第十七章 钢筋混凝土受压及受拉构件

第十七章钢筋混凝土受压及受拉构件纵向受力构件可分为轴心受力构件和偏心受力构件。轴心受力构件包括轴心受拉构件和 轴心受压构件，如图17-1的钢筋混凝土结构厂房中，屋架的上弦和下弦杆可近似的看成为 轴心受力构件；而厂房的柱是偏心受力构件。图17-1钢筋混凝土结构厂房内景如表17-1所示。建筑工程中，受压构件是最重要且常见的承重构件。当纵向压力作用 线与构件轴线重合时，称为轴心受压构件；不重合即有偏心距。时，称为偏心受压构件。 实际工程中由于构件制作、运输、安装等原因，真正轴压构件是不存在的，但为计算方便， 偏心不大时可以简化为轴压。表17-1纵向受力构件类型轴心受力构件（%=0）偏心受力构件（% N0）轴心受拉构件轴心受压构件偏心受拉构件偏心受压构件变 形 特 点只有伸长变形只有压缩变形既有伸长变形，又有弯曲变形既有压缩变形，又有弯曲变形屋架中受拉杆件、圆形水池等屋架中受压杆件及肋形楼盖的中柱、轴压砌体等屋架下弦杆（节间有竖向荷载），主要是钢屋架）、砌体中的墙梁框架柱、排架柱、偏心受压砌体、屋架上弦杆（节间有竖向荷载）等第一节钢筋混凝土受压构件钢筋混凝土受压构件分为轴心受压构件和偏心构件见图17-3,它们在工业及民用建筑 中应用十分广泛。图17-3受压构件类型（a）轴心受压；（b）单向偏心受压；（c）双向偏心受压轴心受压柱最常见的形式是配有纵筋和一般的横向箍筋，称为普通箍筋柱。箍筋是构造 钢筋，这种柱破坏时，混凝土处于单向受压状态。当柱承受荷载较大时，增加截面尺寸受到 限制时，普通箍筋柱又不能满足承载力要求时，横向箍筋也可以采用螺旋筋或焊接环筋见图 17-4,这种柱称为螺旋箍筋柱。螺旋箍筋柱是受力钢筋，这种柱破坏时由于螺旋箍筋的套箍 作用，使得核心混凝土（螺旋筋或焊接环筋所包围的混凝土）处于三向受压状态，从而间接 提高柱子的承载力。所以螺旋箍筋也称间接钢筋，螺旋箍筋柱也间接箍筋柱。螺旋箍筋柱常 用的截面形式为圆形或为多边形。下面仅讨论普通箍筋柱。图17-4螺旋箍筋柱和焊接环筋柱一、构造要求（一）材料要求混凝土宜采用C20、C25、C30或更高强度等级。钢筋宜用HRB335、HRB400或RRB400 级。为了减少截面尺寸，节省钢材，宜选用强度等级高的混凝土，而钢筋不宜选用高强度等 级的，其原因是受压钢筋与混凝土共同工作，钢筋应变受到混凝土极限压应变的限制，而混 凝土极限应变很小，所以钢筋的受压强度不能充分利用。混凝土规范规定受压钢筋的最 大抗压强度为400N / mm 2。（二）截面形式及尺寸轴压柱常见截面形式有正方形、矩形、圆形及多边形。矩形截面尺寸不宜小于250mm X 250mm。为了避免柱长细比过大，承载力降低过多，常取0/b 30,10 /h 25,b、h分别表 示截面的短边和长边，l0表示柱子的计算长度，它与柱子两端的约束能力大小有关。（三）配筋构造表17-2纵筋及箍筋构造名称普通箍筋轴压柱偏心受压柱(沿长边弯曲)纵筋作用(1) 减少截面尺寸，与混凝土共同抗压；(2) 提高构件延性(1) 纵向受压钢筋与混凝土共同抗压，减少截面尺寸； 与混凝土共同抗压，提高构件延性；(2) 偏心距过大，截面尺寸出现受拉区时，纵向受拉钢 筋承担拉力，减少裂缝宽度，提高构件承载力钢筋布置要求(1) 应沿截面周边均匀对称 布置，中距不宜大于300mm；(2) 直径不宜小于12mm,N 4根(矩形)，宜粗不宜细，以 防止纵筋压曲，节约箍筋用量(1) 纵向受力钢筋应设置在垂直于弯矩形平面的两边， 每边纵筋中距不宜大于300 mm；(2) 当偏心柱大于h N600 mm时，应在侧面设1016 mm 纵向构造钢筋，并设相应复合箍筋或拉结筋；(3) 纵筋直径N12 mm根数N4根，宜粗不宜细配筋率 要求A(1) P = bh - Pmin =0.6%不能过小，否则起不到提高延 性的目的；(2) P Pmin =0.5%，否则 混凝土先压碎，钢筋不能充分 利用。