[學習]土建工程與基礎課件113.8鋼筋混凝土受拉構件的計算

1、受拉構件的概念和分類軸心受拉構件正截面承載力計算 偏心受拉構件正截面的承載力計算 偏心受拉構件抗裂度和裂縫寬度驗算偏心受拉構件斜截面受剪承載力計算,3.8 鋼筋混凝土受拉構件的計算,第3章 結構與構件計算,,,,N,N,,,,N,N,,,,,,,第 3 章,結構與構件設計,結構和構件設計所依據的兩種狀態(tài)：,承載能力極限狀態(tài)（ultimate limit states）結構或構件達到最大承載能力,或達到不適于繼

2、續(xù)承載的變形的極限狀態(tài). （1）整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）； （2）結構構件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或因過度變形而不適于繼續(xù)承載； （3）結構轉變?yōu)闄C動體系； （4）結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）； （5）地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）。 ——《建筑結構可靠度設計統一標準》 GB50068-2001,,,,,,第 3 章,結構與構件設計,正常使

3、用極限狀態(tài)（serviceability limit states ）結構或構件達到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài). (1) 影響正常使用或外觀的變形; (2) 影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）； (3) 影響正常使用的振動； (4) 影響正常使用的其他特定狀態(tài)；,偏心受拉構件截面上作用有偏心距為e0的軸向拉力,軸心受拉構件：外力作用線與構件軸線重合偏心受拉構件：外力作用線與構件軸線不重合,,,,N,N,

4、,,,N,N,3.8.1 受拉構件的概念和分類,鋼筋混凝土桁架或拱拉桿、受內壓力作用的環(huán)形截面管壁及圓形貯液池的筒壁等，通常按軸心受拉構件計算。矩形水池的池壁、矩形剖面料倉或煤斗的壁板、受地震作用的框架邊柱，以及雙肢柱的受拉肢，屬于偏心受拉構件。受拉構件除軸向拉力外，還可能同時受彎矩和剪力作用。,圖3-8-1 工程實例,,,,N,N,,,,N,N,圖3-8-2 大小偏心受拉構件的界限,（1）當偏心距e0≤h/2-a時，屬于小

5、偏心受拉構件；（2）當偏心距e0＞h/2-a時，屬于大偏心受拉構件。,,,,h,,,,,,,,,,,,,h,h,,,,b,(a) (b) (c),1. 三個受力階段：第Ⅰ階段：為從加載到混凝土受拉開裂前，混凝土拉應力達到軸心抗拉強度，應變接近極限拉應變，構件即將出現裂縫。第Ⅱ階段：為混凝土開裂后至鋼筋即將屈

6、服，出現貫穿截面的裂縫，混凝土退出工作，鋼筋承擔全部拉力。 第Ⅲ階段：為受拉鋼筋開始屈服到全部受拉鋼 筋達到屈服。破壞。,2. 正截面承載力計算公式：,N－為軸向拉力的設計值；fy－為鋼筋抗拉強度設計值；As－為全部受拉鋼筋的截面面積,3.8.2 軸心受拉構件正截面承載力計算,3. 軸心受拉構件的抗裂度驗算,,大偏心受拉破壞形態(tài)：軸向拉力N在As外側，As一側受拉，A's一側受壓，混凝土開裂后不會形成貫通整個截面的裂縫。

7、最后，與大偏心受壓情況類似，As達到受拉屈服，受壓側混凝土受壓破壞。,圖6-3 大偏心受拉構件,,,,,3.8.3 偏心受拉構件正截面的承載力計算,1. 大小偏心受拉的界限,（1）大偏心受拉構件,小偏心受拉破壞形態(tài)：軸向拉力N在As與A's之間，全截面均受拉應力，但As一側拉應力較大，A's一側拉應力較小。隨著拉力增加，As一側首先開裂，但裂縫很快貫通整個截面，As和A‘s縱筋均受拉，最后As和A’s均屈服而達到極限承

8、載力。不考慮混凝土的受拉工作。,,,圖6-5 小偏心受拉構件計算簡圖,（2）小偏心受拉構件,x ≤xb x≥2a',適用條件：,基本公式,2. 基本計算公式,（1）大偏心受拉構件,,截面設計時，取x=xb或者x=xb，由基本公式可得到,基本公式,,,（2）小偏心受拉構件,3.對稱配筋偏心受拉構件計算,e’=e0+h/2-as’,對稱配筋時，As=A’s和fy=f’y，由基本公式顯然x<0，則不滿足第二個適應條

