第七章 受拉构件承载力计算
混凝土结构设计原理-受拉构件承载力计算
压应力激活
当混凝土构件上方有可变形物体 施加荷载时，混凝土构件会受到 凸起作用，产生如何的抗压应力 呢？
受拉钢筋的计算方法
1
钢筋数量
2
根据受拉构件受到的作用力确定需要多
少根钢筋。
3
材料参数
4
考虑钢筋材料特性，如弹性模量和屈服 强度。
钢筋位置
考虑不同位置的钢筋受拉。
钢筋尺寸
根据结构要求和现实情况，选择合适的 钢筋尺寸。
混凝土结构设计原理-受 拉构件承载力计算
在混凝土结构设计中，受拉构件是非常重要的组成部分，本次演讲将向您介 绍受拉构件承载力的相关原理及计算方法。
构件受拉承载力的基本原理
应力分布特点
受力状态分析
受拉构件在受到外加载荷作用下， 应力分布特点影响极大。
受拉构件在单向拉力作用下，纵 向应变不服从胡克定律，此时的 受力状态是怎样的呢？
混凝土的受拉承载力计算方法
纵向受拉强度
根据混凝土强度、长度、纵横向钢筋等参数，计算混凝土受拉的极限承载力。
截面尺寸设计
考虑构件竖向尺寸，设计混凝土承载力等参数。
混凝土强度变化
不同强度的混凝土对受拉承载力的计算有何影响？
考虑压力区高度的计算方法
混凝土强度等级： 压应力区高尺寸效应的基础上，如何还可以提高混凝土结构的承载力？
3 弹性应变修正系数
了解弹性应变修正系数对混凝土结构设计的影响。
考虑钢筋的剪切破坏的计算方法
1
剪切破坏机理
了解混凝土受力情况下，钢筋如何承受
板条剪应力
2
剪切力破坏，计算限制条件。
板条曲腰发生剪切破坏时，计算应力条
件。
3
锚固长度
考虑锚固长度对钢筋承载力的影响。
07-受拉构件-PPT课件
s
Es Ec
c
E c
N Ncr
cftk sAs 2Eftk
图7-2
E'c=0.5Ec 故开裂轴力：
c= ftk,
s = 2Eftk
Ncr = Ac ftk + 2Eftk As
7.2 轴心受拉构件承载力
第七章 受拉构件的截面承载力
混凝土开裂后： 砼退出工作，应力全部由钢筋承担。
As，裂缝间距小，max 小，反之亦然。
第七章 受拉构件的截面承载力
将式（7-3）转化为下式：
a1 fcbx2 / 2 a1 fcbh0 x Ne f 'y A's (h0 a's ) 0
代入数据得 1.011.91000 x2 / 2 1.011.91000 255x
240000 395 300 565 (255 45) 0
第七章 受拉构件的截面承载力
7.2.3 构造要求
纵 筋： 数量：As,min 0.2%bh ( 一侧 ) As,min 0.45ft/fybh (一侧) 接长：焊接或搭接长度 300mm
布置：沿截面周边均匀布置， 宜优选直径较小的钢筋。
箍 筋：
固定纵筋位置
7.2 轴心受拉构件承载力
§7.3 偏心受拉构件正截面承载力计算
xb 2
)
240000 395 1.011.91000140 (255 140 / 2) 0 300 (255 45)
取As’=ρminbh=0.002×1000×300=600mm2,选用直径 12mm的HRB335钢筋，@200mm(As’=565mm2)
该题由求算As’及As的问题转化为已知As’求As的 问题。此时x不在是界限值xb了，必须重新求x的值， 计算方法和偏心受压构件计算类同。由式（7-3）计 算x值。
第七章 钢筋混凝土受拉构件承载力计算
As s
Nt
l
As
h l b A
Nt
As/A3%时， A=bh
t
Nt
3.混凝土开裂荷载
t0
N t cr Es As Ec A(1 ) t 0 Ec A
ft
t
As s
t=ft
t=Ect
o t0
Ec A(1 E ) t 0 f t A(1 E )
一、工程实例
一、大小偏心受拉构件
和偏压不同
1.小偏心受拉
e’ e0 e Ntu
开裂前：N位于As和As’之间时，混凝土全截面
受拉或（部分混凝土受拉，部分混凝土受压）； 开裂后：随着N的增大，混凝土全截面受拉
