钢筋混凝土轴心受压及受拉构件

2判 断 大 、 小 偏 心 受 拉
由e0

M N

60 400

0.15 150mm
ha 2

200 40 160mm,
可 知 构 件 为 小 偏 心 受 拉.
3求e、e'
e

h 2

e0

a

200
150
40

10m m
e'

h 2

e0

a'

200
150
6—4
e’
N
e0 e
f'yA's fcbx
fyAs
大偏心受拉构件
一、基本公式
N

1
d
Nu

1
d
(
f y As

f yAs
fcbx )
Ne
1
d
Nue
1
d
[
fcbx( h0

x 2
)
f yAs( h0
a'
)]
e e0 0.5h a
As’
a'
As h0
适用条件
N
f'yA's fcbx
fyAs
As一侧受拉，A’s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，As
达到受拉屈服，受压侧混凝
土受压破坏。
f yA's
fyAs
全截面均受拉，但As一侧拉应力较大， A’s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A’s纵筋均受拉，最后As 和A’s均屈服而达到极限承载力。
6.1 轴心受拉构件
三、基本公式的建立和应用
轴心受拉构件破坏时，混凝土早已被拉裂，拉
力完全由钢筋承担。根据内力平衡条件可写出平衡
方程式：
Nu f y As
再根据承载力极限状态的基本计算原则，可写
出基本公式：
1
1
N

d
Nu

d
f y As
N——轴向拉力的设计值； fy——钢筋抗拉强度设计值； As——全部受拉钢筋的截面面积。
N

1
d
Nu

1
d
(
f y As

f yAs
Ne 1
d
Nue

1
d
f y' As' ( h0 a' )
As’
As
b
a'
a
h0
e 0.5h e0 a' e 0.5h e0 a
二、基本公式的应用
Ne 1
d
1
N ue' d
f y As ( h0 a' )
1
1
Ne
d
Nue d
f y' As' ( h0 a' )
第6—2节 偏心受拉构件概述
一、概念
当构件截面上作用的轴向力N偏离截面重心，或者当构 件截面既作用有轴向力N又有弯矩M时，便是偏心受拉构件。
如：在管外土压力与管 内水压力共同作用下的 圆形水管的管壁。
二、偏心受拉构件的试验研究
大偏心受拉构件 轴向拉力N在As的外侧
N
小偏心受拉构件
轴向拉力N在As与A's之间
要求：确定As、As’
1由 混 凝 土 强 度 等 级 为C 20,可 查 表 知 ：
fc 10N / m m2 ,
由 钢 筋 级 别 ,可 查 表 而 知 ： f y f y' 310N / m m2 ,b 0.544。
由a a' 40m m,h0 400 40 360m m
h A’s一侧拉应力较小。随着拉力增加， A个s一截侧面首，先As开和e裂A0’s，纵但筋2裂均缝受a很拉快，贯最通后整As
和A’s均屈服而达到极限承载力。
6—3 小偏心受拉构件
e’ N e0 e
f yA's
fyAs
一、基本公式
Ne 1
d
1
N ue' d
f y As ( h0 a' )
Ne f y As' ( h0 a' ) / d
As'
d Ne f y ( h0 a'
1.2 400103 10 48.39m m2 0.15% 400 360 216m m2 ) 310( 360 40 )
取As' minbh0 216m m2
e 0.5h e0 a'
e 0.5h e0 a
As
d Ne
f y (h0 a' )
As '
d Ne
f y '(h0 a' )
注意，As、As' 均应满足最小配筋率的要求。
例题
1、已知：一矩形截面偏心受拉构件，截面尺寸 b×h=400×400mm; 承受轴向拉力设计值N=400KN,弯 矩设计值M=60KNm；混凝土强度等级为C20,钢筋采用 Ⅱ级钢筋, a=a’=40mm。
三、区分大小偏心受拉构件
大偏心受拉构件 轴向拉力N在As的外侧
N
小偏心受拉构件
轴向拉力N在As与A's之间
N
f'yA's fcbx
fyAs
A混 整s一凝个侧土截受开面e拉0裂的，后裂A不缝h2’s会。一形最侧a成后受贯，压通A，s
达到受拉屈服，受压侧混凝 土受压破坏。
f yA's
fyAs
全截面均受拉，但As一侧拉应力较大，
屋架结构中的上弦杆 (Top Chord of Roof Truss Structure)
二. 轴心受拉构件试验研究
Nu
As
f y As
在轴心拉力较小时，钢筋与混凝土共同承担拉 力，共同变形。
但混凝土的抗拉能力很低，混凝土的拉应变很 快达到其极限拉应变时，混凝土就会开裂；
拉力就完全由钢筋承担，随着轴向拉力的增大， 钢筋应力很快增大，当钢筋应力达到抗拉强度时， 构件就破坏了。
40

310m m
4求As' 、As
Ne f y As ( h0 a' ) / d
As

d Ne' f y ( h0 a'
1.2 400103 310 1500m m2 0.15% 400 360 216m m2 ) 310( 360 40 )
第六章 钢筋混凝土受拉构件 承载力计算
内
容
学习内容
简
轴心受拉构件承载力计算
介
偏心受拉构件承载力计算
第6—1节 轴心受拉构件
一、概念
纵向拉力通过截面重心的构件称为轴心受拉构件。 在实际工程中也是不可能有真正的轴心受拉构件的， 往往伴随有一定的弯矩，只有当弯矩很小时，可简化为 轴心受拉构件设计。
如 水池池壁
b b 保证构件破坏时受拉钢筋屈服
a
x 2a'
保证构件破坏时，受压钢筋 能得以充分利用
为便于计算
N

1
d
Nu

1
d
(
f y As

f yAs

fcbx )
Ne
1
d
Nue

1
d
[
fcbx( h0

x 2
)
f yAs( h0
a'
)]
令s (1 0.5 )