混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理学习目标学习目标掌握轴心受拉构件和偏心受拉构件的破坏形掌握轴心受拉构件和偏心受拉构件的破坏形 态及正截面承载力计算方法；态及正截面承载力计算方法；熟悉受拉构件的配筋构造；熟悉受拉构件的配筋构造；熟悉偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算。熟悉偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算。 第六章第六章 受拉构件正截面的性能与设计受拉构件正截面的性能与设计 第六章 受拉构件受拉构件的概念受拉构件的概念主要承受主要承受轴向拉力轴向拉力的构件。的构件。受拉构件的分类受拉构件的分类第六章 受拉构件(a)(a) 轴心受拉轴心受拉轴心受拉轴心受拉 (b)(b)单向偏心受拉单向偏心受拉单向偏心受拉单向偏心受拉 (c)(c)双向偏心受拉双向偏心受拉双向偏心受拉双向偏心受拉N NN NN N(d)(d)N N、MM共同作用共同作用共同作用共同作用 N NMM6.1 6.1 轴心受拉构件承载力计算轴心受拉构件承载力计算第六章 受拉构件一、受力性能一、受力性能一、受力性能一、受力性能开裂前，开裂前，混凝土与钢筋共同受力；混凝土与钢筋共同受力；开裂后，开裂后，裂缝截面砼退出工作，拉力仅由钢筋承担；裂缝截面砼退出工作，拉力仅由钢筋承担；最后，最后，钢筋屈服，达承载能力极限状态。钢筋屈服，达承载能力极限状态。二、计算公式二、计算公式二、计算公式二、计算公式N 变形协调变形协调 物理关系物理关系 平衡条件平衡条件第六章 受拉构件换算混凝土面积换算混凝土面积当当 c = ft 时时，如继续加载混凝土将会产生开裂。，如继续加载混凝土将会产生开裂。第六章 受拉构件第六章 受拉构件一侧一侧一侧一侧的受拉钢筋的受拉钢筋的受拉钢筋的受拉钢筋三、最小配筋率三、最小配筋率三、最小配筋率三、最小配筋率四、公式应用：四、公式应用：四、公式应用：四、公式应用：设计与复核两个方面。设计与复核两个方面。简单简单简单简单0.002A(0.45ft/fy)A max混凝土的作用主要表现在：混凝土的作用主要表现在：（1 1）保护钢筋，提高结构构件耐久性；）保护钢筋，提高结构构件耐久性；（2 2）提高构件刚度。）提高构件刚度。6.2 6.2 矩形截面偏心受拉构件正截面承载力计算矩形截面偏心受拉构件正截面承载力计算大大大大偏心受拉构件偏心受拉构件偏心受拉构件偏心受拉构件小小小小偏心受拉构件偏心受拉构件偏心受拉构件偏心受拉构件分分分分N不不作用在作用在As与与As之间之间大偏心受拉构件大偏心受拉构件大偏心受拉构件大偏心受拉构件N作用在作用在As与与As之间之间小偏心受拉构件小偏心受拉构件小偏心受拉构件小偏心受拉构件第六章 受拉构件6.1 偏心偏心受拉构件正截面的破坏形态受拉构件正截面的破坏形态大偏心大偏心受拉破坏特点：受拉破坏特点： 轴轴向向拉拉力力N在在As外外侧侧，As一一侧侧受受拉拉，As一一侧侧受受压压，混混凝凝土土开开裂裂后后不不会会形形成成贯贯通通整整个截面的裂缝。个截面的裂缝。 最最后后，与与大大偏偏心心受受压压情情况况类类似似，As达达到到受受拉拉屈屈服服，受压侧混凝土受压破坏。受压侧混凝土受压破坏。第六章 受拉构件e0N fyAS大偏心受拉构件大偏心受拉构件ee 1fcx小偏心小偏心受拉破坏特点：受拉破坏特点：轴轴向向拉拉力力N在在As与与As之之间间，全全截截面面均均受受拉拉应应力力，但但As一一侧侧拉拉应应力力较大，较大，As一侧拉应力较小。一侧拉应力较小。