建筑结构第7章 钢筋混凝土受拉构件
第七章_附建式结构
第二节
梁板式结构
1 顶板设计
2 侧墙设计
3 基础设计
4 承重内墙（柱）设计
1 顶板设计 （一）荷载:静载+动载
（1）核爆炸冲击波超压所产生的动载 土层参数； 上部建筑结构。 设计中常将冲击波动载变为相应的等效静载 （2）顶板以上的静荷载 设备夹层、房屋底层地坪和覆土层重以及战时不迁动 的固定设备等。不包括人重和倒塌的上层建筑碎块的 重量。 （3）顶板自重 根据初步选定的断面尺寸及采用的材料估算。
当β＜ 1.5时，仍取1.5
1 顶板设计 保证结构的延性，应满足下列条件：
连续梁的支座，以及框架和刚架的节点，当验算抗剪强度 时，混凝土轴心抗压动力强度应乘以折减系0.8，且箍筋配 筋率不小于0.15%。构件跨中受拉钢筋μ1的和支座受拉钢 筋的μ2 （当两端支座配筋不等时取平均值），二者之和应 满足
e kt i hi tan 45 2 1
n 2
e ks s hs
2 侧墙设计 （二）计算的简化原则
侧墙上承受的水平方向荷载，简化时一般取为均布荷载。 根据两个方向上长度比值的不同，墙板可能是单向板或双 向板。
2 侧墙设计 （二）计算的简化原则
1 顶板设计 （二）计算简图 内容：
（1）荷载的形式、位置和数量； （2）板的跨数、各跨的跨度尺寸；
（3）板的支承条件等。
1 顶板设计 （二）计算简图
原则：在选择计算简图时，应力求计算简便，而又与实际 结构受力情况尽可能符合。 单向板、 双向板、双列多向板
单 向 板
1
M2
l02
2
2
l02
1-1
城空地下建筑结构
建筑工程学院
城空地下建筑结构
混凝土原理复习大纲
考试要求本课程考试重点是考核对建筑结构基本构件的基本概念，基本理论、构造做法和结构基本的分析方法、计算方法的掌握情况。
试题类型分为两类：第一类判断题、选择题和简答题和填空题等，约占55%；第二类计算题，约占45%。
1.钢筋与混凝土的力学性能（2章）考核目的通过本章的考核，旨在检验学生对钢筋与混凝土两大材料的力学性能的掌握程度：重点是两大材料的强度的应用及各自的应力应变曲线特点。
检验学生对钢筋和混凝土共同工作的基础的了解，要求学生了解粘结强度的来源。
考核知识点1.混凝土的强度：强度等级(取值)，抗压强度（立方抗压强度、轴心抗压强度），轴心抗拉强度及复合应力状态下的强度。
混凝土的变形：短期荷载作用下的应力应变关系，弹性模量和变形模量，收缩和徐变。
2.钢筋的品种、级别。
钢筋的应力应变关系，钢筋的强度、变形和弹性模量。
3．钢筋与混凝土的共同工作原理（粘结原理）。
考核要求1．理解有明显屈服点的钢筋应力应变曲线的特性，掌握屈服强度、极限强度，了解其相应的应变值，了解常用的钢筋强度等级及取值方法。
2．掌握混凝土立方体抗压强度标准值与强度等级的概念，掌握混凝土轴心抗压强度、立方体抗压强度、抗拉强度的相对大小关系，3．了解粘结强度的三大来源及其影响因素，了解光面钢筋和带肋钢筋粘结强度的主要来源。
2．受弯构件（3、4章、8章）考核目的通过本章的考核，旨在检验学生对受弯构件截面设计和截面复核的掌握程度：以单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为重点，以一般梁的斜截面承载力计算为重点，检验学生对受弯构件承载力计算理论、计算步骤、计算方法的掌握程度。
检验学生对梁的构造要求、受弯构件裂缝验算和挠度验算的了解程度。
考核知识点1．单筋矩形截面、双筋矩形截面、Ｔ形截面的正截面承载力的设计与复核。
2．有腹筋梁的斜截面承载力计算，受弯构件的钢筋布置和构造要求。
3. 受弯构件裂缝验算和挠度验算考核要求1．了解混凝土构件的分类：受弯、受剪、受压、受拉和受扭，理解构件属于哪类受力构件。
精编第七章 钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算资料
本章的重点是： 了解偏心受压构件的受力特性，熟悉两种不同的受压
破坏特性及两类受压构件 掌握其判别方法； 熟悉偏心受压构件的二阶效应及计算方法； 掌握偏心受压构件的受力特性及正截面承载力计算方
法； 掌握偏心受压构件斜截面受剪承载力计算方法。
§7.1 概述
结构构件的截面上受到轴力和弯矩的共同作用或受 到偏心力的作用时，该结构构件称为偏心受压构件。
xn
cu
h0 xnb
cu
h0
3. 矩形截面偏心受压构件不对称配筋计算
（1）构件大小偏心的判别
理论判别式：当
时，为大偏心受压构件；
b
当 b时，为小偏心受压构件。
经验判别式：
当偏心距ηei≤0.3h0 时，按小偏心受压计算;
当偏心距ηei>0.3h0时，先按大偏心受压计算.