常用P =0.5%2.0%，A为全部纵筋面积 s(1) 全部纵筋配率N Pmin =0.6%，且不宜超过5%；AA(2) 一侧纵向钢筋的配率P =TT N0.2%, P =苛 Nbhbh0.2%，A为靠近纵向力一侧钢筋的截面面积，As为远离纵向力一侧纵向钢筋的截面面积；(3) 在一般情况下建议，对于偏心距较大的受压柱，其 全部纵筋配率采用0.5%1.0%;(4) 对于轴心受压柱或偏心受压柱，当采用HRB400、RRB400级纵向钢筋时，全部纵筋配率N Pmin =0.5%；混凝土NC60时，全部纵筋配率N Pmin =0.7%净距及保护层(1) 现浇柱纵筋净距N50 mm，预制柱纵筋净距同普通梁；(2) 纵筋保护层厚度不应小于钢筋的公称直径且不应小于表3.6的规定。柱箍筋和构造 钢筋保护层厚度不应小于15 mm箍筋形式(1) 应采用封闭式，为防止纵筋压曲，箍筋未端应做成135弯钩，弯钩平直部分长度： 当全部纵筋配率3%时，N5 d ；全部纵筋配筋率N3%时，N10 d或将箍筋焊接成封闭环 式(为箍筋直径)；(2) 对于T形、L形、工字形截面，箍筋不允许有内折角，避免产生向外拉力，使折角 处混凝土破坏(图17-7)直径(1) 全部纵筋配筋率3%时，直径N6mm且N d /4；(2) 全部纵筋配筋率N3%时，直径N8mm且N d /4 ( d表示纵筋的最大直径)间距(1) 非搭接长度范围内间距s不应大于400mm及截面短边尺寸及15 d ；(2) 搭接长度内，受压钢筋箍筋间距s不大于200mm及10d ；受拉钢筋箍筋间距s不大于100mm和10 d ( d表示纵筋的最小直径)附加箍筋当截面短边尺寸大于400mm且各边纵筋多于3根时，或者当截面短边尺寸不大于400mm 且各边纵筋多于4根时，应设置附加箍筋。其形式见图17-5和17-6图17-5轴压柱箍筋形式图17-6偏压柱箍筋形式图17-7内折角箍筋形式2、纵向钢筋的接头受力钢筋接头宜设置在受力较小处，多层柱一般设在每层楼面处。当采用绑扎接头时， 将下层柱纵筋伸出楼面一定长度并与上层柱纵筋搭接。同一构件相邻纵向受力钢筋接头位置 宜相互错开，当柱每侧纵筋根楼不超过4根时，可允许在同一绑扎接头连续区内搭接，如图 17-8 (a)；纵筋每边根楼为58根时，应在两个绑扎接头连续区内段内搭接，如图17-8 (b)； 纵筋每边根楼为912根时，应在三个绑扎接头连续区内段内搭接，如图17-8 (c)。当上 下柱截面尺寸不同时，可在梁高范围内将下柱的纵筋弯折一斜角，然后伸入上层柱，如图 17-8 (d)，或采用附加短筋与上层柱纵筋搭接，如图17-8 (e)。在搭接区段内纵向受拉钢 筋接头面积不宜大于50%。当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头百分率时，可根据实际 情况放宽。当采用机械连续或焊接时，受拉钢筋接头百分率不应大于50%，受拉钢筋百分率 不受限制。图17-8柱纵筋接头构造二、钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算实际工程中不存在理想的轴压杆件。构件受压时，或多或少地具有初始偏心。但为简化 计算，初偏心很小的受压杆件可近似按轴心受压设计，如以恒载为主的多层多跨房屋的底层 中间柱、桁架的受压腹杆等。对于短粗柱，初偏心对柱子的承载力影响力不大，破坏时只产生压缩变形，其承载力取 决于构件的截面尺寸和材料强度。对于长柱，由于初偏心影响，破坏时既有压缩变形又有纵向弯曲变形，导致偏心距增大，产生附加弯矩，降低构件承载力。通常将柱子长细比满足下 列要求的受压构件称为轴心受压短柱，否则为轴心受压长柱：矩形截面10 /b 8（ b为截面 的短边尺寸）；圆形10/d 7（ d为圆形截面的直径）。