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1、钢筋混凝土钢筋混凝土结构受拉构件课件第第1节 钢筋混凝土筋混凝土轴心受拉构件心受拉构件 一、概述一、概述 1. 1.定义和分类定义和分类 根据轴向拉力作用位置的不同，受拉构件可分为：根据轴向拉力作用位置的不同，受拉构件可分为： 轴心受拉构件轴心受拉构件：轴向力：轴向力N N 通过截面形心的受拉构件；通过截面形心的受拉构件； 偏心受力构件偏心受力构件：轴向力：轴向力N N 偏离截面形心或构件同时承受偏离截面形心或构件同时承受轴向轴向 拉力拉力N N和弯矩和弯矩MM的构件。的构件。 2. 2. 受拉构件的配筋形式受拉构件的配筋形式: : 由纵筋与箍筋组成。由纵筋与箍筋组成。 3. 3. 轴心受拉构
2、件：屋架的下弦杆、单纯受水压力的管道轴心受拉构件：屋架的下弦杆、单纯受水压力的管道壁。壁。 偏心受拉构件：偏心受拉构件： 受拉构件课件NtNtNcrNcrNuNu纵筋纵筋箍筋箍筋bh0 0.001 0.002 0.00310050150N (kN)平均应变平均应变 混凝土：混凝土：fc=30.8MPa；ft=1.97MPa; Ec=25.1 103MPa.钢钢 筋：筋：fy=37605MPa；fsu=681MPa; Es=2.1 105MPa；As=284mm2.钢筋屈服钢筋屈服混凝土开裂混凝土开裂NN152915152受拉构件课件 s s s=Es s y s,hfy t to t0ft t
3、=Ec t混凝土混凝土钢筋钢筋llNtNtNt tAs sbhAsAcAs/A 3时，时，Ac=b h 2. 2. 构件拉力与变形的关系：构件拉力与变形的关系： 分析中，混凝土和钢筋的应力分析中，混凝土和钢筋的应力- -应应变关系取图示的线性关系。变关系取图示的线性关系。 根据变形协调原则，有：根据变形协调原则，有： 构件开裂前，其拉力与变形的关构件开裂前，其拉力与变形的关系：系： 开裂瞬间，其拉力与变形的关系：开裂瞬间，其拉力与变形的关系： 开裂后，其拉力与变形的关系：开裂后，其拉力与变形的关系： 钢筋屈服后，其拉力与变形的关钢筋屈服后，其拉力与变形的关系系受拉构件课件 3. 3. 轴心受拉
4、构件承载力轴心受拉构件承载力 轴心受拉构件承载力计算是以第轴心受拉构件承载力计算是以第 阶段的应力分布作为阶段的应力分布作为依据的，此时截面上全部拉力由钢筋承担，且钢筋应力能达依据的，此时截面上全部拉力由钢筋承担，且钢筋应力能达到其强度设计值到其强度设计值fy，因此考虑结构系数，因此考虑结构系数d后有：后有： 构件承载力仅与钢筋截面积和其强度设计值有关，与构件尺构件承载力仅与钢筋截面积和其强度设计值有关，与构件尺寸、混凝土强度等级无关。因此，可尽量减小构件截面尺寸寸、混凝土强度等级无关。因此，可尽量减小构件截面尺寸并采用较低的混凝土强度等级。并采用较低的混凝土强度等级。 4. 4. 轴心受拉构
5、件的构造规定轴心受拉构件的构造规定 (1) (1) 轴心受拉构件宜采用轴心受拉构件宜采用级钢筋，配筋率宜取为级钢筋，配筋率宜取为25； (2) (2) 受力钢筋的接头必须采用焊接接头，构件端部受力钢受力钢筋的接头必须采用焊接接头，构件端部受力钢筋应筋应 可靠地锚固在支座内。可靠地锚固在支座内。 (3) (3) 钢筋接头位置应错开，在接头处左右钢筋接头位置应错开，在接头处左右35d（或（或500mm）的的 区段内焊接受拉钢筋截面积区段内焊接受拉钢筋截面积受拉钢筋总截面积的受拉钢筋总截面积的50。受拉构件课件一、小偏心受拉构件的承载力一、小偏心受拉构件的承载力 偏心受拉构件分类：全截面受拉为小偏心
