受拉构件
建筑力学与结构受压及受拉构件
建筑力学与结构受压及受拉构件首先，受压构件是以压应力为主的构件。
在外力作用下，构件的顶部受到压力，而底部承受的是压应力。
受压构件一般为柱体、墙体等。
在构造设计中，受压构件要满足强度和稳定性的要求。
主要的设计考虑因素包括构件的截面尺寸、材料的强度特性以及构件的几何形状等。
另外，在受压构件设计中，承受的压力越大，构件的稳定性就越重要。
因此，在考虑受压构件的设计时，需要进行强度计算、屈曲计算等。
其次，受拉构件是以拉应力为主的构件。
在外力作用下，构件的顶部受到拉力，而底部承受的是拉应力。
受拉构件一般为梁、绳等。
与受压构件相比，受拉构件的设计要相对简单。
因为在拉应力下，材料往往会更加均匀，不容易出现破坏。
但是，如果拉应力过大，就有可能导致拉伸破坏。
因此，在受拉构件的设计中，也需要进行强度计算、拉伸计算等。
受压和受拉构件在结构力学中也有一些共同之处。
首先，它们都需要保证构件的强度和稳定性。
无论是受压还是受拉构件，在承受外力的同时，都必须能够保持结构的稳定。
其次，它们都需要考虑构件的截面尺寸和材料的选择。
不同的材料具有不同的强度特性，因此在设计中要选择合适的材料以满足结构的需求。
另外，构件的截面尺寸的设计也是十分重要的，需要根据力学性能进行合理的选择。
总之，了解受压和受拉构件的结构特点和力学性能对于建筑力学与结构的研究和设计非常重要。
通过合理的设计和计算，可以确保构件的强度和稳定性，从而提高建筑物的安全性和可靠性。
因此，在进行建筑设计和施工时，需要充分考虑受压和受拉构件的特点，并进行合理的设计和选择。
第6章受拉构件
1fc
f
' y
As'
x
e’
e0
Ne
fyAS
小偏心受拉构件
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
（2）计算公式
N
f y As
f yAs
1
fcbx
Ne
1
fcbx(h0
x) 2
f yAs(h0
as )
e’
1fc
f
' y
As'
x
（3）公式条件
e0
2as’ xbh0
N
（4）最小配筋率
As应≥(0.45ft/fy)A，且≥0.002A A’S应≥0.002A
关键是消去N求出x后分三种情况：
若x>bh0，取s=fy(-1)/(b- 1)
代入基本公式重求x，并求Nu。
若2as’ xbh0，代入基本公式（一）求Nu ； 若x< 2as’ ,则对A’s取矩求解Nu ，即
Nu
f y As (h0 as ) e
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
6.2.2 小偏心受拉构件
6.2 偏心受拉构件
▲分
大偏心受拉构件 小偏心受拉构件
大偏心受拉构件 N不作用在As与A’s之间
小偏心受拉构件 N作用在As与A’s之间
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
6.2.1 大偏心受拉构件
（1）受力性能 a）破坏特征
As受拉屈服，
受压边缘砼达到ecu。
破坏特征类似适筋梁、 大偏压。
b）发生条件 N作用在As与A’s之外。
教学提示
▲本章应重点介绍轴心受拉构件及偏心受拉构 件的破坏机理及正截面承载力计算方法。
钢筋混凝土受拉构件及受拉构件图文
As
Ne' 240000 (500 150 45) 2305mm2
f y (h0 a')
300 (255 45)
重庆水电职院建筑系 熊川楠
另外取 A's 0 ，重求 x 值。 1 fcbx2 / 2 1 fcbh0 x Ne 0
重庆水电职院建筑系 熊川楠
重庆水电职院建筑系 熊川楠
2、扭转的类型：
（1）平衡扭转：
构件的扭矩是由荷载的直接作用所引起的，构件的内扭矩 是用以平衡外扭矩即满足静力平衡条件所必需的，如雨篷 梁、吊车梁等。
（2）协调扭转或附加扭转：
扭转由变形引起，并由变形连 续条件所决定。如与次梁相连 的边框架的主梁扭转。
