混凝土结构第8章受拉构件强度与设计

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1、第8章 受拉构件强度与设计 蒋秀根中国农业大学 水利与土木工程学院土木工程系第8章 受拉构件强度与设计8.1 轴心受拉构件轴心受拉构件8.2 偏心受拉构件偏心受拉构件8.1 轴心受拉构件轴心受拉构件一、开裂荷载1.基本假定l平截面假定：截面混凝土应变相等、应力相同， ；l钢筋与混凝土无滑移：钢筋与混凝土应变相同， ；l开裂时混凝土拉应为 ， 。8.1 轴心受拉构件轴心受拉构件 ccxcstf tcfx 一、开裂荷载2.开裂荷载 (1)截面材料应力n混凝土应力：n钢筋应力：(2)平衡方程 tcftEtcsctscttstussssffEEEfEEfEEE225 . 0sscccrAAN一、开裂荷

2、载(3)强度公式或：tsEttsEtccrfAAffAfAN122AfAfNtEtcr121一、开裂荷载轴心受拉强度提高系数11.251.51.752012345配筋率（）强度提高系数一、开裂荷载3.简化公式4.讨论 n开裂荷载中，钢筋的贡献约15%左右，主要由混凝土抗裂；n由于混凝土的抗拉强度很低，混凝土构件的抗裂强度很小。tcrAfN二、极限荷载1.基本假定混凝土开裂退出工作，钢筋屈服，2.极限荷载0cysfysufAN二、极限荷载3.最小配筋率（1）建立条件 条件：（2）受拉构件最小配筋率cruNN tsEtstsEtccrysysubhffbhbhfAfANbhffANmin,min,

3、min,min,223.受拉截面最小配筋率即：ttsEtsysbhfbhfbhfbhfmin,min,min,2ytytEytsffffff211min,3.受拉截面最小配筋率对C30混凝土和HRB335钢筋：可得受拉截面的最小配筋率： 67. 6100 . 3100 . 245E00477. 030043. 1ytffytsff06. 1min,3.受拉截面最小配筋率受拉构件最小配筋率系数11.051.11.1515 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80混凝土强度等级配筋率系数HPB235HRB3353.受拉截面最小配筋率（3）规范规定受拉截面最小配筋

4、率0.0020.0040.0060.0080.010.0120.01420304050607080混凝土强度等级最小配筋率HPB235HRB335BRB400ytff45. 0%,2 . 0maxmin二、极限荷载4.讨论 混凝土构件的极限受拉强度与混凝土无关。8.2 偏心受拉构件偏心受拉构件一、两种受拉破坏1.两种受拉受力状态及其截面应力分布sAsA拉力位置近侧钢筋（ ）远侧钢筋（ ）破坏类型拉力位于钢筋之间受拉屈服受拉屈服小偏心受拉破坏钢筋位于截面之外受拉（屈服）受压（屈服）大偏心受拉破坏一、两种受拉破坏2.符号规定(1)偏心受拉 拉力 N，拉为正；初始偏心距至近侧钢筋偏心距： 或 至远侧

5、钢筋偏心距：(2)拉弯组合 拉力N，拉为正；弯矩 0e05 . 0eaheahee5 . 0005 . 0eahe0NeM 二、小偏心受拉破坏强度1.基本假定全截面受拉；混凝土受拉开裂退出工作；两侧钢筋全都受拉屈服。二、小偏心受拉破坏强度2.平衡公式（1）对受拉钢筋取矩： 拉力至受拉钢筋的距离：ahfANeMyss0005 . 0eahe二、小偏心受拉破坏强度（2）对受压钢筋取矩： 拉力至受压钢筋的距离： ahfAeNMyss0005 . 0eahe二、小偏心受拉破坏强度3.截面校核n命题：已知截面及其配筋，计算截面抗拉承载力n计算方法：两个方程，一个未知数，两侧钢筋分别控制截面的强度，取两个

6、方程计算结果的最小值 eahfAeahfANysys00,min二、小偏心受拉破坏强度4.截面设计（1）理论方法n命题：已知截面尺寸及截面偏心拉力，计算确定截面抗拉所需钢筋n计算方法：两个方程、两个未知数，分别求解二、小偏心受拉破坏强度4.截面设计n受拉钢筋（近侧钢筋）n受压钢筋（远侧钢筋） ahfeNAMyss00ahfNeAMyss00二、小偏心受拉破坏强度4.截面设计（2）简化分析方法 受拉钢筋：ahfMfNahfNeahfahNahfNeahfaahNahfNeahfahNahfeahNahfeNAyyyyyyyyyys00000000000000025 . 05 . 05 . 05

7、. 0二、小偏心受拉破坏强度4.截面设计n受压钢筋 ahfMfNahfNeahfahNahfNeahfaahNahfNeahfahNahfeahNahfNeAyyyyyyyyyys00000000000000025 . 05 . 05 . 05 . 0二、小偏心受拉破坏强度4.截面设计n简化分析方法 偏心受拉（N,e0）等效为拉弯组合（N，M=Ne0），以受拉作用计算，钢筋分别承受轴心拉力和弯矩的产生的拉力（应力）（混凝土全部退出工作），所需钢筋为轴心拉力和弯矩分别所需钢筋总和。 ahfMfNAyys02ahfMfNAyys02二、小偏心受拉破坏强度4.截面设计二、小偏心受拉破坏强度5.构造要

8、求bhffbhAAytss45. 0%,2 . 0max,min三、大偏心受拉破坏强度计算1.基本假定n（1）截面存在受压区和受拉区，应变分布符合平截面假定； （2）截面破坏时，压区混凝土应变为3300；n（3）压区混凝土应力分布可简化为矩形应力图形； 三、大偏心受拉破坏强度计算n（4）受压钢筋应力：当n（5）受拉钢筋应力： 受拉钢筋应力小于受拉屈服强度ysbfhx,0时当时：当0hxb三、大偏心受拉破坏强度计算n理论计算：理论计算： 受拉钢筋应变： 10033. 01111000cucuncunnsxhxhxxh受拉钢筋应力：10033. 01ssssEE三、大偏心受拉破坏强度计算yfyf