建筑结构设计原理混凝土结构07章-混凝土受拉构件.pptx

第第7 7章章 混凝土受拉构件混凝土受拉构件7.1 混凝土受拉构件的受力特点混凝土受拉构件的受力特点 及构造要求及构造要求7.2 混凝土轴心受拉构件承载力计算混凝土轴心受拉构件承载力计算7.3 混凝土偏心受拉构件承载力计算混凝土偏心受拉构件承载力计算7.4 混凝土受拉构件裂缝宽度验算混凝土受拉构件裂缝宽度验算7.1 混凝土受拉构件的受混凝土受拉构件的受 力特点及构造要求力特点及构造要求 受拉构件受拉构件分分 类类轴轴心心受受拉拉构构件件偏偏心心受受拉拉构构件件应应 用用屋屋架架受受拉拉弦弦杆杆墙墙梁梁中中的的钢钢筋筋混混凝凝土土托托梁梁混凝土受拉是混凝土受拉是用其弱势用其弱势裂缝问裂缝问题突出题突出少量局少量局部构件部构件受力的三个阶段受力的三个阶段v第第 I 阶段：开裂前弹性、弹塑性受力阶段：开裂前弹性、弹塑性受力v第第 II 阶段：带裂缝工作阶段：带裂缝工作v第第III阶段：破坏状态，极限拉力阶段：破坏状态，极限拉力Nu=fyAs7.1.1 轴心受拉构件的受力特点轴心受拉构件的受力特点开裂前应力分析开裂前应力分析v弹性阶段弹性阶段变形协调，应变相等变形协调，应变相等变形协调，应变相等变形协调，应变相等应力计算应力计算应力计算应力计算NNcNs E E=E Es s/E Ec c 弹性模量之比弹性模量之比弹性模量之比弹性模量之比A A0 0=A=Ac c+E E A As s 换算面积换算面积换算面积换算面积v弹塑性阶段弹塑性阶段变形情况变形情况变形情况变形情况 受拉钢筋处于弹性阶段受拉钢筋处于弹性阶段受拉钢筋处于弹性阶段受拉钢筋处于弹性阶段 受拉混凝土进入塑性阶段受拉混凝土进入塑性阶段受拉混凝土进入塑性阶段受拉混凝土进入塑性阶段内力和应力的关系内力和应力的关系内力和应力的关系内力和应力的关系 一般情况一般情况一般情况一般情况NNcNs 开裂极限：混凝土弹性模量约为开裂极限：混凝土弹性模量约为开裂极限：混凝土弹性模量约为开裂极限：混凝土弹性模量约为E Ec c 的一半的一半的一半的一半A0换算面积换算面积7.1.2 偏心受拉构件的受力特点偏心受拉构件的受力特点偏心受拉构件分类偏心受拉构件分类v大偏心受拉大偏心受拉拉力作用在钢筋拉力作用在钢筋拉力作用在钢筋拉力作用在钢筋A As s 和和和和A A s s之外之外之外之外荷载偏心距：荷载偏心距：荷载偏心距：荷载偏心距：e e0 0=MM/N N0.50.5h h-a as sv小偏心受拉小偏心受拉拉力作用在钢筋拉力作用在钢筋拉力作用在钢筋拉力作用在钢筋A As s和和和和A A s s之间之间之间之间荷载偏心距：荷载偏心距：荷载偏心距：荷载偏心距：e e0 0=MM/N N0.5300N/mm2时，仍按时，仍按300N/mm2采用。采用。v例题例题7-1 某轴心受拉构件截面某轴心受拉构件截面某轴心受拉构件截面某轴心受拉构件截面250mm250mm 250mm250mm，采用，采用，采用，采用C25C25混凝土，混凝土，混凝土，混凝土，HRB335HRB335钢筋。轴力标准值为：钢筋。轴力标准值为：钢筋。轴力标准值为：钢筋。轴力标准值为：N Ngkgk=160 kN=160 kN，N Nqkqk=75 kN=75 kN。结构重要性系数。结构重要性系数。结构重要性系数。结构重要性系数1.01.0。试进行承载力计算。试进行承载力计算。试进行承载力计算。试进行承载力计算。v解解1.1.荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合kNkNkNfy=300 N/mm2,ft=1.27 N/mm2mm2验算配筋率验算配筋率验算配筋率验算配筋率初步配筋：初步配筋：初步配筋：初步配筋：418mm2附表附表附表附表14142.2.承载力计算承载力计算承载力计算承载力计算轴心受拉轴心受拉构件往往构件往往是裂缝宽是裂缝宽度控制钢度控制钢筋用量。筋用量。7.3 混凝土偏心受拉混凝土偏心受拉 构件承构件承载力力计算算大偏心受拉构件正截面承载力大偏心受拉构件正截面承载力v基本公式基本公式适用条件：适用条件：适用条件：适用条件：2 2a a s s x x b bh h0 07.3.1 偏心受拉构件正偏心受拉构件正 截面承载力计算截面承载力计算基本公式基本公式基本公式基本公式若若x2a s，压筋不，压筋不屈服，可取屈服，可取x=2a s对压筋合力点取矩对压筋合力点取矩v基本公式的应用基本公式的应用对称配筋对称配筋对称配筋对称配筋大偏心受拉构件对称配筋，压筋不屈服大偏心受拉构件对称配筋，压筋不屈服非对称配筋求非对称配筋求非对称配筋求非对称配筋求A As s 和和和和 A A s s取取x=bh0，由基本公式解纵筋面积，由基本公式解纵筋面积0.2%bh取取A s=0.2%bh按按A s已知，求已知，求As 