1、思 考 題 答 案7.1 實際工程中，哪些受拉構件可以按軸心受拉構件計算，哪些受拉構件可以按偏心受拉構件計算？答：由于混凝土是一種非勻質材料，加之荷載不可避免的偏心和施工上的誤差，無法做到縱向拉力能通過構件任意正截面的形心線，因此嚴格地說實際工程中沒有真正的軸心受拉構件。但當構件上彎矩很小（或偏心距很小）時，為方便計算，可將此類構件簡化為軸心受拉構件進行設計，如承受節點荷載的屋架或托架的受拉弦桿、腹桿，剛架、拱的拉桿，承受內壓力的環形管壁及圓形貯液池的壁筒等。偏心受拉構件時一種介于軸心受拉構件與受彎構件之間的受力構件。如矩形水池的池壁、工業廠房雙肢柱的受拉肢桿、受地震作用的框架邊柱、承受節間荷

2、載的屋架下弦拉桿等。7.2 大小偏心受拉構件的界限是什么？這兩種受拉構件的受力特點和破壞形態有何不同？答：大、小偏心受拉構件的本質界限是構件截面上是否存在受壓區。由于截面上受壓區的存在與否與軸向拉力N作用點的位置有直接關系，所以在實際設計中以軸向拉力N的作用點在鋼筋As和A's之間或鋼筋As和A's之外，作為判定大小偏心受拉的界限。當縱向拉力N作用在As合力點與A's合力點之間（e0h/2as）時（圖7.3），發生小偏心受拉破壞。小偏心受拉破壞，截面混凝土都將裂通，偏心拉力全有左右兩側的縱向鋼筋承受。只要兩側鋼筋均不超過正常需要量，則當截面達到承載能力極限狀態時，鋼筋A

3、 s和A's的拉應力均可能達到屈服強度。因此可以認為，對0<e0h/2as的小偏心受拉構件，混凝土完全不參加工作，兩側鋼筋A s及A's均受拉屈服。當縱向拉力N作用在As合力點與A's合力點之外（e0>h/2as）時（圖7.4），發生大偏心受拉破壞。大偏心受拉破壞特征與As的數量多少有關，當As數量適當時，受拉鋼筋首先屈服，然后受壓鋼筋應力達到屈服強度，受壓區邊緣混凝土達到極限壓應變而破壞，這與大偏心受壓破壞特征類似。設計時應以這種破壞形式為依據。而當As數量過多時，則首先是受壓區混凝土被壓壞，受壓鋼筋應力能夠達到屈服強度，但受拉鋼筋As不屈服，這種破壞形式

4、具有脆性性質，設計時應予以避免。7.3 偏心受拉構件的破壞形態是否只與力的作用位置有關？是否與鋼筋用量有關？答：大、小偏心受拉構件的區分，與偏心受壓構件不同，它是以到達正截面承載力極限狀態時，截面上是否存在有受壓區來劃分的。當縱向拉力作用N于As與A¢s之間時，受拉區混凝土開裂后，拉力由縱向鋼筋As負擔，而As位于N的外側，有力的平衡可知，截面上將不可能再存在有受壓區，縱向鋼筋A¢s受拉。因此，只要N作用在As與A¢s之間，與偏心距大小及配筋率無關，均為全截面受拉的小偏心受拉構件。當縱向拉力作用N于As與A¢s間距之外，部分截面受拉，部分受壓。拉區混凝土

5、開裂后，有平衡關系可知，與As的配筋率無關，截面必須保留有受壓區，A¢s受壓為大偏心受拉構件。7.4 軸向拉力對偏心受拉構件的斜截面承載力有何影響？在抗剪計算時如何考慮這一影響？答：研究表明，由于軸向拉力的存在，使混凝土的剪壓區高度比僅受到彎矩M作用時小，同時軸向拉力的存在也增大了構件中的主拉應力，使得構件中的斜裂縫開展得較長、較寬，且傾角也較大，從而導致構件的斜截面受剪承截力降低。軸向拉力對斜截面受剪承載力的不利影響為0.06N0.16N，考慮到結構試驗條件與實際工程條件的差別，同時考慮拉力的存在對構件抗剪是一不利作用，因此通過可靠度的分析計算，將軸向拉力這種不利影響取為0.2N。

6、 7.5 比較雙筋梁、不對稱配筋的大偏心受壓構件及大偏心受拉構件正截面承載力計算的異同。答：相同點：雙筋梁、不對稱配筋的大偏心受壓構件及大偏心受拉構件的截面受力情況與雙筋矩形截面受彎構件的受力情況非常接近，三者的破壞特征相類似；在界限破壞時破壞特征相同，均為受拉鋼筋應力達到屈服強度fy的同時受壓區邊緣混凝土達到極限壓應變cu，因此，三者的界限相對受壓區高度b相同；在正截面承載力計算時，建立基本公式的原理相同，均為力的平衡和力矩的平衡；適用條件也相同。不同點：三者所受的力稍有不同，受彎構件截面上作用的是一個彎矩M，大偏心受壓構件截面上作用的是一個偏心壓力N，大偏心受拉構件截面上作用的是一個偏心拉

