢筋沿截面周边均匀对称布置，并宜优先选择直径较小的钢筋。箍筋直径一般为46mm，间距不宜大于200mm（屋架腹杆不宜超过150mm）。 与偏心受压构件一样，偏心受拉构件的配筋方式也有对称配筋和非对称配筋两种，常用对称配筋形式。,小 结 1. 受拉构件破坏特征； 2. 受拉计算公式的运用。 作业布置 思考题：4.6,结束！ 谢谢大家！,