（一）钢筋混凝土轴心受压柱的破坏特征钢筋混凝土短柱经试验表明：在整个加载过程中，由于纵向钢筋与混凝土粘结在一起， 两者变形相同，当混凝土的极限压应变达到混凝土棱柱体的极限压应变e 0 = 0.002时，构 件处于承载力极限状态，稍再增加荷载，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋向外凸 出，最后中部混凝土被压碎而宣告破坏（图17-9）。因此在轴心受压柱中钢筋的最大压应变 为0.002，故不宜采用高强钢筋，对抗压强度高于400N/mm2者，只能取400N/mm2。图17-9轴心受压短柱的破坏形态图17-10轴心受压长柱的破坏形态长柱的破坏形式有两种：长细比较大时，破坏是由于压缩变形和弯曲变形过大，导致材 料强度不足而破坏，属于材料破坏；长细比很大时，主要是纵向弯曲过大，而导致材料未到 设计强度之前而失稳破坏。混凝土规范采用钢筋混凝土轴压构件的稳定系数来反映长细 比对长柱承载力的影响（见表17-3）。7-3钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数甲10/bW810121416182022242628注：i表示截面 最大回转半径；b表示矩形截 面的短边尺寸；1o表示构件计算长度10/dW78.510.5121415.517192122.52410/iW2835424855626976839097甲1.00.980.920.920.870.810.750.700.650.60.56（二）钢筋混凝土轴心受压柱正截面承载力计算公式及适用条件钢筋混凝土轴心受压柱正截面承载力计算公式为：N 3%时公式中的A用A A/代替； s0.9为保持与偏心受压构件正截面承载力计算具有相近的可靠度规范给出的系 3% 时，数。式（17-1）的适用条件为0.6% 3%，由式(17-1)得:(17-2)3)验算适用条件A /若0.6% p / = 了 3%，此时A/就是所需得截面面积。A/若计算结果为3% VP / = / V 5%时，则按下式重新计算A/ :* fcA(17-3)4)选配钢筋。【例17-1】某现浇多层钢筋混凝土框架结构，底层中柱按轴心受压构件计算，柱高 H = 6.4m，柱截面面积b x h = 400mm x 400mm，承受轴向压力设计值N=2450kN,采 用C30级混凝土(二=14.3N/mm2) ,HRB335级钢筋(f / = 300N/mm2)，求纵向钢筋面积， 并配置纵向钢筋和箍筋。【解】(1)求稳定系数。柱计算长度为10 = 1.0 H = 1.0 x 6.4m = 6.4ml 6400 1 ,-0 = 16b 400查表17-3得中=0.87。(2)计算纵向钢筋面积A/。由公式(17-2)得 -f a 2450 x103 N - 14.3N / mm2 x (400mm)2A / = 0伽 c = 2803mm 2s f/300N / mm 2(3)配筋。选用纵向钢筋822 (A/ = 3041mm2)。箍筋为直径d 一=5.5mm44取6 6mm 400mm间距 s b = 400mm取 s - 300mm 0.5%满足最小配筋率的要求。P 3%不必用A A /代替A。s(5) 画截面配筋图(见例17-1图)例17-1图 截面配筋图2、截面复核已知截面尺寸b x h,纵向受压钢筋的截面面积A /，钢筋和混凝土的强度等级，柱子的 s计算高度l，作用在柱子上的轴向压力设计值N，验算柱子正截面承载力是否满足要求。 0计算柱子承受的最大轴向压力设计值NuA / 若 P / = bh - 0.6%，并且 3% 而 p/ 5%， N = 0.9p f (A - A /) + f / A/) o bhucs y s判断承载力是否满足要求若N 600 kN (安全)三、钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力计算（一）偏心受压构件正截面破坏形式偏心受压构件的正截面破坏形式见表17-4。