钢筋混凝土受拉构件承载力

《混凝土结构设计》
❖例6.1
某轴心受拉构件截面250mm250mm，采用C25 混凝土，HRB335钢筋。荷载引起的轴力标准值 为：NGk=160 kN， NQk=80 kN（组合值系数 0.7）。结构安全等级为二级，设计使用年限50 年。试按承载力条件确定钢筋。
❖解 1. 荷载效应组合
N 0 ( G NGk L Q NQk ) 1.0 (1.2160 1.01.480) 304 kN
轴心受拉构件
墙梁—由钢筋混凝土托梁和梁 上计算高度范围内的砌体墙组 成的组合构件，包括简支墙梁、
连续墙梁和框支墙梁。
托梁跨中正截面承载力按偏心受拉构件计算
托梁支座斜截面受剪承载力按受弯构件计算
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《混凝土结构设计》
6.1.1 轴心受拉构件的受力特点
一、受力的三个阶段
❖第 I 阶段：开裂前
• 钢筋屈服，裂缝宽度扩大，不适宜于继续承载 • 无屈服点的钢筋，裂缝宽度小，钢筋拉断 • 极限拉力
N u f y As
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《混凝土结构设计》
二、开裂前应力分析
❖弹性阶段
• 变形协调，应变相等 • 应力计算
N
s Es , c / Ec
Ns Nc
c Ec
N Nc Ns
❖轴力设计值：荷载效应基本组合
• 永久荷载效应和可变荷载效应组合 • 1.2 组合（1.35 组合：仅竖向荷载参与）
❖轴力设计值不超过承载力设计值
N Nu fy As
承载力复核就是验算不等
截面设计时取等
式是否成立
号计算钢筋面积 As N / fy 验算一侧配筋率
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初步选配钢筋
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二、小偏心受拉
❖小偏拉条件
• N作用在纵向钢筋As 和As 之间 • 全截面受拉
❖受力特点
• 拉应力不均匀 • 近侧边缘应力最大，先开裂 • 临破坏前，截面全部裂通，
混凝土退出工作 • 钢筋屈服，构件破坏
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《混凝土结构设计》
三、大偏心受拉
❖大偏拉条件
• N作用在纵向钢筋As 和As 之外 • 构件部分截面受拉，部分截面受压
（2）按构件截面面积计算的一侧受力钢 筋的最小配筋百分率不应小于45ft /fy，同 时不应小于0.20
（3）接头不得采用非焊接的搭接接头。
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❖箍筋的配置与作用
• 按构造配置：直径6~8mm，间距200mm • 作用：固定纵向受力钢筋的位置
与纵向钢筋组成钢筋骨架
N 0 ( G NGk L Q c NQk ) 1.0 (1.35160 1.01.4 0.780) 294.4 kN
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N 304 kN
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《混凝土结构设计》
2. 承载力计算
fy=300 N/mm2, ft =1.27 N/mm2 取N fy As
承载力计算 6.4 钢筋混凝土偏心受拉构件斜截面
承载力计算
《混凝土结构设计》
6.1 钢筋混凝土受拉构件 的受力特点及构造要求
应用
混墙 凝梁 土中 托的 梁钢
筋
拉屋 弦架 杆受
少量局 部构件
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分类
受拉构件
混凝土受拉是 用其弱势
拉偏 拉轴 构心 构心 件受 件受
裂缝问 题突出
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• 拉力增大，受弯承载力下降
受拉破坏
Mu
负面影响
弯矩为零，轴心受拉构件：受拉承载力最大
轴力为零，受弯构件：受弯承载力最大
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《混凝土结构设计》
6.1.3 钢筋混凝土受拉构件 构造要求
一、轴心受拉构件构造要求
❖纵向受力钢筋的配置
（1）沿截面周边均匀对称布置，优先选 择小直径钢筋（有利于抗裂）
《混凝土结构设计》
6.1.2 偏心受拉构件的受力特点
一、偏心受拉构件分类
❖大偏心受拉
• 拉力作用在钢筋As
和As之外
（a）大偏心受拉
• 荷载偏心距：e0=M/N>0.5h-as
❖小偏心受拉
• 拉力作用在钢筋As和As之间 • 荷载偏心距：e0=M/N<0.5h-as
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Nc Ns
受拉混凝土进入塑性阶段
• 内力和应力的关系
一般情况
E
Es Ec
,
N ( Ac E As ) c
开裂极限：混凝土弹性模量约为Ec 的一半
E
Es Ec
Es 0.5Ec
2E
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Ncr ( Ac E As ) c ( Ac 2E As ) ftk A0 此时换算面积 8
c Ac s As
( Ac
Es Ec
As ) c
s
Es Ec
c
( Ac E As ) c A0 c
c
N A0
E =Es /Ec 弹性模量之比 2020/6/3A0 0=Ac+E As 换算面积
s
E c E
N A0
Hale Waihona Puke Baidu
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《混凝土结构设计》
❖弹塑性阶段
• 变形情况
N
受拉钢筋处于弹性阶段
寒风北 干花日
潮 未 平 。
两 样 情 。
人 。 一 样
江 南 人 。
双 泪 痕 。
楼 上 云 。
阴 。 楼 下
昨 日 晴 。
朱 敦 儒
长 相 思
晚春江 阑飞今
第6章 钢筋混凝土受拉构件 承载力
6.1 钢筋混凝土受拉构件的受力特点 及构造要求
6.2 钢筋混凝土轴心受拉构件承载力计算 6.3 钢筋混凝土偏心受拉构件正截面
• 基本上处于弹性受力阶段 • 混凝土的应力和应变基本上成比例 • 荷载-应变曲线大致呈现为直线（OA）
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《混凝土结构设计》
❖第 II 阶段：带裂缝工作
• 混凝土开裂，裂缝截面钢筋拉力增大 • 裂缝间截面混凝土和钢筋共同受力 • 构件的刚度下降（AB曲线的斜率低于OA斜率）
❖第III阶段：破坏状态
❖受力特点
• 近侧拉区混凝土先开裂
• 受拉钢筋As 达到屈服 • 压区混凝土压碎
• 受压钢筋As 屈服。若受压钢筋 配置过多时，则受压钢筋不屈服。
• 构件破坏
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《混凝土结构设计》
四、承载力相关性 Nu ❖Nu-Mu相关曲线 • 受拉破坏
• 下降曲线
❖定性结果
O
• 弯矩增大，受拉承载力下降
二、偏心受拉构件构造要求
❖纵向钢筋沿偏心方向两侧边布置
❖最小配筋率
m in
max 45
ft fy
%,0.20%
• 受拉钢筋的最小配筋率，同受弯构件
• 受压钢筋的最小配筋率为0.20%
❖箍筋由受剪承载力确定，构造要求同梁
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《混凝土结构设计》
6.2 钢筋混凝土轴心受拉
构件承载力计算