3.4 钢筋混凝土受拉构件（课件）-《建筑结构》同步教学（大连理工大学出版社）

模块二 钢筋混凝土结构 1 目录页 设计并识读钢筋混凝土基本构件 设计并识读钢筋混凝土梁板结构 设计多层及高层钢筋混凝土房屋 设计钢筋混凝土单层工业厂房 2 知识目标 理解钢筋和混凝土的主要力学性能;了解混凝土徐变、收缩性能及其对混凝土构件的影 响;理解保证钢筋和混凝土黏结作用的构造措施;掌握钢筋混凝土基本构件的一般构造要 求;掌握梁平法施工图制图规则;掌握柱平法施工图制图规则。 能力目标 能正确合理地选择钢筋和混凝土材料;能够计算受弯构件正截面、斜截面承载力;能够 计算受压构件正截面承载力;能够正确识读柱、梁的平法施工图。 素质目标 培养学生具有严谨细致的职业素养;具有规范、细致、标准的识图素养。 3 03 3.4 钢筋混凝土受拉构件 4 ④钢筋混凝土受拉构件 3 .4 钢筋混凝土受拉构件 钢筋混凝土受拉构件可分为轴心受拉构件和偏心受拉构件。当轴向拉力作用线与构件截面形心线重合时,为轴心受拉构件,如钢筋混凝土屋架的下弦杆、圆形水池等;当轴向拉力作用线偏离构件截面形心或同时作用轴心拉力和弯矩时,为偏心受拉构件,如钢筋混凝土矩形水池、双肢柱的肢杆等。受拉构件除了需要进行正截面承载力及斜截面承载力计算外,应根据不同的要求进行抗裂或裂缝宽度验算。本章只介绍承载力计算方法。 5 ④钢筋混凝土受拉构件 3 .4 钢筋混凝土受拉构件 一、构造要求 受拉构件的截面形状一般为方形、矩形和圆形等对称截面,为方便施工,通常采用矩形截面。 轴心受拉构件纵向受拉钢筋在截面中对称布置或沿截面周边均匀布置。从限制裂缝宽度的角度考虑,宜选配直径小的受拉钢筋。轴心受拉构件一侧的受拉钢筋的配筋率应不小于0. 2% 和 0. 45 f t / f y 中的较大值。 轴心受拉构件及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎接头。 3.4.1 钢筋混凝土轴心受拉构件 6 ④钢筋混凝土受拉构件 3 .4 钢筋混凝土受拉构件 二、正截面承载力计算 轴心受拉构件在轴向力作用下,在混凝土开裂前,拉力由混凝土和钢筋共同承担,混凝土开裂后,裂缝截面混凝土退出工作,拉力全部由钢筋承担,当钢筋应力达到屈服强度时,构件达到其极限承载力。其承载力计算公式为 3.4.1 钢筋混凝土轴心受拉构件 7 ④钢筋混凝土受拉构件 3 .4 钢筋混凝土受拉构件 一、正截面承载力计算 偏心受拉构件按轴向拉力的作用位置不同,可分为大偏心受拉构件和小偏心受拉构件。当轴向拉力 N 作用在 A s 和 A's 之间时,称为小偏心受拉构件;当轴向拉力作用在 A s 和 A' s 之外时,称为大偏心受拉构件。大、小偏心受拉构件的承载力计算公式截然不同。 3.4.2 钢筋混凝土偏心受拉构件 8 ④钢筋混凝土受拉构件 3 .4 钢筋混凝土受拉构件 1. 小偏心受拉构件( e 0 ≤ h/2 -a s ) 小偏心受拉构件在轴向拉力 N 作用下,截面混凝土将产生裂缝并贯通,拉力由截面两侧钢筋承担。构件破坏时,A s 和 A' s 的拉应力均达到屈服强度,如图 3 - 78 所示。根据平衡条件,可得小偏心受拉构件的截面承载力计算公式为 3.4.2 钢筋混凝土偏心受拉构件 9 ④钢筋混凝土受拉构件 3 .4 钢筋混凝土受拉构件 2. 大偏心受拉构件( e 0 > h/2 -a s ) 大偏心受拉构件与大偏心受压构件的破坏特征相似,即截面一部分受拉,另一部分受压。构件破坏时 A s 和 A' s 均能达到屈服强度,受压区混凝土也达到弯曲时抗压强度设计值,因此可采用与大偏心受压相似的正截面应力图,如图 3 - 79 所示。 3.4.2 钢筋混凝土偏心受拉构件 10 图 3-78 小偏心受拉 图 3-79 大偏心受拉 11 12 ④钢筋混凝土受拉构件 3 .4 钢筋混凝土受拉构件 【例3-1】某矩形截面偏心受拉构件,截面尺寸 b × h =250mm×300mm ,a s = a' s =45mm ,承受轴向拉力设计值 N =400kN ,弯矩设计值 M =35kN · m ,混凝土强度等级为C25 ( f t =1. 27N / mm2 ),钢筋为HRB335 级( f y =300N / mm2 ),对称配筋。求 A s 和 A' s 。 3.4.2 钢筋混凝土偏心受拉构件 13 14 ④钢筋混凝土受拉构件 3 .4 钢筋混凝土受拉构件 二、斜截面承载力计算 偏心受拉构件承受较大剪力作用时,需要计算其斜截面受剪承载力。轴向拉力的存在,使偏心受拉构件的受剪承载力明显降低。《混凝土结构设计规范》( GB50010 — 2010 )规定矩形截面偏心受拉构件的受剪承载力的计算公式为 3.4.2 钢筋混凝土偏心受拉构件 15 ④钢筋混凝土受拉构件 3 .4 钢筋混凝土受拉构件 3.4.