当纵向拉力N作用在As合力点与A's合力点之外（e0>h/2－as）时，发生大偏心受拉破坏。大偏心受拉破坏特征与As的数量多少有关，当As数量适当时，受拉钢筋首先屈服，然后受压钢筋应力达到屈服强度，受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏，这与大偏心受压破坏特征类似。设计时应以这种破坏形式为依据。而当As数量过多时，则首先是受压区混凝土被压坏，受压钢筋应力能够达到屈服强度，但受拉钢筋As不屈服，这种破坏形式具有脆性性质，设计时应予以避免。7.3 偏心受拉构件的破坏形态是否只与力的作用位置有关？是否与钢筋用量有关？
答：大、小偏心受拉构件的区分，与偏心受压构件不同，它是以达到正截面承载力极限状态时，截面上是否存在受压区来划分的。当纵向拉力N作用于As与A′s之间时，受拉区混凝土开裂后，拉力由纵向钢筋As负担，而As位于N的外侧，由力的平衡可知，截面上将不可能再存在受压区，纵向钢筋A′s受拉。因此，只要N作用在As与A′s之间，与偏心距大小及配筋率无关，均为全截面受拉的小偏心受拉构件。当纵向拉力N作用于As与A′s之外，部分截面受拉，部分受压。拉区混凝土开裂后，由平衡关系可知，截面必须保留有受压区，A′s受压，为大偏心受拉构件。因此，偏心受拉构件的破坏形态只与力的作用位置有关，与钢筋用量无关。
7.4 轴向拉力对偏心受拉构件的斜截面受剪承载力有何影响？在抗剪计算时如何考虑这一影响？
答：研究表明，与受弯构件的斜截面受剪承载力相比，轴向拉力的存在，使得构件中的剪压区高度减小，主拉应力增大，斜裂缝的宽度与倾角增大。因此，轴向拉力导致构件的斜截面受剪承载力降低。轴向拉力对斜截面受剪承载力的不利影响为0.06N～0.16N，降低程度随轴向拉力的增大而增加，考虑到结构试验条件与实际工程条件的差别，同时考虑拉力的存在对构件抗剪是一不利作用，
1
因此通过可靠度的分析计算，《规范》GB50010将轴向拉力的这种不利影响取为0.2N，即按下式计算偏心受拉构件的斜截面受剪承载力
7.5 比较双筋梁、不对称配筋的大偏心受压构件及大偏心受拉构件正截面受力性能和承载力计算的异同。
答：相同点：①三者的破坏特征类似，均是受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后压碎。②在界限破坏时的破坏特征相同，均为受拉钢筋应力达到屈服强度fy的同时受压区边缘混凝土达到极限压应变εcu，因此，三者的界限相对受压区高度ξb相同。③在正截面承载力计算时，建立基本公式的原理相同，均为力的平衡和力矩的平衡；公式的适用条件也相同。
不同点：①三者作用的外力不同，受弯构件截面上作用的是一个弯矩M，大偏心受压构件截面上作用的是一个偏心压力N，大偏心受拉构件截面上作用的是一个偏心拉力N。②基本公式有所不同。③大偏心受压构件要考虑附加偏心矩和二阶效应（构件端截面偏心距调节系数、截面曲率修正系数、弯矩增大系数），而双筋梁和大偏心受拉构件不考虑。
7.6 《规范》JTG D62对大、小偏心受拉构件纵向钢筋的最小配筋率有哪些要求?