fy’As’ h0
as
fyAs
开裂后，拉力由钢筋承担
最终钢筋屈服，截面达最大承载力
2.大偏心受拉
钢筋屈服
混凝土开裂
100 Nt 915 152 50 152 平均应变 0.001 0.002 0.003 0.004
Nt
0
2. 破坏形态
Nt
Nt
Ntcr
Ntcr
Nt
Nt
3. 试验结论
Nt Nt
•三个工作阶段：开裂前，线弹性；开裂至钢筋屈服，裂缝不断 发展；钢筋屈服后，Nt基本不增加
•首根裂缝出现后还会继续出现裂缝，但裂缝增至一定数量后便不在增
l
Es 20510 N / mm , 纵向受力钢筋用量 As 284mm
3 2
l
2
构件的截面形状为正方形，边长为152mm，长为915mm. 试求：
Nt
（1）当构件伸长0.06mm时，构件承受的拉力是多少？此时钢筋和混凝 土的应力各为多少？ （2）构件的开裂荷载 （3）构件的极限承载力
混凝土结构设计原理 第7章受拉构件承载力的计算
第7章 受拉构件承载力的计算教学提示：轴心受拉构件在破坏时混凝土已裂通，拉力全部由截面的钢筋承担。
偏心受拉构件不存在偏心距增大的问题。
当纵向拉力N的作用点在截面两侧钢筋之内属小偏心受拉；当纵向拉力N的作用点在截面两侧钢筋之外属大偏心受拉。
小偏心受拉构件破坏时，截面混凝土全部开裂，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。
大偏心受拉构件破坏时，截面仅部分开裂，未开裂混凝土可以承担部分压力。
教学要求：要求学生掌握轴心受拉构件的受力全过程、破坏形态、正截面受拉承载力的计算方法与配筋的主要构造要求；掌握偏心受拉构件的受力全过程、两种破坏形态的特征以及对称配筋矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力的计算方法与配筋的主要构造要求；熟悉偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算。
7.1 概述当构件受到纵向拉力时，称为受拉构件。
当纵向拉力作用线与构件截面形心轴线重合时为轴心受拉构件；当纵向拉力作用线与构件截面形心轴线不重合或构件上同时既作用有纵向拉力又作用有弯矩时，则称为偏心受拉构件。
在建筑工程中，轴心受拉构件很少，但由于轴心受拉构件计算简单，有些构件，如钢筋混凝土桁架中的拉杆、有内压力的圆管管壁、圆形水池的环形池壁等，可近似按轴心受拉构件计算。
联肢剪力墙的某些墙肢、双肢柱的某些肢杆、悬伸式桁架承受节间竖向荷载的受拉上弦杆，以及一般屋架承担节间荷载的下弦杆等都属于偏心受拉构件；此外，矩形筒仓、斗仓及水池，其仓壁或池壁同时受到轴向拉力及弯矩的作用，故也属于偏心受拉构件。
从充分利用材料强度来看，由于混凝土的抗拉强度很低，承受拉力时不能充分发挥其强度；从减轻构件开裂来看，由于混凝土在较小的拉力作用下就会开裂，构件中的裂缝宽度将随着拉力的增加而不断加大；因此，用普通钢筋混凝土构件承受拉力，是不合理也不合适的。
对承受拉力的构件一般采用预应力混凝土或钢结构。
但在实际工程中，钢筋混凝土结构屋架或托架的受拉弦杆以及拱的拉杆仍采用钢筋混凝土。
(2021年整理)【混凝土习题集】—7—受拉构件承载力计算
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第七章 受拉构件承载力计算一、填空题：1、受拉构件可分为 和 两类。
2、小偏心受拉构件的受力特点类似于 ，破坏时拉力全部由 承受；大偏心受拉的受力特点类似于 或 构件。
破坏时截面混凝土有 存在。
3、偏心受拉构件 的存在，对构件抗剪承载力不利。
4、受拉构件除进行 计算外，尚应根据不同情况，进行 、 、 的计算。
5、偏心受拉构件的配筋方式有 、 两种。
二、判断题：1、对于小偏心受拉构件，无论对称配还非对称配筋，纵筋的总用钢量和轴拉构件总用钢量相等.( ）2、偏心受拉构件与双筋矩形截同梁的破坏形式一样。