表17-4偏心受压构件破坏类型破坏,大偏心受压破坏（受拉破坏）类型发生条件偏心距%较大远离纵向力一侧钢筋As不多小偏心受压破坏（受压破坏）偏心距%较小，靠近纵向力一侧钢筋A;不 多；%不小但远离纵向力一侧钢筋As过多破坏 时隔 应力 图形破坏时，拉区混凝土巳开裂，远离纵向力一侧钢破坏特征筋As受拉并且达到屈服强度，压区混凝土也达到极限压应变0.0033。靠近纵向力一侧钢筋受压， 可能屈服也可能未屈服截面应力分布（1）偏心距较大时，部分截面受拉，部分截面压， 所有纵向受力钢筋均能达到抗拉、抗压强度设值;（2）偏心距很大时，大部分截面受拉，少部分截面受压，受压钢筋应力很小未屈服破坏时，靠近纵向力一侧钢筋As受压并且达 到抗压强度设计值fy，该侧混凝土也达到极 限抗压强度；远离纵向力一侧的钢筋As可能 受拉也可能受压，但都不能屈服（1）偏心距较小时，大部分截面受压，少部分 截面受拉；偏心距更小时，全截面受压；靠近 纵向力一侧的钢筋受压并且能达到fy，As可 能受拉也可能受压，但都不能屈服；（2）偏心距%较大时，部分截面受拉，部分截面受压，破坏时七也达到八。但气过多应力很小，这种破坏不经济，不宜采用结论（1）对于大偏心受压，拉区纵向钢筋先达到屈服强度后，还可以继续加荷，直到压区混凝土压碎， 所以也叫受拉破坏，这种破坏具有明显预兆，属于延性破坏，这种构件抗震性能较好，宜优先采用；（2）对于小偏心受压，靠近纵向力作用一侧截面受压大，该侧受压钢筋和受压混凝土先压碎，另 一侧钢筋可能受拉也可能受压，但应力很小，所以也叫受压破坏，这种破坏无明显预兆，属于脆性 破坏，这种构件抗震性能很差，设计时要避免通过以上分析可以看出，随着偏心距的增大，受压区高度越来越小，受拉区高度越来越 大。从受压区先破坏到受拉区钢筋先破坏，它们之间一定存在这样一种破坏：拉区钢筋刚达 到屈服强度的同时，区压钢筋和混凝土也破坏，这种破坏叫界限破坏。它相当于适筋的双筋 梁，所以界限破坏时，界限相对受压区高度同受弯构件同界限相对受压区高度，意义完全 相同。即当 V%时为大偏心受压；当 8 b时为小偏心受压。（二）偏心距增大系数门对于偏心受压柱，当长细比较大时，在纵向压力作用下将产生弯曲变形，在临界截面处，实际偏心距e增大达到e +f，其最大弯矩也将由Ne增大为iiu i、（ei + f），如图17-11所示。对于长细比小的短柱，由于附加挠度f的影响，一般忽略。对于长柱要考虑f的影响，则扩大后的偏心距e + f =e （1 + f /e ） = e门，其中门叫偏心距增大系数。图17-11偏心受压长柱iii i混凝土规范规定，对于矩形截面，10 /h 5时为偏心受压短柱，门=1.0 ；否则为偏心 受压长柱，门1。对于偏心受压长柱，门按下列公式计算：n = 1+1（?）虬=2（17-4）1400土 h 1 2h0冬 1.0（17-5）1 N匚 2 = 1.15 -0.01， 1.0（17-6）式中h0 截面有效高度；e初始偏心距，e = e0 + e ；e0 轴向压力对截面重心的偏心距，e0 = M /N ；ea附加偏心距，2心取200mm和h/30两者中的较大值；匚1偏心受压构件截面曲率修正系数；匚2 构件长细比对截面曲率的修正系数。（三）矩形截面对称配筋正截面承载力计算偏心受压构件截面纵筋可以采用对称配筋和非对称配筋。非对称配筋能充分发挥混凝土 的抗压能力，纵筋可以减少，但容易放错左右纵向受力钢筋的位置，另外，由于柱子往往承 受左右变化的水平荷载（如水平地震作用），使得同一截面上往往承受正反两个方向的弯矩， 因此柱子常采用对称配筋。1、基本假定偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定同受弯构件，同样将受压区混凝土曲线应力 分布根据受压区混凝土等效换算条件折算成等效矩形应力图形，折算后混凝土抗压强度取值 a 1f，受压区高度为X。