6、受拉偏心受拉构件分类：全截面受拉为小偏心受拉 部分截面受拉为大偏心部分截面受拉为大偏心受拉受拉 1. 1. 破坏特征破坏特征 随着随着N 增大，混凝土开裂且截面裂通，拉力由钢筋承受。增大，混凝土开裂且截面裂通，拉力由钢筋承受。 截面破坏时，两侧钢筋都能屈服。截面破坏时，两侧钢筋都能屈服。 2. 2. 基本公式基本公式 其中其中第第2节 钢筋混凝土偏心受拉构件筋混凝土偏心受拉构件fyAsfyAsNueee0asash0hAsAs受拉构件课件 将拉力偏心距将拉力偏心距e及及e的表达式代入，用的表达式代入，用M代替代替Ne0，则可得：，则可得： 右边第一项：代表右边第一项：代表 N 作用下所需的配筋
7、量；作用下所需的配筋量； 右边第二项：反映弯矩右边第二项：反映弯矩 M 对配筋量的调整。对配筋量的调整。 M 的存在增加了的存在增加了As的用量，降低了的用量，降低了As的用量。因此，在的用量。因此，在设计中如遇到不同的荷载组合设计中如遇到不同的荷载组合( (M、N) )时，应按时，应按Nmax与与Mmax的的荷载荷载组合计算组合计算As，而按，而按Nmax与与Mmin的荷载组合计算的荷载组合计算As 。 当当M=0时，即为轴心受拉构件，如果对称钢筋，即时，即为轴心受拉构件，如果对称钢筋，即asas，则所需的纵向钢筋截面面积为：，则所需的纵向钢筋截面面积为：一、小偏心受拉构件的承载力一、小偏心
8、受拉构件的承载力受拉构件课件fy Asfy AsNee0h0xfchh0AsAsbefc bx 1. 1. 破坏特征破坏特征 当拉力当拉力N在在As外侧，外侧，As受拉，受拉，A s受压，混凝土开裂后不受压，混凝土开裂后不会形成贯通裂缝。会形成贯通裂缝。 截面破坏时，截面破坏时，As先达到屈服强度，受压侧边缘混凝土先达到屈服强度，受压侧边缘混凝土 cu ，混凝土被压碎，受压钢筋，混凝土被压碎，受压钢筋 s f y 。与大偏心受压柱及双筋。与大偏心受压柱及双筋受弯梁的受力特点类似。受弯梁的受力特点类似。 破坏时的截面应力分布图为：破坏时的截面应力分布图为：二、大偏心受拉构件的承载力二、大偏心受拉
9、构件的承载力受拉构件课件 2. 2. 基本公式基本公式 3. 3. 适用条件适用条件 x x xh0时，保证近端钢筋受拉屈服；时，保证近端钢筋受拉屈服； x2as时，保证远端钢筋受压屈服。时，保证远端钢筋受压屈服。 4.4. 不满足适用条件的处理不满足适用条件的处理 当当x x xh0时，适当增加时，适当增加A As的用量；的用量； 当当x2as时，可近似取时，可近似取x=2as，取，取A s=r rminbh0 ，再对，再对受压钢筋合力作用点取矩。得到：受压钢筋合力作用点取矩。得到：二、大偏心受拉构件的承载力二、大偏心受拉构件的承载力受拉构件课件不成立不成立As已知已知As和和As均不知均不
10、知补充条件补充条件成立成立补充条件补充条件不成立不成立不成立不成立成立成立不成立不成立结束结束适当适当增加增加受压受压钢筋钢筋用量用量补充条件补充条件小偏拉构件小偏拉构件大偏拉构件大偏拉构件成立成立三、受拉构件的截面设计三、受拉构件的截面设计开始开始受拉构件课件不成立不成立不成立不成立结束结束重新重新设计设计成立成立N在在As与与As间：取间：取N在在As与与As外：取外：取四、受拉构件的截面校核四、受拉构件的截面校核不成立不成立成立成立开始开始大偏拉构件大偏拉构件小偏拉构件小偏拉构件受拉构件课件 试验结果表明，试验结果表明，试验结果表明，试验结果表明，轴向拉力轴向拉力轴向拉力轴向拉力N N
11、N N 的存在，斜裂缝将提前出现，并的存在，斜裂缝将提前出现，并的存在，斜裂缝将提前出现，并的存在，斜裂缝将提前出现，并使构件的受压区高度减小，甚至形成贯通全截面的斜裂缝，从而使使构件的受压区高度减小，甚至形成贯通全截面的斜裂缝，从而使使构件的受压区高度减小，甚至形成贯通全截面的斜裂缝，从而使使构件的受压区高度减小，甚至形成贯通全截面的斜裂缝，从而使斜截面受剪承载力降低斜截面受剪承载力降低斜截面受剪承载力降低斜截面受剪承载力降低。 受剪承载力的降低与轴向拉力受剪承载力的降低与轴向拉力受剪承载力的降低与轴向拉力受剪承载力的降低与轴向拉力N N近乎成正比。近乎成正比。近乎成正比。近乎成正比。第第3节 偏心受拉构件斜截面承偏心受拉构件斜截面承载力力受拉构件课件