﹡本章主要讨论平衡扭转计算， 协调扭转可用构造钢筋或内力
重分布方法处理。
图6-2 重庆水电职院建筑协系调熊扭川转楠
（3）抗扭钢筋的形式：
抗弯 ——纵向钢筋；
抗剪 ——箍筋或箍筋+弯筋；
抗扭 ——箍筋+沿截面周边均匀布 置的纵筋，且箍筋与纵 筋的比例要适当。
（4）受扭构件分类：
图6-3 抗扭钢筋形式
第4章 钢筋混凝土受拉构件及
受扭构件
一、钢筋混凝土受拉构件 二、钢筋混凝土受扭构件
重庆水电职院建筑系 熊川楠
4.1 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线或同时由 轴心拉力和弯矩作用时,为偏心受拉构件,如钢筋混凝土 矩形水池、双肢柱的肢杆等。
钢筋混凝土受拉构件
钢筋混凝土受拉构件在建筑工程领域，钢筋混凝土结构是一种广泛应用的结构形式。
其中，钢筋混凝土受拉构件在整个结构体系中发挥着至关重要的作用。
首先，我们来了解一下什么是钢筋混凝土受拉构件。
简单来说，当构件受到外力作用，产生的内力使得构件主要承受拉力时，这样的构件就被称为钢筋混凝土受拉构件。
比如说，在一些大跨度的梁、屋架的下弦杆等结构中，就经常会出现受拉构件。
钢筋混凝土受拉构件的工作原理其实并不复杂。
混凝土本身具有较强的抗压能力，但抗拉能力却相对较弱。
因此，在受拉构件中，需要配置钢筋来承担拉力。
钢筋具有较高的抗拉强度，能够有效地抵抗拉力，从而保证构件的安全性和稳定性。
在设计钢筋混凝土受拉构件时，有几个关键的因素需要考虑。
首先是拉力的大小和分布。
设计师需要准确计算出构件所承受的拉力，以确定所需钢筋的数量和布置方式。
其次是混凝土和钢筋的强度等级。
较高强度等级的混凝土和钢筋可以提高构件的承载能力，但同时也会增加成本。
因此，需要在保证安全的前提下，进行合理的选择。
另外，构件的尺寸和形状也会对其受力性能产生影响。
合理的尺寸和形状设计能够使构件在受力时更加均匀，减少应力集中的现象。
钢筋在受拉构件中的布置也是有讲究的。
一般来说，钢筋应沿着拉力的方向布置，以充分发挥其抗拉性能。
同时，为了保证钢筋与混凝土之间能够有效地协同工作，钢筋的锚固长度、间距等参数都需要经过严格的计算和设计。
在实际工程中，常见的钢筋混凝土受拉构件有轴心受拉构件和偏心受拉构件。
轴心受拉构件所受的拉力作用线与构件的轴线重合，其受力相对简单。
而偏心受拉构件所受的拉力作用线偏离构件的轴线，其受力情况较为复杂，需要更加精细的设计和计算。
为了确保钢筋混凝土受拉构件在使用过程中的安全性和可靠性，还需要进行严格的施工质量控制。
在施工过程中，要保证钢筋的位置、数量和规格符合设计要求，混凝土的浇筑质量也要得到保证，避免出现蜂窝、麻面等质量缺陷。
此外，钢筋混凝土受拉构件在长期使用过程中，还可能会受到环境因素的影响。
第6章-受拉构件的截面承载力
e' e0 e
α1 fc fy’As’
fyAs
大偏心受拉构件正截面的承载力计算
基本公式：
e' e0 e
Nu
f y As
f
' y
As'
fcbx
Nu
e
fcbx
h0
x 2
f
' y
As'
h0 as'
As'
Ne
1
f
cbxb
h0
f
' y
h0 as'
xb 2
Nu
As
1 fcbxb Nu
e e' e0
fy’As’ fyAs
小偏心受拉构件正截面的承载力计算
基本公式：
Nu
e
f
' y
As'
h0 as'
Nue' fy As h0 as
Nu
As'
As
fy
Nue ' h0 as'
e e' e0
fy’As’ fyAs
三、偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算
计算公式：
V
1.75
fy
f
' y
fy
As'
α1 fc fy’As’
fyAs
相关截面设计和截面复核的计算与大偏心受压构件相似，
所不同的是轴向力为轴力。
小偏心受拉构件正截面的承载力计算
