(精品)钢筋混凝土第七章+受拉构件

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,*,水工,钢筋混凝土,结构,第七章 受拉构件的承载能力,第,1,节 钢筋混凝土轴心受拉构件,一、概述,1.,定义和分类,根据轴向拉力作用位置的不同，受拉构件可分为：,轴心受拉构件,：轴向力,N,通过截面形心的受拉构件；,偏心受力构件,：轴向力,N,偏离截面形心或构件同时承受轴向,拉力,N,和弯矩,M,的构件。,2.,受拉构件的配筋形式,:,由纵筋与箍筋组成。,3.,轴心受拉构件：屋架的下弦杆、单纯受水压力的管道壁。,偏心受拉构件：,二、轴心受拉构件的承载力,1.,试验研究 轴拉构件从开始加载到构件破坏的全过程，可分成三个受力阶段：（,1,）加载至开裂前：钢筋与混凝土在弹性范围内工作，构件的拉力与其平均应变基本上呈直线关系。（,2,）开裂至钢筋屈服：构件上产生裂缝其开展方向与荷载相垂直；随荷载增大，裂缝不断发展；,N,关系仍,呈直线关系，但其斜率降低。（,3,）钢筋屈服至构件破坏：荷载增大构件裂缝迅速加宽和变形大幅度增加；,N,关系,为水平直线。,N,t,N,t,N,cr,N,cr,N,u,N,u,纵筋,箍筋,b,h,0,0.001 0.002 0.003,100,50,150,N(kN),平均应变,混凝土：,f,c,=30.8MPa,；,f,t,=1.97MPa;,E,c,=25.1,10,3,MPa.,钢 筋：,f,y,=37605MPa,；,f,su,=681MPa;,E,s,=2.1,10,5,MPa,；,A,s,=284mm,2,.,钢筋屈服,混凝土开裂,N,N,152,915,152,s,s,s,=E,s,s,y,s,h,f,y,t,t,o,t0,f,t,t,=E,c,t,混凝土,钢筋,l,l,N,t,N,t,N,t,t,A,s,s,b,h,A,s,A,c,A,s,/A,3,时，,A,c,=bh,2.,构件拉力与变形的关系：,分析中，混凝土和钢筋的应力,-,应变关系取图示的线性关系。,根据变形协调原则，有：,构件开裂前，其拉力与变形的关系：,开裂瞬间，其拉力与变形的关系：,开裂后，其拉力与变形的关系：,钢筋屈服后，其拉力与变形的关系,3.,轴心受拉构件承载力,轴心受拉构件承载力计算是以第,阶段的应力分布作为依据的，此时截面上全部拉力由钢筋承担，且钢筋应力能达到其强度设计值,f,y,，因此考虑结构系数,d,后有：,构件承载力仅与钢筋截面积和其强度设计值有关，与构件尺寸、混凝土强度等级无关。因此，可尽量减小构件截面尺寸并采用较低的混凝土强度等级。,4.,轴心受拉构件的构造规定,(1),轴心受拉构件宜采用,级钢筋，配筋率宜取为,2,5,；,(2),受力钢筋的接头必须采用焊接接头，构件端部受力钢筋应,可靠地锚固在支座内。,(3),钢筋接头位置应错开，在接头处左右,35d,（或,500mm,）的,区段内焊接受拉钢筋截面积受拉钢筋总截面积的,50,。,一、小偏心受拉构件的承载力,偏心受拉构件分类：全截面受拉为小偏心受拉,部分截面受拉为大偏心受拉,1.,破坏特征,随着,N,增大，混凝土开裂且截面裂通，拉力由钢筋承受。,截面破坏时，两侧钢筋都能屈服。,2.,基本公式,其中,第,2,节 钢筋混凝土偏心受拉构件,f,y,A,s,f,y,A,s,N,u,e,e,e,0,a,s,a,s,h,0,h,A,s,A,s,将拉力偏心距,e,及,e,的表达式代入，用,M,代替,Ne,0,，则可得：,右边第一项：代表,N,作用下所需的配筋量；,右边第二项：反映弯矩,M,对配筋量的调整。,M,的存在增加了,A,s,的用量，降低了,A,s,的用量。因此，在设计中如遇到不同的荷载组合,(,M,、,N,),时，应按,N,max,与,M,max,的,荷载组合计算,A,s,，而按,N,max,与,M,min,的荷载组合计算,A,s,。,当,M=0,时，即为轴心受拉构件，如果对称钢筋，即,a,s,a,s,，则所需的纵向钢筋截面面积为：,一、小偏心受拉构件的承载力,f,y,A,s,f,y,A,s,N,e,e,0,h,0,x,f,c,h,h,0,A,s,A,s,b,e,f,c,bx,1.,破坏特征,当拉力,N,在,A,s,外侧，,A,s,受拉，,A,s,受压，混凝土开裂后不会形成贯通裂缝。,截面破坏时，,A,s,先达到屈服强度，受压侧边缘混凝土,e,e,cu,，混凝土被压碎，受压钢筋,s,s,f,y,。与大偏心受压柱及双筋受弯梁的受力特点类似。,破坏时的截面应力分布图为：,二、大偏心受拉构件的承载力,2.,基本公式,3.,适用条件,x,x,h,0,时，保证近端钢筋受拉屈服；,x,2a,s,时，保证远端钢筋受压屈服。,4.,不满足适用条件的处理,当,x,x,h,0,时，适当增加,A,s,的用量；,当,x,2a,s,时，可近似取,x=2a,s,，取,A,s,=,r,min,bh,0,，再对受压钢筋合力作用点取矩。得到：,二、大偏心受拉构件的承载力,不成立,A,s,已知,A,s,和,A,s,均不知,补充条件,成立,补充条件,不成立,不成立,成立,不成立,结束,适当增加受压钢筋用量,补充条件,小偏拉构件,大偏拉构件,成立,三、受拉构件的截面设计,开始,不成立,不成立,结束,重新,设计,成立,N,在,A,s,与,A,s,间：取,N,在,A,s,与,A,s,外：取,四、受拉构件的截面校核,不成立,成立,开始,大偏拉构件,小偏拉构件,试验结果表明，,轴向拉力,N,的存在，斜裂缝将提前出现，并,使构件的受压区高度减小，甚至形成贯通全截面的斜裂缝，从而使,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。,第,3,节 偏心受拉构件斜截面承载力,