9、件，則取x=2a’，,大偏心：,小偏心：,,,As’ 不能達到屈服；As達到屈服,已知b×h＝1000×250mm，as＝as，＝25mm，N＝300kN ，M＝84kN·m ，砼：C20； 縱筋HRB335。求As及As‘,,4.計算例題,解（1）已知條件 C20：ft=1.1N/mm2，fc=9.6N/mm2， H

10、RB335：fy=fy’=300N/mm2， h0＝250－25＝225mm （2）判大小偏拉 e0＝M/N＝84000000/300000＝280mm>h/2－as＝250/2－25 ＝100mm 屬大偏拉。e＝e0－h(huán)/2＋as＝280－250/2＋25＝180mm,（3）求As及As’補充ξ＝ξb，向As取矩

11、 ＝－139792500<0則應按ρmin＝0.2％ ， As’＝0.002bh0＝0.002×1000×225＝500mm2選5根φ12，即12@200, As實’＝565mm2 再按As‘已知的情況求As。,,（4）已知As’，求As由向As取矩公式： x＝ξh0＝0.0423×225＝9.

12、45mm<2as，＝500mm有兩種方法：,,,,取x＝2as，，由向As’取矩公式可求As：,,,實選6φ20，As實＝1884mm2，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,6φ20,,,①,②,Φ20@200,1 偏心受拉構件抗裂度驗算,抗裂度( crack resistance) ：結構或構件抵抗開裂的能力?！督o水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》 （GB50069-2002）中的計算公式。,3.8.4 偏心受拉構件抗裂度

13、和裂縫寬度驗算,2 偏心受拉構件裂縫寬度驗算,受彎、大偏心受拉（壓）構件裂縫寬度驗算公式,混凝土結構構件的裂縫控制等級及 最大裂縫寬度限值,一級：嚴格要求不出現裂縫的構件二級：一般要求不出現裂縫的構件 三級：允許出現裂縫的構件按,裂縫控制等級,——GB50010-2002表3.3.4,附表2-3（1）,鋼筋混凝土構筑物構件最大裂縫寬度限值wlim,——GB50069-2002表5.3.

14、4,教材附表2-3（2）,附表2-3（2）,混凝土結構環(huán)境類別,一類： 室內正常環(huán)境。 二類a： 室內潮濕環(huán)境；非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境。 二類b： 嚴寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境。 三類： 使用除冰鹽的環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動的環(huán)境；濱海室外環(huán)境。 四類： 海水環(huán)境。 五類： 受人為或自然的侵蝕性物質影響的環(huán)境。,注：嚴寒和寒冷地區(qū)的劃分應符合國家

15、現行標準《民用建筑熱工設計規(guī)程》JGJ24的規(guī)定。,,附表2-1（1）,——GB50010-2002,,3.8.5 偏心受拉構件斜截面受剪承載力計算,對于偏心受拉構件由于軸向拉力的存在，使混凝土的剪壓區(qū)高度比受純彎時小，從而構件的抗剪能力明顯降低。規(guī)范規(guī)定，偏心受拉構件的斜截面受剪承載力按下式計算：,式中：λ——計算剪跨比，當承受均布荷載時，取λ=1.4；當承受集中荷載時，取λ= a/h0 且當λ＜1.4時，取λ=1.4，

16、 當λ＞3時，取λ=3,偏心受拉構件的截面尺寸要滿足,偏心受拉構件斜截面受剪承載力計算的步驟和受彎構件斜截面受剪承載力的計算步驟類似。,為了防止抗剪箍筋過少過稀，而保證箍筋承擔一定數量的受剪承載力，還要求,課堂練習,一.單項選擇題 1、矩形截面偏心受拉構件，滿足條件（ ）時，為大 偏心受拉情況?！　?

17、 A　e0 0.5h-a D e0≤0.5h-a2.大偏心受拉構件設計時，若已知受壓鋼筋截面面積， 計算出ξ＞ξb，則說明______。 A.As ’過多 B.As’過少 C.As過多 D.As過少 二、填空題 1、軸心拉力N作用在As ’和As