之法进行之法进行非对称配筋，已知非对称配筋，已知非对称配筋，已知非对称配筋，已知A A s s求求求求A As s 若若2a s x bh0，则，则若若x bh0，则应加大截面尺寸或提高混，则应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级凝土强度等级小偏心受拉构件正截面承载力小偏心受拉构件正截面承载力v基本公式基本公式全截面受拉，裂缝贯通全截面受拉，裂缝贯通全截面受拉，裂缝贯通全截面受拉，裂缝贯通混凝土不参与受力混凝土不参与受力混凝土不参与受力混凝土不参与受力v配筋计算配筋计算v例题例题7-2矩形截面偏心受拉构件，一类环境，矩形截面偏心受拉构件，一类环境，矩形截面偏心受拉构件，一类环境，矩形截面偏心受拉构件，一类环境，b b=300mm=300mm，h h=400mm=400mm，内力设计值，内力设计值，内力设计值，内力设计值N N=500kN=500kN，MM=62kN.m=62kN.m，C25C25混凝土，混凝土，混凝土，混凝土，HRB335HRB335钢筋，试配置纵向受力钢筋。钢筋，试配置纵向受力钢筋。钢筋，试配置纵向受力钢筋。钢筋，试配置纵向受力钢筋。v解：解：取取mmmm偏心受拉类型偏心受拉类型mmmm小偏心小偏心受拉受拉拉力到钢筋合力点的距离拉力到钢筋合力点的距离mmmm钢筋面积钢筋面积mm2mm2可配钢筋：可配钢筋：2 14 A s=308 mm2取取mm2mm2可配钢筋：可配钢筋：4 22 As=1520 mm2v例题例题7-3某水池壁厚某水池壁厚某水池壁厚某水池壁厚500mm500mm，每米宽度上弯矩设计，每米宽度上弯矩设计，每米宽度上弯矩设计，每米宽度上弯矩设计值值值值MM=180kN.m=180kN.m，轴力设计值，轴力设计值，轴力设计值，轴力设计值N N=300kN=300kN。采。采。采。采用用用用C30C30混凝土，混凝土，混凝土，混凝土，HRB335HRB335钢筋。混凝土保护钢筋。混凝土保护钢筋。混凝土保护钢筋。混凝土保护层较厚，取层较厚，取层较厚，取层较厚，取a as s=a a s s=60mm=60mm，试配置纵向受，试配置纵向受，试配置纵向受，试配置纵向受力钢筋。力钢筋。力钢筋。力钢筋。v解解（1）基本尺寸）基本尺寸mmmmmm（2）偏心受拉类型）偏心受拉类型mmmm大偏心受拉大偏心受拉（3）拉力到钢筋合力点的距离）拉力到钢筋合力点的距离mmmm（4）钢筋面积）钢筋面积mm2取取mm说明不需要这么大的受压区，按最小配筋率确说明不需要这么大的受压区，按最小配筋率确定受压钢筋定受压钢筋可配钢筋：可配钢筋：14150 A s=1026 mm2现在是已知现在是已知A s=1026mm2，求，求Asmm2mmmm受压钢筋不屈服受压钢筋不屈服配筋率满足要求配筋率满足要求可配钢筋：可配钢筋：1470 As=2199 mm27.3.2 偏心受拉构件斜偏心受拉构件斜 截面承截面承载力力计算算轴向拉力的影响轴向拉力的影响v对混凝土部分的影响对混凝土部分的影响斜裂缝末端剪压高度减小斜裂缝末端剪压高度减小斜裂缝末端剪压高度减小斜裂缝末端剪压高度减小可能没有剪压区存在可能没有剪压区存在可能没有剪压区存在可能没有剪压区存在受剪承载力明显降低，降低量值与轴力大受剪承载力明显降低，降低量值与轴力大受剪承载力明显降低，降低量值与轴力大受剪承载力明显降低，降低量值与轴力大小有关，规范取小有关，规范取小有关，规范取小有关，规范取0.20.2N N。v轴向拉力对箍筋的受剪承载力没有影响轴向拉力对箍筋的受剪承载力没有影响偏心受拉构件斜截面受剪承载力偏心受拉构件斜截面受剪承载力v取值规定取值规定剪跨比剪跨比剪跨比剪跨比 133时，取时，取时，取时，取 =3=3截面尺寸截面尺寸截面尺寸截面尺寸均匀分布荷载作用，取均匀分布荷载作用，取均匀分布荷载作用，取均匀分布荷载作用，取 =1.5=1.5v承载能力承载能力构造配箍筋的条件构造配箍筋的条件构造配箍筋的条件构造配箍筋的条件计算配箍筋的公式计算配箍筋的公式计算配箍筋的公式计算配箍筋的公式若若若若取取取取此时此时此时此时并要求并要求轴心受拉构件最大裂缝宽度轴心受拉构件最大裂缝宽度 tete0.010.01时取时取时取时取 tete=0.01=0.017.4 混凝土受拉构件混凝土受拉构件 裂裂缝宽度度验算算偏心受拉构件最大裂缝宽度计算偏心受拉构件最大裂缝宽度计算 tete0.01 0.01 0.2已知混凝土保护层厚度已知混凝土保护层厚度已知混凝土保护层厚度已知混凝土保护层厚度c c=25mm=25mmmm不满足要求不满足要求不满足要求不满足要求mm需要调整配筋，重新验算需要调整配筋，重新验算需要调整配筋，重新验算需要调整配筋，重新验算重新配筋重新配筋重新配筋重新配筋：814mm2N/mm2 0.2mm满足要求满足要求满足要求满足要求mm