混凝土结构基本原理第5章 受拉构件的基本原理

：轴心受拉构件的钢筋用量并不是由强度要求确 定的，裂缝宽度验算对纵筋用量起决定作用
3. 构造要求 纵 筋： 数量：As,min 0.3%bh ( C35 ) As,min 0.4%bh ( C40 ) 接长：焊接或搭接长度 300mm 布置：沿截面周均匀布置， 宜优选直径较小的钢筋。 箍 筋：
的平衡则一定存在有受压区，不会裂通，
当As适量，其破坏特征与大偏心受压相似。
【拓展训练】
1.试用受拉构件的理论分析颈椎牵引和单臂悬吊时的受力机理？
5.3.2 偏拉构件正截面承载力计算公式 偏拉构件的计算特点：无需考虑二阶弯矩的影响，也无
须考虑初始偏心距，直接按偏心距e0计算。
1. 小偏拉： 0 < e0 < h/2 – as
固定纵筋位置
思考题： 1、试述轴心受拉构件强度计算的特点； 2、说明用变形一致条件计算钢筋应力及混 凝土应力之间的关系在轴心受拉构件中 的使用；
3、钢筋混凝土轴心受拉构件达到极限承载 力的标志是什么？
4、举例说明哪些结构构件可按轴心受拉构 件计算。
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§5.3
偏心受拉构件正截面承载力计算
主要讲授三个问题：①偏心受拉构件的受力分析；
式中 e e0 h as 2
适用条件：
2as b h0
最小配筋率 > min b h
• 如果不满足适用条件，怎么办？ • 如果x>ξbh0，则受压区混凝土将可能先于受拉钢筋 屈服而被压碎，拉筋未屈服，这与超筋受弯构件的 破坏形式类似，脆性破坏—在设计中应当避免 • 如果x<2a’s，截面破坏时受压钢筋不能屈服，此时 取x＝2a’s，即假定受压区混凝土的压力与受压钢筋 承担的压力的作用点相重合
e
e0 A s as fyAs h/2 N e As as as A s
大偏心受拉（b）： N作用在As和As之外 e0 > h/2 – as
e e0 As N e
( a)
fyAs h/2
f yAs h/2
f cm
fyAs h/2
as
(b)
2. 破坏特征： 与偏压构件相似，偏拉构件是介于轴拉(e0=0) 和受弯(e0=)之间。 小偏拉：全截面受拉，开裂，应力全部由钢筋承担， 最终钢筋屈服。 大偏拉：近力一侧受拉，N在As和A’s之外，由力
§5.1
受拉构件的分类
钢筋混凝土桁架或拱拉杆、受内压力作用的环形截面管壁及圆 形贮液池的筒壁等，通常按轴心受拉构件计算。 矩形水池的池壁、矩形剖面料仓或煤斗的壁板、受地震作用的 框架边柱，以及双肢柱的受拉肢，属于偏心受拉构件。 偏心受拉构件除轴向拉力外，还同时受弯矩和剪力作用。
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§5.2
• 若小偏心受拉选用对称配筋截面，每侧都只能 按上述公式算出的偏大的钢筋截面面积配置钢筋
Ne AS A ) f y (h as as
' S
2. 大偏拉：
在大偏心拉力作用下，临截面破坏之前虽然开裂，但没有裂 通，仍然有混凝土受压区存在；离偏心力较近一侧的钢筋受 拉屈服，在一般情况下屈服，特殊情况下也可能不屈服。
•于是，以受压钢筋形心为矩心取矩，即得： h ' ' ' e e0 as ) Ne AS f y (h0 as 2
受拉钢筋屈服，整个截面全部裂通
N Nu
s fy
Nu= As fy
2. 轴心受拉构件承载力计算
N ––– 轴向拉力的设计值
N Nu= As fy
N u ––– 轴向受拉构件的极限承载力
As ––– 纵向受拉钢筋截面面积
fy ––– 钢筋抗拉设计强度值
注: 对于轴心受拉和小偏心受拉构件而言，当 fy>300N/mm2时， 仍按300N/mm2取用； 目的：为了控制受拉构件在使用荷载下的变形和裂缝开展；
N Ncr
cftk sAs
s = 2Eftk
Ncr = Ac ftk + 2Eftk As
2Eftk
故开裂轴力：
混凝土开裂后： 混凝土退出工作，应力全部由钢筋承担，钢筋 应力急剧增加 As，裂缝间距小，max 小，反之亦然，当然 裂缝间距及裂缝宽度也和钢筋直径有关 破坏阶段：
第 5章
受拉构件的基本原理
本章主要讲授受拉构件的正截面承载能力计算，包括 轴心受拉构件和偏心受拉构件。偏心受拉构件又分大偏 心受拉和小偏心受拉两种。
§5.1 §5.2 §5.3
受拉构件的分类 轴心受拉构件承载力 偏心受拉构件的正截面承载力计算
§5.4
§5.5
偏心受拉构件的Nu-Mu相关曲线
偏心受拉构件斜截面承载力计算
A s
e e0 N
e
As as
M As 0
) Ne As f y (h as as
a s
fyAs h/2
fyAs h/2
M As 0
) Ne As f y (h as as
式中符号：
e = h/2 – as – e0 e = h/2 – as + e0 e0 ＝M/N
②正截面承载力计算公式；③公式的工程应用
偏心受压构件的压力如果为拉力时，则成为 偏心受拉构件。
Байду номын сангаас
N
N
M
N
(a )
(b)
(c)
偏心受拉的分类 按力的作用位置：
小偏心受拉 大偏心受拉
5.3.1 偏心受拉的受力分析 1. 判别条件： 小偏心受拉（a）： N作用在As和A's之间 e0 < h/2 – as
e e0 A s as f yAs h/2 f cm fyAs h/2 As as N e
构件破坏时，如果钢筋 As和A’s的应力都达到屈 服强度，根据平衡条件 则能得到计算公式
e0 > h/2 – as
N As f y As f y a1 f cbx
x ) Ne a1f cbx (h0 ) f y As (h0 as 2
轴心受拉构件的正截面承载力计算原理
1. 轴心受拉构件受力特点
混凝土开裂前： •钢筋与混凝土共同承担拉力
s = c c = Ec c s = Es s
Es s c E c Ec
即将开裂时： •混凝土应力等于其开裂强度， 并且进入了塑性发展阶段，其 变形模量降低 E'c=0.5Ec c= ftk,