随随着着拉拉力力增增加加，As一一侧侧首首先先开开裂裂，但但裂裂缝缝很很快快贯贯通通整整个个截截面面，As和和As纵纵筋筋均均受受拉拉，最最后后As和和As均均屈服屈服而达到极限承载力而达到极限承载力。第六章 受拉构件e0N fyAS小偏心受拉构件小偏心受拉构件eeasash0-as6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算第六章 受拉构件e0N fyAS大偏心受拉构件大偏心受拉构件ee 1fcxe0=M/Ne= e0- h/2 +ase= e0+ h/2- ash0= h-ash0= h-as1 1 1 1、计算公式、计算公式、计算公式、计算公式2 2 2 2、公式适用条件、公式适用条件、公式适用条件、公式适用条件2as xbh0As应应(0.45ft/fy)A，且且0.002A3 3 3 3、最小配筋率、最小配筋率、最小配筋率、最小配筋率AS应应0.002A令令第六章 受拉构件e0N fyAS大偏心受拉构件大偏心受拉构件ee 1fcx（1）截面设计截面设计两种类型两种类型两种类型两种类型: : : :一是一是一是一是As、As均未知；均未知；均未知；均未知；二是二是二是二是As已知，已知，已知，已知，As未知未知未知未知 类型一：类型一：类型一：类型一：已知已知已知已知：bh；fc、fy，fy； N、M(或或N、e0)， 求求求求As、As分析：分析：分析：分析：三个未知数，三个未知数，As、As和和 x措施：措施：措施：措施： 令令x= bh0求解步骤：求解步骤：求解步骤：求解步骤：（略）（略）（略）（略）若若As bh0，转类型一转类型一（即按（即按As未知求解未知求解,加大截面加大截面或增加或增加As）；若若2as xbh0，按按基本公式求解；基本公式求解；若若x 2as ,则对则对As取矩取矩求解求解As ，即即最后最后均需均需验算验算最小配筋率最小配筋率。第六章 受拉构件第六章 受拉构件第六章 受拉构件（2）截面）截面复核复核分析：分析：分析：分析：两个未知数，两个未知数，N、 x求解步骤：求解步骤：求解步骤：求解步骤：（略）（略）（略）（略）关键是关键是消去消去N求出求出x后分后分三种三种情况：情况：若若2as xbh0，代入代入基本公式（一）求基本公式（一）求Nu ；若若x bh0，取取 s=fy( - 1)/( b- 1) 代入基本公式代入基本公式重重求求x，并求并求Nu。第六章 受拉构件第六章 受拉构件1 1 1 1、计算公式、计算公式、计算公式、计算公式2 2 2 2、最小配筋率、最小配筋率、最小配筋率、最小配筋率As和和AS应应(0.45ft/fy)A， 且且0.002Ae0N fyAS小偏心受拉构件小偏心受拉构件eeasash0-ase0=M/Ne= h/2-e0-ase= h/2+e0-ash0= h-ash0= h-as第六章 受拉构件6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算e0N fyAS小偏心受拉构件小偏心受拉构件eeasash0-as（1 1）截面设计截面设计截面设计截面设计由基本公式可得：由基本公式可得：应应(0.45ft/fy)A，且且0.002AAsAS第六章 受拉构件对称配筋的偏心受拉构件对称配筋的偏心受拉构件对称配筋的偏心受拉构件对称配筋的偏心受拉构件对称配筋时，对称配筋时，小小偏心受拉构件偏心受拉构件与大偏心受拉与大偏心受拉计算公式相同：计算公式相同：第六章 受拉构件（2 2）截面复核截面复核截面复核截面复核由基本公式求由基本公式求N，取取较小值较小值。小偏拉构件，钢筋抗拉强度设计值按小偏拉构件，钢筋抗拉强度设计值按300取用取用( (取消）取消）