第7章 偏心受拉構(gòu)件承載力

第7章偏心受拉構(gòu)件的承載力計(jì)算

第一節(jié)：概述

第二節(jié)：偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

第三節(jié)：偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算

矩形水池的池壁、埋在地下的壓力水管、廠房雙肢柱的拉肢、工業(yè)筒倉的倉壁等屬偏心受力構(gòu)件。

§7．1

概述

偏心受拉構(gòu)件截面上作用有偏心距為e0

的軸向拉力。大偏心受拉

軸向拉力N作用在縱向鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)及A′s合力點(diǎn)范圍以外小偏心受拉

軸向拉力N作用在縱向鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)及A′s合力點(diǎn)之間§7．2偏心受拉構(gòu)件正截面

承載力的計(jì)算

大偏心受拉構(gòu)件1．受力分析

截面混凝土在靠近軸向力一側(cè)受拉，遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)受壓。隨著N值的增大，混凝土開裂后，截面裂縫不會(huì)貫通，始終存在受壓區(qū)。

若拉側(cè)的鋼筋A(yù)s配置適當(dāng)，隨N值增大至受拉側(cè)鋼筋屈服時(shí)，裂縫的延伸使受壓區(qū)面積減小，壓應(yīng)力增大，直至壓側(cè)邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變，混凝土被壓碎而破壞。若壓側(cè)鋼筋A(yù)′s配置適當(dāng)，也會(huì)發(fā)生屈服。

2．計(jì)算公式若

取

適用條件：

混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)符合如計(jì)算中考慮普通受壓鋼筋，尚應(yīng)符合

3．計(jì)算方法

(1)截面設(shè)計(jì)

1)已知截面尺寸、材料強(qiáng)度等級(jí)、N、M和A′s

，求As

兩個(gè)方程，兩個(gè)未知數(shù)As和x

由

得x，有三種情況①若

將x代入②若

或?yàn)樨?fù)值，

表明A′s處于混凝土壓區(qū)合力點(diǎn)的內(nèi)側(cè)，壓區(qū)混凝土很小，可忽略不計(jì)近似取

力點(diǎn)與受壓鋼筋合力點(diǎn)重合。A′s達(dá)不到屈服，對(duì)A′s合力點(diǎn)取矩

③若

表明A′s過少，按下面第二種情況重新設(shè)計(jì)。近似認(rèn)為受壓混凝土合As、A′s均滿足最小配筋率的要求。

2)已知截面尺寸、材料強(qiáng)度等級(jí)、N、M，求

As和A′s

兩個(gè)方程，三個(gè)未知數(shù)As、A′s和x

需要補(bǔ)充一個(gè)方程。令鋼筋總用量(As+

A′s)

最少。取

若

或?yàn)樨?fù)值，

若

取

得x

若

若(2)截面復(fù)核

截面復(fù)核有兩種類型一是已知截面尺寸、材料強(qiáng)度等級(jí)、配筋及e0，求N、M

二是已知截面尺寸、材料強(qiáng)度等級(jí)和配筋，求是否能承擔(dān)一組N和M

均只有兩個(gè)未知量，可直接求解。

小偏心受拉構(gòu)件

1．受力分析

e0較小時(shí)，截面混凝土全部受拉；隨著荷載的增大，截面拉應(yīng)力較大一側(cè)混凝土首先開裂，開裂后裂縫迅速貫穿全截面?；炷镣顺龉ぷ?，拉力完全由As和A′s承擔(dān)。

e0較大時(shí)，截面混凝土存在受拉區(qū)和受壓區(qū)。靠近軸向拉力一側(cè)的混凝土先開裂。該部分混凝土退出工作，隨著荷載的繼續(xù)增大，A′s一側(cè)的混凝土的受壓區(qū)逐漸變小、消失并轉(zhuǎn)換為受拉區(qū)，裂縫貫穿全截面。

破壞時(shí)，鋼筋A(yù)s和A′s的應(yīng)力狀態(tài)與軸向作用點(diǎn)的位置及鋼筋A(yù)s和A′s的比值有關(guān)，或均達(dá)到屈服，或僅一側(cè)達(dá)到屈服。設(shè)計(jì)時(shí)，考慮鋼筋總用量(As+A′s)最少，As和A′s均達(dá)到設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度。2．計(jì)算公式

分別對(duì)As、A′s的合力點(diǎn)取矩

令

，

，則第一項(xiàng)代表軸向拉力N所需的配筋，第二項(xiàng)反映了彎矩M對(duì)配筋的影響，M使As增大，A′s減小。3．計(jì)算方法

(1)截面設(shè)計(jì)

已知截面尺寸、材料強(qiáng)度等級(jí)、N、M，求As、A′s

得A′s得As若對(duì)稱配筋，A′s達(dá)不到屈服

(2)截面復(fù)核

已知截面尺寸、材料強(qiáng)度等級(jí)、截面配筋，求承載力N。

得N得Nmin§7．3偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪

承載力計(jì)算

軸向拉力產(chǎn)生貫通截面的法向裂縫，再施加橫向力，在彎矩作用下，壓區(qū)裂縫閉合拉區(qū)裂縫進(jìn)一步開展，且剪彎段斜裂縫寬度和傾角較大，斜裂縫末端剪壓區(qū)較小甚至沒有，因此剪壓區(qū)承擔(dān)的剪力和咬合力明顯降低。

軸向拉力對(duì)截面受剪承載力是不利的。對(duì)截面抗剪能力明顯降低，對(duì)箍筋的抗剪能力幾乎沒有影響，因此在一般受彎構(gòu)件斜截面抗剪力承載力的基礎(chǔ)上減去軸向拉力引起的減低效應(yīng)。當(dāng)公式右邊的計(jì)算值小于

取等于但不得小于0.