7、力N，這樣基本公式就稍有不同；大偏心受壓構件要考慮附加偏心矩和偏心矩增大系數，而雙筋梁和大偏心受拉構件不考慮。7.6 公路橋規對大、小偏心受拉構件縱向鋼筋的最小配筋率有哪些要求?答：公路橋規規定小偏心受拉構件一側縱筋的配筋率（%）應按毛截面面積計算，其值應不小于45ftdfsd，同時不小于0.2%。公路橋規規定大偏心受拉構件一側受拉縱筋的配筋百分率（%）按Asbh0計算（h0為截面有效高度），其值應不小于45ftdfsd，同時不小于0.2%。習 題 答 案7.1 已知某鋼筋混凝土拉桿，處于一類環境，截面尺寸b×h250mm×250mm，采用C20混凝土，其內配置420（HR

8、B335級）鋼筋；構件上作用軸心拉力設計值N=360kN。試校核此拉桿是否安全？【解】查附表X可知：HRB335鋼筋，fy 300N/mm2；查附表X. X.可知420，As1256mm2代入計算公式（7-1）得所以，此拉桿安全。7.2 已知某偏心受拉構件，處于一類環境，截面尺寸b×h300mm×500mm，采用C30混凝土和HRB335級鋼筋；承受軸心拉力設計值N=900kN，彎矩設計值M=90kNm。求鋼筋截面面積As、A's。【解】（1）基本參數查附表x和附表x，C30混凝土ft=1.43MPa，HRB335級鋼筋fy=300MPa查附表x，一類環境，c=25

9、mm，a's=as=c+d/2=25+20/2=35mm（2）判斷偏心類型，屬于小偏心受拉構件。（3）計算幾何條件（4）求As和As' （5）選用鋼筋并繪制配筋圖 習題7.2 截面配筋圖As選用622（As=2281mm2），A's選用216（A's=804mm2）。7.3 已知某偏心受拉構件，處于一類環境，截面尺寸b×h300mm×450mm，采用C30混凝土和HRB335鋼筋；承受軸心拉力設計值N=600kN，彎矩設計值M=150kNm。求鋼筋截面面積As、A's。【解】（1）基本參數查附表X和附表X，C30混凝土ft=1.43M

10、Pa，fC=14.3MPa，HRB335級鋼筋fy=300MPa，b =0.55查附表X，一類環境，c=25mm，a's=as=c+d/2=25+20/2=35mm， （2）判別類型 e0=M/N=150×103/600=250mmh/2 a=450/235=190mm，屬大偏心受拉。 （3）配筋計算h 0=45035=415mm，x=bh0=0.55×415=228.3mm，e=e0h/2+as =900450/2+35=710mm，為充分發揮受壓區混凝土抗壓作用，設計時同偏心受壓構件一樣，為了使鋼筋總用量（As+A's）最少，取x=bh0代入公式（7-6

11、）得： 查附表X，按構造要求配置mm2，實配2 14（A's=308mm2）。 x=h0=0.169*415=70.1mm 2a's=2×35=70mm習題7.3 截面配筋圖（4）選用鋼筋并繪制配筋圖 As選用328+325（As=3320mm2），A's選用214（A's=308mm2）。7.4 已知某鋼筋混凝土偏心受拉構件，b×h300mm×450mm，處于I類環境，結構安全等級為二級；C25混凝土，縱筋取HRB335級，箍筋R235級；已知Nd500kN，e0150mm，求不對稱配筋時的鋼筋面積。【解】（1）基本參數查附表x和

12、附表x，C25混凝土，ftd=1.23Mpa，HRB335級鋼筋， fsd=280Mpa結構安全等級為二級，公路橋規規定小偏心受拉構件一側縱筋的配筋率（%）應按毛截面面積計算，其值應不小于45ftdfsd，同時不小于0.2%。，所以設a's=as=40mm（2）判斷偏心類型，屬于小偏心受拉構件。（3）計算幾何條件h 0=45040=410mm（4）求As和As'由公式7-16和7-17可得到： 取As'270 mm2（5）選用鋼筋并繪制配筋圖 As選用225222（As=1742mm2），習題7.4 截面配筋圖A's選用214（A's=308mm2）。7

13、.5 在習題7.4中，若e0300mm，其它條件不變，求不對稱配筋時的鋼筋面積。【解】（1）基本參數查附表x和附表x，C25混凝土，ftd=1.23Mpa，fcd=11.5Mpa HRB335級鋼筋， fsd=280Mpa公路橋規規定大偏心受拉構件一側受拉縱筋的配筋百分率（%）按Asbh0計算（h0為截面有效高度），其值應不小于45ftdfsd，同時不小于0.2%。，所以設a's=as=40mm（2）判斷偏心類型，屬于大偏心受拉構件。（3）計算幾何條件h 0=45040=410mm（4）求As和As'為充分發揮受壓區混凝土抗壓作用，設計時同偏心受壓構件一樣，為了使鋼筋總用量（A

14、s+A's）最少，取x=bh0=0.56×410=229.6mm代入公式（7-19）可得： 查附表X，按構造要求配置mm2，實配214（A's=308mm2）。由公式（7-19）計算混凝土受壓區高度（x）為：此時應按式7-20計算所需的As值，即另外取A's0分別計算出As，由7-19重求x此時應按式7-20計算所需的As值，兩種情況計算出的As值相同。選配鋼筋525（As=2454mm2）習題7.5 截面配筋圖 7.6 條件同習題7.5，求對稱配筋時的鋼筋面積。【解】（1）基本參數查附表x和附表x，C25混凝土，ftd=1.23Mpa，fcd=11.5Mpa HRB335級鋼筋， fsd=280Mpa公路橋規規定大偏心受拉構件一側受拉縱筋的配筋百分率（%）按Asb