1公大偏心受压计算公式及适用条件1）计算公式大偏心受压构件的计算简图如图17-12所示，由静力平衡条件得：N N =a fbx + f/A/ - f A（17-7）u 1 cy s y sN 2a/（17-10）为了保证受拉钢筋A,，能达到f，防止发生超筋破坏，受压区高度-不能太大，必须 满足以下条件；x xb =L h（17-11）当受压区高度太小（图17-13），说明受压钢筋Ai未能达到f /为了安全起见取x = 2a/， 并对受压钢筋A /合力点取矩，可得：y(17-12)sNe/ N e/ = f A (h -a/) uy s 0 a式中e/纵向力N到A/，受压钢筋得合力作用点之间的距离，e/ =ne -（h/2 - a/）。由式（17-12）得Ne /A / = A =s s f (h - a/)(17-13)3、小偏心受压计算公式及适用条件对于小偏心受压，在纵向压力作用下， 向力一侧钢筋随着偏心距由小到大的增加， 力一侧钢筋A，由受压变为受拉，但应力b ?小于钢筋的屈服强度。靠近纵向力一侧A/受压并且达到f /，而远离纵 s混凝土受压区面积变得越来越小y使得远离纵向计算简图如图17-14，由静力平衡条件得：N N =a fbx + f /A/ -b A u 1 cy s s s(17-14)XNe &bh0为小偏心受压。12）计算A = A /s sN若是大偏心受压并且x 2a/时，由式x = 一-和式（17-9）求A，= A/ ；当x v 2a/ 由式（17-13）求 A = A /。以1 c若是小偏心受压，则由式（17-16）及式（17-17）求A，= A /。3）适用条件验算A = A/ 0.002bh4）验算垂直弯矩作用平面承载力同轴压构件，但公式中的全部纵向受压钢筋用A， + A：即可。若不能满足，可增加配筋。（四）偏心受压构件斜截面承载力计算一般情况下偏心受压构件的剪力值相对较小，可不进行斜截面受剪承载力的验算；但对 于由较大水平力作用的框架柱，有横向力作用下的桁架上弦压杆等，剪力影响较大，必须进 行斜截面受剪承载力计算。试验表明，轴向压力对构件抗剪起有利作用，主要是因为轴向压力的存在不仅能阻滞斜 裂逢的出现和开展，而且能增加混凝土剪压区的高度使剪压区的面积相对增大，从而提高了 剪压区混凝土的抗剪能力。轴向压力对构件抗剪承载力的有利作用是有限度的。在轴向比N / fbh较小时，构件 的抗剪承载力随轴压比的增大而提高，当轴压比N / fbh = 0.3 0.5时，抗剪承载力到达 c最大值。若再增大轴压力，则构件抗剪承载力反而会随着轴压力的增大而降低，并转为带有 斜裂缝的小偏心受压正截面破坏。据试验结果，并考虑一般偏心受压框架柱两端在节点处是有约束的，故在轴向压力作用 下的偏心受压构件受剪承载力公式的基础上增加一项附加受剪承载力的方法，来考虑轴向压 力对构件受剪承载力的有力影响。矩形、T形和工字形截面偏心受压构件的受剪承载力计算 公式为：V 0.3 f A时，取N = 0.3 f A，A为构件截面面积。CC计算截面的剪跨比应按下列规定取用：1）对框架柱当其反弯点在层高范围内时，取 =气/（2h。）；当人v 1时，取入=1 ；当人3时，取入=3，此处H为柱净高。2) 对其他偏心受压构件当承受均布荷载时，取 = 1.5；当承受集中荷载时(包括作用 有多种荷载，其集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的 情况)，取 =a/h0，当 1.5时，取 = 1.5 ；当人3时，取 =3，此处，a为集中 荷载对支座或节点边缘的距离。此外，当符合下面公式要求时，则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。V 1.75 fbh + 0.07N(17-19)人+1.0 t 0【例17-3】已知偏心受压柱其截面尺寸为bx h = 300mmx400mm，混凝土 C20( f = 9.6N/mm2,a 广 1.0)，钢筋为 HRB335 ( f = f = 300N/mm2 )，柱子计算长 度10 = 3000mm，承受弯矩设计值M =150kNm,轴向压力设计值N =260kN, a = a/ =40mm, 求纵向受力钢筋的截面面积A = A/。