1 1 1400 ei
fyAs
f'yA's
◆ 截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随荷载增加发展
较快，首先达到屈服。
◆ 裂缝迅速开展，受压区高度减小。
◆ 最后受压侧钢筋A's 受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。
◆ 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受 压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。
D3
D2
D1
ÓÐ ²à ÒÆ ¿ò ¼Ü ½á ¹ µÄ ¶þ ½×Ч¦Ó
(1)无侧移钢筋混凝土柱：η-l0法
对于无侧移钢筋混凝土柱在偏心压力作用下将产生挠曲
变形，即侧向挠度 。侧向挠度引起附加弯矩N 。当柱的长
细比较大时，挠曲的影响不容忽视，计算中须考虑侧向挠度 引起的附加弯矩对构件承载力的影响。
混凝土设计原理第7章思考题与习题答案
思考题答案实际工程中，哪些受拉构件可以按轴心受拉构件计算，哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算答：由于混凝土是一种非匀质材料，加之荷载不可避免的偏心和施工上的误差，无法做到纵向拉力能通过构件任意正截面的形心线，因此严格地说实际工程中没有真正的轴心受拉构件。
但当构件上弯矩很小（或偏心距很小）时，为方便计算，可将此类构件简化为轴心受拉构件进行设计，如承受节点荷载的屋架或托架的受拉弦杆、腹杆，刚架、拱的拉杆，承受内压力的环形管壁及圆形贮液池的壁筒等。
偏心受拉构件时一种介于轴心受拉构件与受弯构件之间的受力构件。
如矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱、承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。
大小偏心受拉构件的界限是什么这两种受拉构件的受力特点和破坏形态有何不同答：大、小偏心受拉构件的本质界限是构件截面上是否存在受压区。
由于截面上受压区的存在与否与轴向拉力N作用点的位置有直接关系，所以在实际设计中以轴向拉力N的作用点在钢筋A s和A's之间或钢筋A s和A's之外，作为判定大小偏心受拉的界限。
当纵向拉力N作用在A s合力点与A's合力点之间（e0≤h/2－a s）时（图），发生小偏心受拉破坏。
小偏心受拉破坏，截面混凝土都将裂通，偏心拉力全有左右两侧的纵向钢筋承受。
只要两侧钢筋均不超过正常需要量，则当截面达到承载能力极限状态时，钢筋A s和A's的拉应力均可能达到屈服强度。
因此可以认为，对0<e0≤h/2－a s的小偏心受拉构件，混凝土完全不参加工作，两侧钢筋A s及A's均受拉屈服。
当纵向拉力N作用在A s合力点与A's合力点之外（e0>h/2－a s）时（图），发生大偏心受拉破坏。
大偏心受拉破坏特征与A s的数量多少有关，当A s数量适当时，受拉钢筋首先屈服，然后受压钢筋应力达到屈服强度，受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏，这与大偏心受压破坏特征类似。
钢筋混凝土构件习题题目
《混凝土结构设计原理》思考题及习题苏州科技学院土木工程系2003年8月第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时有哪些特点？钢筋和混凝土是如何共同工作的？1.2钢筋混凝土结构有哪些优点和缺点？1.3本课程主要包括哪些内容？学习本课程要注意哪些问题？第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1混凝土的立方体抗压强度f cu,k、轴心抗压强度f ck和抗拉强度f tk是如何确定的？为什么f ck低于f cu,k？f tk与f cu,k有何关系？f ck与f cu,k有何关系？2.2混凝土的强度等级是根据什么确定的？我国新《规范》规定的混凝土强度等级有哪些？2.3某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足，根据约束混凝土原理如何加固该柱？2.4单向受力状态下，混凝土的强度与哪些因素有关？混凝土轴心受压应力—应变曲线有何特点？常用的表示应力—应变关系的数学模型有哪几种？2.5混凝土的变形模量和弹性模量是怎样确定的？2.6什么是混凝土的疲劳破坏？疲劳破坏时应力—应变曲线有何特点？2.7什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土构件有何影响？通常认为影响徐变的主要因素有哪些？如何减少徐变？2.8混凝土收缩对钢筋混凝土构件有何影响？收缩与哪些因素有关？如何减少收缩？2.9软钢和硬钢的应力—应变曲线有何不同？二者的强度取值有何不同？我国新《规范》中将钢筋按强度分为哪些类型？了解钢筋的应力—应变曲线的数学模型。