小偏心受拉构件破坏特点：
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， 一侧拉应力较小。 随着拉力增加，As一侧首先开裂，Nu 但裂缝很快贯通整个截面， As与A’s 纵筋均受拉，最后，As与A’s均屈服 而达到极限承载力。
简述轴心受拉构件的受力过程和破坏过程
简述轴心受拉构件的受力过程和破坏过程轴心受拉构件是指受力状态下，构件的外力通过构件的轴心传递的构件。
受力过程可以分为一个拉伸阶段和一个破坏阶段。
在拉伸阶段，轴心受拉构件受到拉力作用，构件的截面开始发生拉伸变形。
根据胡克定律，拉伸的轴心受拉构件在弹性阶段内的变形与受力成正比。
也就是说，拉力越大，构件的拉伸变形越大。
在拉力作用下，轴心受拉构件的截面开始发生轴向拉应力。
拉应力的大小与拉力以及构件的横截面积成正比。
当拉力作用于构件内部时，构件内部各个截面上的拉应力会逐渐增大，直到达到构件的抗拉强度。
当拉应力达到或超过构件的抗拉强度时，就会进入破坏阶段。
轴心受拉构件的破坏是由于构件内部存在缺陷或拉应力集中导致的。
在破坏过程中，构件的横截面开始产生裂纹。
当拉应力达到构件材料的抗拉强度时，局部的应力集中导致构件表面出现裂纹。
随着拉力的继续增大，裂纹会逐渐扩展，直到在构件的最不利截面处扩展成为损坏面。
在损坏面上，裂纹的扩展会引发构件截面积的减小。
破坏过程中，轴心受拉构件会逐渐失去抵抗拉伸的能力，直到最终失效。
失效的过程可能包括裂纹的扩展、构件截面积的不断减小或跨越最不利截面的抗拉强度。
需要注意的是，轴心受拉构件的破坏是由拉应力集中引起的，因此在设计和使用过程中，需要避免应力集中的情况，以减少破坏的可能性。
此外，选择合适的材料和合理的构件尺寸也是确保轴心受拉构件能够在设计要求的工作状态下安全运行的关键。
钢筋混凝土受拉构件
钢筋混凝土受拉构件在建筑结构的世界里，钢筋混凝土受拉构件是不可或缺的重要组成部分。
它们承受着拉力的作用，为建筑物的稳固和安全提供了关键的支持。
首先，让我们来了解一下什么是钢筋混凝土受拉构件。
简单来说，当一个构件主要承受拉力时，比如在梁的下部、受拉的柱子或者某些特殊结构中，我们就称其为受拉构件。
在这些构件中，混凝土和钢筋协同工作，共同抵抗拉力。
混凝土，这种由水泥、骨料、水等混合而成的材料，具有较高的抗压强度，但抗拉强度却相对较低。
这就像是一个人在推东西时很有力气，但在拉东西时却比较吃力。
所以，在受拉构件中，单独依靠混凝土来承受拉力是不够可靠的。
而钢筋，具有出色的抗拉性能。
它就像是一位“拉力勇士”，能够在构件受到拉力时发挥关键作用。
钢筋与混凝土结合在一起，形成了一个强大的组合。
当拉力作用在构件上时，钢筋承担了大部分的拉力，而混凝土则主要承担压力，并对钢筋起到保护和约束的作用。
那么，钢筋混凝土受拉构件在实际工程中都有哪些常见的类型呢？一种常见的类型是受拉梁。
在梁的下部，由于受到荷载的作用，会产生拉力。
在这种情况下，配置适量的钢筋可以有效地抵抗拉力，确保梁的安全。
比如在桥梁结构中，梁承受着车辆和行人的重量，其下部就可能处于受拉状态。
还有受拉柱。
在某些特殊的结构中，柱子可能会受到拉力。
例如在有吊车的厂房结构中，吊车的移动和起吊会对柱子产生水平拉力，这时就需要设计受拉柱来保证结构的稳定。
另外，预应力混凝土构件也属于受拉构件的范畴。
通过在混凝土构件中预先施加压力，可以抵消一部分或全部使用阶段的拉力，从而提高构件的性能和耐久性。
在设计钢筋混凝土受拉构件时，需要考虑许多因素。
首先是拉力的大小和作用方式。
这就像是医生要了解病人的病情一样，只有清楚了拉力的情况，才能开出合适的“药方”。
然后是钢筋的配置。
要根据拉力的大小和构件的尺寸，确定钢筋的数量、直径和布置方式。
钢筋的布置要合理，既要能够有效地承受拉力，又不能过于密集影响混凝土的浇筑和构件的性能。
钢筋混凝土受拉构件承载力计算—偏心受拉构件正截面承载力计算