【解】(1)判断偏心受压类型x = = 260 X103= 90.3mm 2a/ = 80mm所以为大偏心受压，并且A/也达到f(2)求门% = M /N = 150x 106 /(260x 103)= 577mme = max( 20, h /30) = max( 20,400 / 30) = 20mme = e + e = 577 + 20 = 597mm130000 =7.5 5，故应按式(17-4)计算门。h 4000.5f A _ 0.5 x 9.6 x 300 x 400N260 x 103=2.22 1.0，取 1=L0 = 1.15 - 0.01、= 1.15 - 0.01 x 000 = 1.075 1，取 = 1.02h4002门=1 + 1 = 1 +3 300012 x 1.0 x 1.0 = 1.0241400 M J 1 21400 x 竺400 Jh3600求A = A / s se =门 e + a = 1.024 x 597 + 四2 一 40 = 771mm，2 s2Ne-a fbX h -1 260x 103 x771 1.0x9.6x300x90.3xf360 903A = A/ =1 - I 0力=2- = 1235mm2s sf/(h0 a/)300 x (360 40)(4)适用条件验算A + A/ = 2 x 1235 = 2470mm2 p .=0.6%bh = 0.6% x 300 x 400 = 720mm2且vpmax=5%bh = 5% x 300 x 400 = 6000mm 2A = A / = 1235 mm 2 p . = 0.2%bh = 0.2% x 300 x 400 = 240mm 2,满足要求。每侧选用222 +1025 = 1251mm2,箍筋选用8,配筋见例17-31图。(5)验算垂直弯矩作用平面承载力10/ b = 3000/300 = 10，查表 17-3 得：9 = 0.98N = 0.99 f A + f/(A + A/)例 17-3 图ucy=0.9 x 0.98 x 9.6 x 300 x 400 + 300 x (1235 +1235) = 1669626 N=1669.626 kN 260kN,满足要求。【例17-4】上题中其他条件不变，但N = 200kN,求A广A/。【解】（1）判断偏心受压类型x = N/a fb = 200x 103/(1.0x9.6x300) = 69.4 v x =& h = 0.55x(400 40) = 198mm1 cb b 0，并且x v 2a/ = 80mm，所以为大偏受压，但是A/未达到f(2)求门e0 = M / N = 150 x 106 /(200 x 103) = 750mme = max( 20, h /30) = max( 20,400 / 30) = 20mm0fA = .5 x 9.6 x 300 x400 = 2.89 1.0，1 N200 x 103取匚1=L。匚=1.15 0.01 土 = 1.15 0.01 x 3020 = 1.075 1，取匚=1.02h4002门=1 + 1七2匚匚=1 +1- 3220T X 1.0 x 1.0 = 1.0191400 e J 1 21400 X 770 400 Jh3600(3)求 A = Ais sh(400、e =n e ( - a/) = 1.019 x 770 -40 = 525mmi 2sI 2J44 Ne/200 x 103 x 525 八A = A / = 1049mm 2s s f(h0 -a/)300X (360-40)每侧纵筋选配222+125。第二节钢筋混凝土受拉构件承载力计算与受压构件相似，受拉构件也分为轴心受拉和偏心受拉构件。