2.10钢筋有哪些形式？钢筋冷加工的方法有哪几种？冷拉和冷拔后钢筋的力学性能有何变化？2.11钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？2.12什么是钢筋和混凝土之间的粘结力？影响钢筋和混凝土粘结强度的主要因素有哪些？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？第3章按近似概率理论的极限状态设计法思考题3.1结构可靠性的含义是什么？它包含哪些功能要求？结构超过极限状态会产生什么后果？建筑结构安全等级是按什么原则划分的？3.2“作用”和“荷载”有什么区别？影响结构可靠性的因素有哪些？结构构件的抗力与哪些因素有关？为什么说构件的抗力是一个随机变量？3.3什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类？其含义各是什么？3.4工程结构应该满足哪些功能要求？结构的设计工作寿命如何确定？结构超过其设计工作寿命是否意味着不能再使用？为什么？3.5正态分布概率密度曲线有哪些数字特征？这些数字特征各表示什么意义？正态分布概率密度曲线有何特点？3.6材料强度是服从正态分布的随机变量x，其概率密度为f(x)，怎样计算材料强度大于某一取值x0的概率P(x>x0)？3.7什么是保证率？什么叫结构的可靠度和可靠指标？3.8什么是结构的功能函数？什么是结构的极限状态？功能函数Z>0、Z<0和Z=0时各表示结构处于什么样的状态？3.9什么是结构可靠概率p s和失效概率p f？什么是目标可靠指标？可靠指标与结构失效概率有何定性关系？怎样确定可靠指标？为什么说我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率设计方法？其主要特点是什么？3.10 我国“规范”承载力极限状态设计表达式采用何种形式？说明式中各符号的物理意义及荷载效应基本组合的取值原则。
混凝土结构设计原理第7章抗扭
1 矩形截面弯剪扭构件承载力计算
破坏特征 V不起控制作用，且T/M
较小，配筋适量时
T
•
斜裂缝首先在弯曲受拉的底部开裂
M V
，再发展
第Ⅰ类型——弯形破坏
破坏时，底部受拉纵筋已屈服 M不起控制作用
V、T的共同工作使得一侧混凝土剪 应力增大，一侧混凝土应力减小
剪应力大的一侧先受拉开裂，最后破 第Ⅱ类型——剪扭形破坏 坏， T很小时，仅发生剪切破坏
z
f yv
Ast1 Acor s
式中： βt 按前式计算；Wt 应以 hWt代替。
➢ 弯剪扭构件
像矩形、T形和I形截面一样，弯矩按纯弯构件计算和扭矩按 剪扭构件计算。
➢ 压弯剪扭构件
V
1.51
t
1.75
1
ftbh0
0.07 N
•
f yv
Asv s
h0
T
t
0.35
ft
0.07
N A
Wt
1.2
z A A st1 cor
（2）当Vc/Vco ≤ 0.5时，即V≤ 0.35ftbh0时，可忽略剪影响，按纯扭构件 设计；
（3）当T>0.175ftWt和V> 0.35ftbh0时，要考虑剪扭的相关性。
考虑剪扭相关性的计算
V
0.7
ftbh0 (1.5 t )
f yv
nAs v1 •sv
h0
T 0.35t f Wt t 1.2
ft
d2
b/2
ft ft
h
d1
F2
F1
F1
h
max h
b/2
ft
F2
b
b
7章受拉构件和预应力混凝土构件
青岛黄海职业学院教师教案（编号1）年月日课题第七章受拉构件和预应力混凝土构件课时7.1受拉构件简介教学目的掌握手拉构件的概念，轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教学重点轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教学难点轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教学关键点轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教具《建筑结构》教材及教案板书设计第七章受拉构件和预应力混凝土构件7.1受拉构件简介一、轴心受拉构件承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算三、偏心受拉构件斜截面承载力计算第页教案内容及教学过程提示与补充课题导入：钢筋混凝土受拉构件分为轴心受压构件与偏心受压构件。
课程新授：7.1受拉构件简介一、轴心受拉构件正截面受拉承载力计算1．三个受力阶段（与适筋梁相似）(1) 第Ⅰ阶段：未裂阶段——加载～混凝土受拉开裂前；(2) 第Ⅱ阶段：裂缝阶段——混凝土开裂～钢筋即将屈服；(3) 第Ⅲ阶段：破坏阶段——受拉钢筋开始屈服～全部受拉钢筋达到屈服。
2．计算公式全部拉力由钢筋来承担。