这时本题转化为已知As´求As的问题。
（3）求As
= −
+ ′ ′ ( − ′ )
得
× × = . × . × − .
+ × × ( − )
偏心受拉构件正截面受拉承载力计算
− =
×
属于大偏心受拉构件。
（2） 计算As´
= − + = −
+ =
由式（5-6）可得
′
− ² ( − . )
=
′ ( − ′ )
As=1963mm2
,
（1-1）、（1-2）式可得
′
=
=
− ( −. ) ²
′ ( −′ )
+′ ′ +
(5-6)
(5-7)
当采用对称配筋时，求得x为负值，取 = 2′ ，并对As´合力点取矩，计算As 。
偏心受拉构件正截面受拉承载力计算
315×103 ×125−1.0×14.3×1000×1752 ×0.55×(1−0.5×0.55)
=
<0
300×(175−25)
偏心受拉构件正截面受拉承载力计算
取
′ = ′ = . × × = ²
取2
16，
选2
16,A's=402mm2
偏心受拉构件的正截面受力原理及承载能力计算
判别条件：
M h
e
as
N 2
M h
e
as
N 2
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圆形贮液池的池壁等。
（2）偏心受拉构件： 矩形贮液池的池壁； 双肢柱的受拉肢 节间荷载作用的悬臂桁架的上弦杆等。
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
6.1 轴心受拉构件
一、 受力性能
开裂前，混凝土与钢筋共同受力； 开裂后，裂缝截面砼退出工作，拉力仅由钢筋承担 最后，钢筋屈服，达承载能力极限状态。
二、 计算公式
第6章 受拉构件
6.2
偏心受拉构件
大偏心受拉构件 ▲分 小偏心受拉构件
大偏心受拉构件 N不作用在As与A’s之间
小偏心受拉构件 N作用在As与A’s之间
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
6.2.1
大偏心受拉构件
1f c
e’ e0
' ' x fy As
（1）受力性能 a）破坏特征 As受拉屈服， 受压边缘砼达到ecu。 破坏特征类似适筋梁、
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
M
(a) 轴心受拉
(b)单向偏心受拉 (c) 双向偏心受拉 (d)N、M共同作用 混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
▲受拉构件的工程应用 1、一般概念 一般用“钢”，而不用“钢筋混凝土”作受拉构 件； 2、工程实例 但在某些情况下，应采用“钢筋混凝土”作受拉构 （ 件1）轴心受拉构件 桁架或拱的拉杆、
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
a）截面设计
两种类型:一是As、A’s均未知；二是A’s已知，As未知
类型一：已知：bh；fc、fy，fy’； N、M(或N、e0)， 求As、A’s
▲分析：三个未知数，As、A's和 x 令 x = b h 0 ▲措施： ▲求解步骤：（略） 若A’s< 0.002A ，取A’s=0.002A后，转类型二。
教学提示
▲本章应重点介绍轴心受拉构件及偏心受拉构
件的破坏机理及正截面承载力计算方法。
▲并应强调对称配筋的小偏心受拉构件破坏时，
截面全部开裂，拉力由钢筋承担，但总是一
侧钢筋屈服，另一侧钢筋未达屈服。
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
▲受拉构件的概念 主要承受轴向拉力的构件。 ▲受拉构件的分类 N N N N
（3）最小配筋率
e’ N e0 e
h0-as' fyAS as
小偏心受拉构件
As和A’S应≥(0.45ft/fy)A， 且≥0.002A