( )三、选择题：1、偏心受拉构件破坏时，（ ）.A 远边钢筋屈服B 近边钢筋屈服C 远边、近边都屈服D 无法判定2、在受拉构件中，由于纵向拉力的存在，构件的抗剪能力将( ）.A 提高B 降低C 不变D 难以测定3、下列关于钢筋混凝土受拉构件的叙述中，( ）是错误的。
A 钢筋混凝土轴心受拉构件破坏时，混凝土已被拉裂，全部外力由钢筋来承担B 当轴向拉力N 作用于s A 合力及s A 合力点以内时，发生小偏心受拉破坏C 破坏时，钢筋混凝土偏心受拉构件截面存在受压区 D 小偏心受拉构件破坏时,只有当纵向拉力N 作用于钢筋截面面积的“塑性中心"时，两侧纵向钢筋才会同时达到屈服强度。
四、简答题：1、简述钢筋混凝土大小偏心受拉构件的破坏特征。
第七章-受拉构件承载力计算
7.3 两种偏心受拉构件
• 设矩形截面上距轴向力N较近一侧的纵向钢筋为 A s ，
较远一侧为
A
' s
•
当轴力N作用于
A
s与
A
' s
之间时，混凝土开裂后，
纵向钢筋 及A s 均受A s' 拉，中和轴载截面以外，这种
情况称为小偏心受拉。
7.4
小偏心受拉构件正截面承载
力计算
Ne1 fcbx 0 (x 2h )fy 'A s'(h0as ')
e
e0
h 2
as
基本公式适用条件
2as' xbh0
7.6 偏心受拉构件斜截面承载力计算
V 1 .7 1 .0 5 ftb0h 1 .0yfv nS sA v h0 l0 .2N
不等式右侧的一、二两项采用与受集中荷载的受弯构件 相同的形式，第三项则考虑了轴向垃圾对抗剪强度的降 低。考虑上面所说的构件内箍筋抗剪能力基本未变的特 点，规范还要求上式右侧计算出的数值不得小于
第七章
受拉构件承载力计算
7.1 概
述
• 承受纵向拉力的构建称为受拉构件
• 轴心受压
• 偏心受压
从受力的角度看，轴心受拉构件中并不 需要箍筋，但是为了形成钢筋骨架，仍 必须涉及几箍筋。
7.2 轴心受拉构件正截面承载 力计算
N Nu= As fy
N ––– 轴向拉力的设计值
As ––– 纵向受拉钢筋截面面积
小偏心受拉公式： N efyAs' (h0as' )
N' efyAs' (h0as' )
受拉构件的承载力计算
在对称配筋时，远离偏心一侧的钢筋 As' 达不到屈服，在设计时 As As' 。
《公路桥规》规定轴心受拉构件一侧纵筋的配筋率应按毛面积计算，不小于 45 ftd / f cd ，同时不小于 0.2%。
P180 例题8-1。
大偏心受拉正截面承载力计算
受力特点：随着轴向力的增大， 破坏时在截面拉应力较大的一侧 混凝土首先开裂，但裂缝并不贯 通截面。
' d s ' u s ' s
as
N 0 Nd
N (h 2as' ) M As ' 2 f sd (h0 2as ) f sd (h0 2as' )
M Ne0
As'
N (h 2as ) M 2 f sd (h0 2as' ) f sd (h0 2as' )
P181 例题8-2。
x 2
x 2a
' s
Nes' As f sd (h0 as' )
N
' 采用对称配筋时，由于 As As' , f sd f sd 代入平衡方程，求得的 x 必为负值，属于
Nes' 2a x 的情况，利用 As 进行配筋或承载力复核。 ' f sd (h0 as )
' s
目录
1 概述 2 轴心受拉构件 3 偏心受拉构件
N
N
Ac
As
开裂前：两者共同受力； 开裂后：裂缝处的混凝土退出工作，全部拉力由钢筋承担； 极限状态：钢筋的拉力增加直到屈服
0 Nd N u f sd As
Nd—轴向力组合设计值； fcd—混凝土轴心抗压强度设计值； As —截面上全部纵向钢筋截面面积。
07受拉构件承载力计算-2014秋
取A's=0
x
取较小值 As<minbh
As
1 f c bx N
fy
As
1 f c bx N
fy
