06.受拉构件承载力计算解析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,受拉构件的分类:,钢筋混凝土受拉构件分轴心受拉和偏心受拉两种。当轴力N作用在截面形心时，称,轴心受拉构件,。,当轴向力N作用偏离截面形心时，或截面上既作用有纵向拉力N，又作用弯矩M时，则称为,偏心受拉构件,。,1,6.1 轴心受拉构件,几何条件,e,s,=,e,c,=,e,物理关系,平衡条件,开裂前,N,N,cr,r,=,A,s,/,A,c,N,e,s,=,e,c,=,e,s,s,N,配筋率,reinforcement ratio,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,6.1 轴心受拉构件,一、,轴心受拉构件的受力性能,2,换算混凝土面积,Transformed Section,当sc=ft时，如连续加载混凝土将会产生开裂。由混凝土的受拉时应力-应变关系知，sc=ft 时的弹性特征系数n=0.5,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,6.1 轴心受拉构件,3,开裂荷载,Cracking Load,开裂瞬间,钢筋应力有一突增,如由平衡条件,自行验证,+,r,t,f,s,c,=,f,t,0,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,6.1 轴心受拉构件,4,混凝土开裂后 After Cracking,假设配筋足够，荷载可以连续增加,但裂缝截面混凝土应力始终为零，开裂以后的全部荷载增量均由钢筋担当,当钢筋应力到达as=fy时,极限拉力Ultimate Tensile Capacity,N,u,=,f,y,A,s,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,6.1 轴心受拉构件,5,f,t,2,a,E,f,t,2,a,E,f,t,+,f,t,/,r,f,y,s,s,s,c,N,cr,N,u,N,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,6.1 轴心受拉构件,6,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,6.1 轴心受拉构件,7,小 结 Conclusion,由于混凝土材料的非线性和开裂，荷载与应力、荷载与变形不再为线性关系，线弹性材力分析方法不再适用；,混凝土开裂前瞬间，钢筋应力=2040MPa，对Ncr影响很小。,混凝土开裂后瞬间，截面应力发生重分布；,开裂后，构件是带裂缝工作的。裂缝对钢筋的影响？裂缝宽度的计算？裂缝对变形的影响刚度？,钢筋混凝土构件中钢筋的应力小于同样面积的钢筋单独受拉状况开裂前钢筋与混凝土共同承受拉力，开裂后裂缝间混凝土仍承受一局部拉力；,钢筋混凝土轴心受拉构件的受力过程大体上可分为三个阶段：,开裂前的钢筋与混凝土的共同受力阶段，该阶段荷载-变形关系根本近似线性；,开裂后带裂缝工作阶段；,破坏阶段。对于配筋适宜的钢筋混凝土构件，一般其受力过程都可分为类似的三个工作阶段。,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,6.1 轴心受拉构件,8,最小配筋率,Lower Limit Reinforcement Ratio,假设配筋率r 很小，以至于在混凝土一开裂时，由于混凝土退出工作产生应力重分布，使钢筋马上就到达屈服，即,Nu=Ncr,当配筋率小于该配筋率时，钢筋将不能担当混凝土截面开裂后传来的应力，其破坏犹如素混凝土构件，具有脆性性质，因此钢筋混凝土轴拉的配筋应不小于该配筋率,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,6.1 轴心受拉构件,9,收缩应力分析,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,变形条件：,钢筋混凝土的收缩,s,s,=,E,s,e,s,(,压,),s,c,=,n,E,c,e,c,(,拉,),e,c,L,e,s,L,物理关系：,c,c,c,E,e,s,=,s,s,s,E,e,s,=,，,平衡条件：,s,c,C,T,=,s,s,s,A,C,=,s,c,c,c,A,T,=,s,6.1 轴心受拉构件,10,二、轴心受拉构件承载力计算,N为轴向拉力的设计值；,fy为钢筋抗拉强度设计值；,As为全部受拉钢筋的截面面积，,应满足As(0.9ft/fy)A，A为构件截面面积。,第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力,6.1 轴心受拉构件,11,第九章 受拉构件,6.2 偏心受拉构件正截面承载力计算,小偏心受拉破坏：轴向拉力N在As与A”s之间，全截面均受拉应力，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，但裂缝很快贯穿整个截面，As和A”s纵筋均受拉，最终As和A”s均屈服而到达极限承载力。,6.2 偏心受拉构件正截面承载力,12,第九章 受拉构件,6.2 偏心受拉构件正截面承载力计算,大偏心受拉破坏：轴向拉力N在As外侧，As一侧受拉，A”s一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯穿整个截面的裂缝。最终，与大偏心受压状况类似，As到达受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏。,6.2 偏心受拉构件正截面承载力,13,第九章 受拉构件,对称配筋时，为到达截面内外力的平衡，远离轴向力N的一侧的钢筋A”s达不到屈服,As和A”s应分别rminbh，rmin=0.45ft/fy。,6.2 偏心受拉构件正截面承载力,14,第九章 受拉构件,适用条件：,x xb,x2a”,对称配筋,？,6.2 偏心受拉构件正截面承载力,15,第九章 受拉构件,Nu-Mu相关关系,钢筋混凝土构件从轴心受压、受弯到轴心受拉的正截面承载力Nu-Mu相关关系，是一条完整的曲线。,CD段为偏心受拉，其Nu-Mu相关关系根本接近直线。,6.2 偏心受拉构件正截面承载力,16,第九章 受拉构件,对称配筋矩形截面的,N,u,-,M,u,相关关系,6.2 偏心受拉构件正截面承载力,17,6.3 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算,6.3 偏心受拉构件斜截面受剪承载力,第九章 受拉构件,轴向拉力N的存在，斜裂缝将提前消逝，在小偏心受拉状况下甚至形成贯穿全截面的斜裂缝，使斜截面受剪承载力降低。受剪承载力的降低与轴向拉力N近乎成正比。标准对矩形截面偏心受拉构件受剪承载力,为防止斜拉破坏，此时的 不得小于0.36,f,t,bh,0,当右边计算值小于 时,，即斜裂缝贯通全截面，,剪力全部由箍筋承担，受剪承载力应取,18,