Nu = fyAs（7-1）二、偏心受拉构件正截面受拉承载力计算偏心受拉构件正截面受拉承载力计算，按纵向拉力N的位置不同，可分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况：(1) 当N作用在钢筋As 合力点及As′合力点范围以外时，属于大偏心受拉；(2) 当N作用在钢筋As 合力点及As′合力点范围以内时，属于小偏心受拉。
（一）大偏心受拉构件正截面的承载力计算1计算公式图7-1当N作用在钢筋As 合力点及As′合力点范围以外时，截面虽开裂，但截面不会裂通，还有受压区。
构件破坏时，钢筋As 及As′的应力都达到屈服强度，受压区混凝土强度达到α1fc。
第页教案内容及教学过程提示与补充基本公式如下：Nu = fyAs- fy′As′-α1fcbx （7-2）Nu e = α1fcbx(h－x／2)＋fy′As′(h－as′) （7-3）式中 Nu——受拉承载力设计值；e ——轴拉力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离；e′——轴拉力作用点至受压钢筋A s′合力点之间的距离；e = e0- h/2 + as（6-23）e′= e0 + h/2 - as′x ——受压区计算高度；as′——纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。
第七章 钢筋混凝土受拉构件
e = e 0 − 0 .5 h + a ′
7.2偏心受拉构件 7.2偏心受拉构件
α1 f cbh0 e'
h0-as' e0 fyA s e as a s‘ fy'A' s
N
值为 240kN， ， 混凝土强度等级 C30， ， 钢筋为 HRB335。 。 求截面配筋。 求截面配筋。
f y = 300N / mm2 ，代入上式 钢筋， 代入上 【解】HRB335 钢筋，
得
As = N / f y = 240000 / 300 = 800mm2
As = 804mm2 。 选用 4 Φ 16， ，
7.2偏心受拉构件 偏心受拉构件
（2）矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算 ） 1）基本公式 ） 根据截面内力平衡，见下图， 根据截面内力平衡，见下图，可写出如下公式
N = f y As − f y′ As′ − α1 f c bx
x N ⋅ e ≤ α1 f c bx ( h0 − ) + f y′ As′ ( h0 − a s′ ) 2
大偏心受拉构件
7.2偏心受拉构件 7.2偏心受拉构件
2）适用条件 ） 同大偏心受压构件。 同大偏心受压构件。 3）不对称配筋计算方法 ） ①截面设计；类似于大偏心受压构件。 截面设计；类似于大偏心受压构件。 ②截面校核，一般已知构件尺寸、配筋、材料强度。若再已 截面校核，一般已知构件尺寸、配筋、材料强度。 可求出x和 或再已知e 则可求出x和 。 知N可求出 和e0或再已知 0则可求出 和N。 可求出 4）对称配筋计算方法 ）
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公式适用条件：
2a s x b h0
a's h0 -a's h0 as
as
7-2 大偏心受拉构件
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
当时 x 2a s ，令 x 2a s ，则：
Ne As ) f y (h0 as
h e eo a s 2
截面设计时，当其他条件已知，求As和A's时，可设 x=ξbh0，将
λ: 计算截面的剪跨比 λ=a/h0（a为集中荷载至支座截面或节点边缘的距
离），
nA 当 λ<1.5 时，取 λ=1.5 ；当 λ=3。 sv时，取 1 当上式右侧计算值小于 f yv λ>3 h 0 时，应取等
于 f nAsv1 h ，且 0.36 f t bh0 yv 0
s
nAsv1 f yv h0 s
本章结束
轴心受拉构件纵向受拉钢筋在截面中对称布置或沿截Байду номын сангаас周边均匀布置。
从限制裂缝宽度的角度，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0.45ft / fy中的较
大值。
轴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。
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
二、 正截面承载力计算
贯通全截面的斜裂缝，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。 《混凝土设计规范》规定矩形截面偏心受拉构件的受剪承载力 的计算公式为
nAsv1 1.75 V f t bh0 f yv h0 0.2 N 1.0 s