当纵向拉力作用在构件截 面形心时，为轴心受拉构件当纵向作用点偏离构件截面形心或构件上既作用有拉力，又作用 有弯矩是时，则为偏心受拉构件。钢筋混凝土结构中，真正得轴心受拉构件是很少的。通常近似按轴心受拉构件计算得有 屋架或托架的受拉弦杆和腹杆以及拱的拉杆，还有承受内压力的圆管管壁和圆形贮器的筒壁 等。受拉构件除需要进行正截面承载力计算外，尚应根据不同的情况，进行受剪计算、抗裂 度或裂缝宽度验算。一、轴心受拉构件承载力计算（一）轴心受拉构件承载力计算在轴心受拉构件中，混凝土开裂前，混凝土与钢筋共同承担拉力。开裂后，开裂截面混 凝土退出工作，拉力全部由钢筋承担。当钢筋受力屈服时，构件即将破坏，所以，轴心受拉 构件的受拉承载力计算公式为N 0.4%bh140 x 140f 1.43也大于 90土 = 90 x 一 % = 0.43%f 300满足要求。二、偏心受拉构件正截面承载力计算偏心受拉构件得计算，按纵向力N作用的位置不同，分为两种情况大偏心受拉构件和 小偏心受拉构件。（一）大偏心受拉构件当轴力N作用在A/合力点及A合力点以外时，截面虽然开裂，但仍有受压区，否则 轴力不能平衡。既然还有受压区，截面不会裂通，这种情况称为大偏心受拉。图7-15所示 为矩形截面大偏心受拉构件的受力情况。构件破坏时，A/和A的应力都达到屈服强度，根 据平衡条件，基本计算公式如下：N = A f - A/ f / a fbx s y s y 1 c一( x Ne = a f bx h - + A/ f /(h 一a/)1 c 02 ) s y 0 s(17-21)(17-22)其中 e = e0公式的适用条件：2a/ v x xb =&摭为了使钢筋（A，+ A/）的用量最小，与偏心受压构件一样，取x = xb =&bh0 代入式（17-21）、（17-22）得A/ = Ne -&b（1- 0.5勺）电 fbh：sf：（h0 - a/）(17-23)(17-24)当计算中已知受压钢筋A/，求受拉钢筋截面面积As。此处从略，请参见有关书籍。图17-15大偏心受拉强度计算简图（二）小偏心受拉构件当轴力N作用在A/合力点及4?合力点之间时，为小偏心受拉构件。在小偏心拉力作 用吓，临破坏前，一般情况截面全部裂通，拉力全部有钢筋承担。在这种情况下，不考虑混 凝土的受拉工作。假定构件达到破坏时钢筋A及A/的应力都达 s s到屈服强度。根据对钢筋合力点分别取矩的平衡条件，可得小偏心受拉构件的计算公式：Ne = f A/（h0 -a/）（17-25）Ne/ = f A （h/ -a ）（17-26）y s 0 s其中 fy 钢筋的受拉强度设计值e = - - e - a2 o she/ = e + a/当对称配筋时，为了达到内外力平衡，远离偏心一侧的钢筋A /达不到屈服，在设计时可取：s44 Ne /,、A = A/ = （17-27）s s f （h -a/）其中e/ =，+ h a/图17-16小偏心受拉构件计算简图02s三、偏心受拉构件斜截面承载计算偏心受拉构件，在承受弯矩和拉力的同时，也存在着剪力，当剪力较大时，不能忽视斜 截面承载力的计算。拉力的存在有时会使斜裂缝贯通全截面，使斜截面末端无剪压区构件的 斜截面承载力比无轴向拉力时要降低一些，降低的程度和轴拉力的数值有关。规范对矩形截面偏心受拉构件的受剪承载力，采用下列公式计算：V 1.75 fbh + f Asv!h -0.2N（17-28）人+1.0 t 0 邪 s 0式中 V 与纵向拉力设计值N相应的剪力设计值；人一一计算截面的剪跨比X= a，a为集中荷载至支座截面或节点边缘的距离，当h0人 1.0时，取人= 1.0 ；当人3时，取人=3。公式（17-28）右侧的计算值小于f 竺* h时，应取等于f 竺4 h并不得小于 yv s 0yv s 0sv0.36 fbh，而且箍筋的配箍率P =竺舛 不得小于0.24f t 0sv sbfyv