（4）公式应用 --设计与复核两个方面。
e0=M/N e= h/2-e0-as e’= h/2+e0-as’ h0= h-as h’0= h-as’
混凝土结构设计原理
若x< 2as’ ,则对A’s取矩求解Nu ，即
as ) f y As (h0 Nu e
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
6.2.2
小偏心受拉构件
' f y As as'
（1）受力性能
a）破坏特征 裂缝贯通整个截面，
As和A’s均屈服而达到 极限承载力。 对称配筋时，A’s达不到 屈服。
第6章 受拉构件
a）截面设计
由基本公式可得： e’
' f y As as'
h0-as' Ne e0 A N s f ( h a ) y 0 s e a ' s f A Ne y S A s as ) f y ( h0 小偏心受拉构件 As 应≥(0.45ft/fy)A，且≥0.002A A’S b）截面复核 由基本公式求N，取较小值。
Ne As a) f y (h0
最后均需验算最小配筋率。 混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
b）截面复核
▲分析：两个未知数，N、 x ▲求解步骤：（略） 关键是消去N求出x后分三种情况：
若x>bh0，取s=fy(-1)/(b- 1)
代入基本公式重求x，并求Nu。
若2as’ xbh0，代入基本公式（一）求Nu ；
建工 道桥
N f y As
N
0 Nd f sd As
0.002A
fy As
三、 最小配筋率
一侧的受拉钢筋 ≥ (0.45f /f )A max t y
四、 公式应用：设计与复核两个方面。简单
混凝土结构设计原理
[例] 某钢筋混凝土屋架下弦，截面尺寸为200㎜×140
㎜，混凝土强度等级为C30,纵向钢筋为Ⅱ级，承受轴向
拉力设计值N =220KN。试求钢筋截面面积。
解：查表得： f y 300 N m m2
min 2 0.45 f t f y % 4.29% 2 0.2%
由公式（ 7 1 ）得： N 220000 As 733m m2 fy 300 0.429%bh 0.00429 200140 120m m2 选钢筋416 （As＝804m m2）
大偏压。
b）发生条件
N作用在As与A’s之外。
N
e
fyAS
小偏心受拉构件
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
（2）计算公式 N f y As f y As 1 f cbx
1fc
e’ e0 N
' ' x fy As
x (h0 a Ne 1 f cbx(h0 ) f y As s) 2
（3）公式条件 2as’ xbh0 （4）最小配筋率
As应≥(0.45ft/fy)A，且≥0.002A A’S应≥0.002AeFra bibliotekfyAS
e0=M/N e= e0- h/2 +as e’= e0+ h/2- as’ h0= h-as h’0= h-as’
大偏心受拉构件
（5）公式应用 --设计与复核两个方面。
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
类型二：已知：b×h；fc、fy，fy’； N、M，A’s 求As ▲分析：两个未知数，As和 x ▲求解步骤：（略）
关键是求出x后分三种情况： 若x>bh0，转类型一（即按A’s未知求解）； 若2as’ xbh0，按基本公式求解； 若x< 2as’ ,则对A’s取矩求解As ，即
e’
N
e0
e
h0-as' fyAS as 小偏心受拉构件
b）发生条件
N作用在As与A’s之间
混凝土结构设计原理
第6章 受拉构件
（2）计算公式
' f y As
a s'
Ne f A ( h a y s 0 s) ' Ne f A ( h a ) y s 0 s