N: 与剪力设计值V相应的轴向拉力设计值；
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
N
N f y As f y As 1 f c bx
e'
e0
e
x (h0 a Ne 1 f c bx(h0 ) f y As s) 2
e e0 h as 2
α1fc f 'yA's A's α1fcbx x fyAs As
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
受拉构件的计算: 1) 正截面承载力计算 2) 斜截面承载力计算 3) 根据不同的要求,还需进行抗裂或裂缝宽度验算
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
7.2
钢筋混凝土轴心受拉构件
一、 构造要求
1.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
2.纵向受拉钢筋
x 其代入式 Ne 1 f c bx(h0 ) f y As (h0 a s ) 计算出A's，将A's代入 2
' 式 N f y As f y 1 f cbx As
便可计算出As。
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
二、 斜截面承载力计算
轴向拉力N的存在，斜裂缝将提前出现，在小偏心受拉情况下甚至形成
轴心受拉构件从加载到破坏，其受力过程分为三个阶
段： 1）从加载到砼受拉开裂前：混凝土与钢筋共同承受拉力。 2）砼开裂后到钢筋即将屈服：开裂截面混凝土退出受拉工作，全部 拉力由混凝土承担。 3）受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋屈服：构件即将破坏。
N
N
Ac As
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
轴心受拉破坏时混凝土裂缝贯通，纵向受拉钢筋达到其受拉屈服强 度，正截面承载力公式如下：
。
s
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受拉构件的受剪截面应符 合下式的要求。
hw 4 时: 当 b hw 6 时: 当 b h 4 w 6 b
V 0.25 c f cbh0
V 0.2 c f cbh0
按直线内插值法取用；
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
2. 小偏心受拉构件正截面承载力计算:
e0 h as 2
轴向拉力N在As 与A's 之间。全截面均受拉应力，但As一侧拉应力较 大，As一侧拉应力较小。
随着拉力增加，As一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，破坏
时混凝土裂缝贯通，全部纵向钢筋受拉屈服。
第7 章
N Nu= fy As
N: 轴向拉力的设计值
As: 纵向受拉钢筋截面面积
fy: 纵向受拉钢筋抗拉强度设计值
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
7.3
钢筋混凝土偏心受拉构件
二、正截面承载力计算
1.类型
偏心受拉构件按轴向拉力的作用位置不同:
大偏心受拉构件
当轴向拉力N作用在As 和A's 之外时
小偏心受拉构件
当轴向拉力N作用在As 和A's 之间时
第7章 钢筋混凝土受拉构件
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
7.1 钢筋混凝土受拉构件概述
钢筋混凝土受拉构件可分为: 轴心受拉构件 轴向拉力作用线与构件截面形心线重合时 如:钢筋混凝土屋架的下弦杆、圆形水池等； 偏心受拉构件 轴向拉力作用线偏离构件截面形心线或同时由轴 心拉力和弯矩作用时
如:钢筋混凝土矩形水池、双肢柱的肢杆等。
a's
h0 - a's h0
as as
7-1 小偏心受拉构件
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
3.大偏心受拉构件正截面承载力计算:
h e0 a s 2
轴向拉力N在As与A's 外侧，As一侧受拉，A's一侧受压。破坏时距纵向 拉力近的一侧混凝土开裂，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。 最后，钢筋屈服，而离轴力较远一侧的混凝土被压碎 。
钢筋混凝土受拉构件
(h0 a Ne f y As s)
' Ne f y As (h0 as )
e'
N e0
e
h e e0 as 2
当截面对称配筋时：
h e e0 a s 2
fyA's h0 a h’s A's
fyAs
As
As As
Ne f y (h0 as' )