f y fy
As
As<minbh
As<minbh As=minbh 15
As=minbh
2014-11-20
第七章 受拉构件的截面承载力
2014-11-20
第七章 受拉构件的截面承载力
o
开裂后荷载
t t0
ft
t
As
o
混凝土退出工作
N t Es As s
b A h
t0
t
b
h A
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第七章 受拉构件的截面承载力
5
2014-11-20
第七章 受拉构件的截面承载力
6
7.1 轴心受拉构件正截面受拉承载力
7.1.1 轴心受拉构件的受力分析 正截面承载力计算
7.2 偏心受拉构件正截面受拉承载力
16
4
7.2 偏心受拉构件正截面受拉承载力
7.2.4 Nu-Mu相关关系 对称配筋矩形截面的Nu-Mu相关关系 ■钢筋混凝土构件完整的正截面 承载力Nu-Mu相关曲线 轴心受压→小偏心受压→大偏 心受压→受弯→轴心受拉 CD段为偏心受拉，其Nu-Mu相 关关系基本接近直线。
D(T0，0) 正截面承载力 Nu-Mu 相关关系 N N0 A(N0，0)
s y t
N
首根裂缝出现后还会继续出 现裂缝，但裂缝增至一定数 量后便不再增加；全部拉力
由钢筋承担
o
Nt Nt Ec A - As Es As Ec A1 E - 1
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第七章受拉构件承载力计算
一、填空题：
1、受拉构件可分为和两类。
2、小偏心受拉构件的受力特点类似于，破坏时拉力全部由
承受；大偏心受拉的受力特点类似于或构件。
破坏时截面混凝土有存在。
3、偏心受拉构件的存在，对构件抗剪承载力不利。
4、受拉构件除进行计算外，尚应根据不同情况，进行、、
的计算。
5、偏心受拉构件的配筋方式有、两种。
二、判断题：
1、对于小偏心受拉构件，无论对称配还非对称配筋，纵筋的总用钢量和轴拉构件总用钢量相等。
（）
2、偏心受拉构件与双筋矩形截同梁的破坏形式一样。
（）
三、选择题：
1、偏心受拉构件破坏时，（）。
A远边钢筋屈服 B近边钢筋屈服 C远边、近边都屈服 D无法判定
2、在受拉构件中，由于纵向拉力的存在，构件的抗剪能力将（）。
A提高 B降低 C不变 D难以测定
3、下列关于钢筋混凝土受拉构件的叙述中，（）是错误的。
A钢筋混凝土轴心受拉构件破坏时，混凝土已被拉裂，全部外力由钢筋来承担 B当轴向拉力N作用于合力及合力点以内时，发生小偏心受拉破坏 C破坏时，钢筋混凝土偏心受拉构件截面存在受压区 D小偏心受拉构件破坏时，只有当纵向拉力N作用于钢筋截面面积的“塑性中
心”时，两侧纵向钢筋才会同时达到屈服强度。
四、简答题：
1、简述钢筋混凝土大小偏心受拉构件的破坏特征。
2、轴向拉力对钢筋混凝土偏心受拉构件斜截面抗剪承载力有什么影响？计算公式中如何体现？对N值有无限制条件？
参考答案
一、填空题：
1、小偏心受拉大偏心受拉
2、轴拉钢筋受弯路大偏压受压区
3、轴向拉力N
4、正截面承载能力抗剪抗裂度裂缝宽度
5、对称配筋非对称配筋
二、判断题：
1、√
2、×
三、选择题：
1、B
2、B
3、C
四、简答题：
1、（1）当纵向力N作用在钢筋合力点及合力点之间（）时，为小偏心受拉。
在小偏心拉力作用下，构件破坏时，截面全部裂通，混凝土退出工作，拉力完全由钢筋承担，钢筋及的拉应力达到屈服。
（2）当纵向力N作用在钢筋与范围以外时，为大偏心受拉。
与大偏心受压构件的破坏基本相似，构件在纵向力拉力作用下，受拉截面部分开裂，受拉区的应力全部由承担，并首先达到屈服，然后压区的混凝土被压碎，受压钢筋也达到屈服。
2、偏心受拉构件同时承受较大的剪力作用时，需验算截面受剪承载力。
纵向拉力N的存在，使截面的受剪承载力降低。
纵向拉力引起的受剪承载力的降低，与纵向拉力几乎是成正比的。
对N值无限定条件。