2024年5月17日发(作者：小霸王游戏机网页版)

第7章 受拉构件的受力性能与设计

教学提示：本章主要介绍轴心受拉构件、偏心受拉构件的受力性能与设计计算方法；重点是轴

心受拉构件和偏心受拉构件正截面受拉承载力的计算，应引导学生将本章大小偏心受拉构件与第6

章大小偏心受压构件正截面承载力的计算方法相比较。

学习要求：通过本章学习，学生应熟悉轴心受拉构件正截面受拉承载力的计算，熟悉偏心受拉

构件两种破坏形态的特征和正截面受拉承载力的计算，了解轴向拉力对斜截面受剪承载力的影响，

熟悉偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算。

7.1概述

承受轴向拉力且轴向拉力起控制作用或承受轴向拉力与弯矩共同作用的构件称为受拉构件。受

拉构件可分为轴心受拉和偏心受拉两种类型。其中，轴向拉力作用线与构件正截面形心线重合且不

受弯矩作用的构件称为轴心受拉构件；轴向拉力作用线与构件正截面形心线不重合或构件承受轴向

拉力与弯矩共同作用的构件称为偏心受拉构件。

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，无法做到轴向拉力

恰好通过构件正截面的形心线，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

点荷载屋架或托架的受拉弦杆、腹杆，刚架、拱的拉杆，以及承受内压力的环形管壁和圆形贮液池

的壁筒等，如图7-1(a)、(b)所示。

偏心受拉构件是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，如图7-1(c）所

示。

（a）圆形贮液池 （b）承受节点荷载的屋架 （c）矩形水池

图7-1 受拉构件工程实例

7.2 轴心受拉构件正截面的受力性能与承载力计算

7.2.1 轴心受拉构件正截面的受力性能

混凝土抗拉强度很低，利用混凝土抵抗拉力是不合理的。因此，对于承受轴心拉力的构件一般

采用钢构件或预应力混凝土构件。但实际工程中，考虑到施工方便等因素，对于钢筋混凝土屋架的

受拉弦杆等构件，仍采用钢筋混凝土轴心受拉构件。

对于钢筋混凝土轴心受拉构件，在混凝土开裂退出工作后，裂缝截面的拉力由钢筋承受。钢筋

周围的混凝土可以保护钢筋，节省经常性的维护费用，且抗拉刚度比钢拉杆大，但其裂缝宽度应控

制在规范允许范围内。

轴心受拉构件从开始加载到构件破坏，受力过程可分为三个阶段。

1．第Ⅰ阶段

从开始加载到混凝土即将开裂为第Ⅰ阶段。这一阶段混凝土与钢筋共同受力，轴向拉力与变形

1

基本为线性关系。随着荷载的增加，混凝土很快达到极限拉应变，即将出现裂缝。对于使用阶段不

允许开裂的构件，应以此受力状态作为抗裂验算的依据。

2．第Ⅱ阶段

从混凝土开裂到受拉钢筋即将屈服为第Ⅱ阶段。当裂缝出现后，裂缝截面的混凝土退出工作，

截面上的拉力全部由钢筋承受。对于使用阶段允许出现裂缝的构件，应以此阶段作为裂缝宽度验算

的依据。

3．第Ⅲ阶段

从受拉钢筋屈服到构件破坏为第Ⅲ阶段，构件某一裂缝截面的受拉钢筋应力首先达到屈服强度，

随即裂缝迅速开展，荷载稍有增加甚至不增加，都会导致裂缝截面的全部钢筋达到屈服强度。此时，

可认为构件达到了破坏状态，即达到极限荷载N

u

。应以此受力状态作为截面承载力计算的依据。

7.2.2 轴心受拉构件正截面受拉承载力计算

轴心受拉构件破坏时，裂缝截面的混凝土不承受拉力，全部拉力由钢筋承受，图7-2为其正截面

承载力计算简图。轴心受拉构件正截面受拉承载力计算公式如下：

N≤f

y

A

s

（7-1）

式中 N——轴向拉力设计值；

f

y

——钢筋抗拉强度设计值，按附表1-5取用；

A

s

——受拉钢筋截面面积，应满足A

s

≥{(0.9f

t

/f

y

)A，0.004A}

max

，A为构件截面面积。

N

f

y

A

s

A

s

图7-2 轴心受拉承载力计算简图

【例7.1】 已知某钢筋混凝土屋架下弦，安全等级为二级，截面尺寸b×h＝200mm×150mm，承

受的轴心拉力设计值

N=295kN

，混凝土强度等级C30，钢筋为HRB400。求截面配筋。

【解】

查附表1-2得：C30混凝土，f

t

＝1.43N/mm

2

；查附表1-5得：HRB400钢筋，f

y

＝360N/mm

2

。

计算由最小配筋率控制的钢筋面积：(0.9f

t

/f

y

)A＝107.3mm

2

；0.004A＝120mm

2

由公式（7-1）得：

A

s

=

N

295

×

10

3

==

819mm

2

>

ρ

min

A=

120mm

2

（满足要求）

f

y

360

选用4 16，A

s

＝804mm

2

。

7.3 偏心受拉构件正截面的受力性能与承载力计算

7.3.1 偏心受拉构件正截面的受力性能

偏心受拉构件承受偏心拉力的作用，或同时承受轴心拉力N和弯矩M作用，其偏心距e

0

＝M／N

。

它是一种介于轴心受拉构件（e

0

＝0）与受弯构件（N=0，相当于e

0

＝∞）之间的受力构件。偏心受拉

构件纵向钢筋的布置方式与偏心受压构件相同，离轴向拉力较近一侧所配置的钢筋称为受拉钢筋，

其截面面积用A

s

表示；离轴向拉力较远一侧所配置的钢筋称为受压钢筋，其截面面积用A'

s

表示。根

据偏心距大小的不同，构件破坏分为小偏心受拉破坏和大偏心受拉破坏两种情况。

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