答：《规范》JTG D62规定小偏心受拉构件一侧纵筋的配筋率应按毛截面面积计算，其值应不小于0.45ftd／fsd，同时不小于0.2%。
《规范》JTG D62规定大偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按As／bh0计算（h0为截面有效高度），其值应不小于0.45ftd／fsd，同时不小于0.2%。一侧受压纵筋的配筋率应按毛截面面积计算，其值应不小于0.2%。
习 题 答 案
7.1已知某钢筋混凝土屋架受拉弦杆，处于一类环境，安全等级为二级，截面尺寸b×h＝250mm×250mm，采用C25混凝土，其内配置4 20（HRB400）钢筋；构件上作用轴心拉力设计值N=420kN。试校核此拉杆是否安全？
【解】查附表1-5可知：HRB400钢筋，fy ＝360N/mm2；查附表1-20可知：4 20，As＝1256mm2代入计算公式（7-1）得
Nu=fyAs=360×1256=452160N=452.16kN>N=420kN
所以，此拉杆安全。
7.2已知某偏心受拉构件，处于一类环境，安全等级为二级，截面尺寸b×h＝300mm×500mm，采用C30混凝土和HRB400级钢筋；承受轴心拉力设计值N=900kN，弯矩设计值M=90kN·m，弯矩作用在构件截面的长边方向。若箍筋直径dv=6mm，不对称配筋，求钢筋截面面积As、A's。
【解】（1）基本参数
查附表1-2和附表1-5可知，C30混凝土ft=1.43MPa，HRB400钢筋fy=360MPa
查附表1-14，一类环境，C30混凝土，假定钢筋单排布置，箍筋直径dv=6mm，则a's=as=35mm，h0=h'0=500–35=465mm
f1.43
ρmin=45t%=45×%=0.179%<0.2%，故ρmin=0.2%
fy360
（2）判断偏心类型
h50090×106
e0==100mm<−a=−35=215mm，属于小偏心受拉构件。 s3
22900×10
2
（3）计算e’、e
e'=
500
+100−35=315mm 2 500 e=−100−35=115mm
2
（4）求As和As'
900000×315Ne'
=As='
（465－35）—as)360×fy(h0
=1831mm2≥ρminbh=0.2%×300×500 =300mm2
As'=
Ne900000×115=
（465－35）fy(h0—as')360×
=669mm2≥ρminbh=300mm2
（5）选用钢筋并绘制配筋图
As选用6 20（As=1884mm2）， 习题7.2 截面配筋图
2
A's选用2 22（A's=760mm）。
7.3已知某偏心受拉构件，处于一类环境，安全等级为二级，截面尺寸b×h＝300mm×450mm，采用C30混凝土和HRB335钢筋；承受轴心拉力设计值N=600kN，弯矩设计值M=150kN·m，弯矩作用在构件截面的长边方向。若箍筋直径dv=6mm，不对称配筋，求钢筋截面面积As、A's。 【解】（1）基本参数
查附表1-2、附表1-5及附表1-10~1-11可知，C30混凝土ft=1.43MPa，fC=14.3MPa，HRB335级钢筋fy=300MPa，ξb =0.550
查附表1-14，一类环境，C30混凝土，假定钢筋单排布置，箍筋直径dv=6mm，则a's=as=35mm，h0=h'0=450–35=415mm
查附表1-18，ρmin=45ft%=45×1.43%=0.215%>0.2%，ρmin′=0.2%
300fy （2）判别类型
e0=M/N=150×103/600=250mm＞h/2– as=450/2–35=190mm，属于大偏心受拉构件。 （3）配筋计算
xb=ξbh0=0.550×415=228.3mm，
e=e0–h/2+as =250–450/2+35=60mm， 为充分发挥受压区混凝土抗压作用，同大偏心受压构件一样，为了使钢筋总用量（As+A's）最少，取x=ξbh0，由公式（7-5-1）可得：
As'==
Ne−fcbxb(h0−0.5xb)
fy'(h0−as')
600×10×60−14.3×300×228.3×(415−0.5×228.3)
<0
300×(415−35)
3
′bh=0.2%×300×450=270mm2，实配2 14（A's=308mm2）。 按构造要求配置As'=ρmin
3
x=h0(1−1−
2(Ne−fy'As'(h0−as'))
α1fcbh20
)
2×(600×103×60−300×308×(415−35))
=415×(1−1−) 2
1.0×14.3×300×415
=0.50mm<2as'=2×35=70mm
e'=e0+h/2−as'=250+450/2−35=440mm
Ne'
As='fy(h0−as)600×103×440=300×(415−35)=2316mm2>ρminbh=0.215%×300×450=290mm2
（4）选用钢筋并绘制配筋图 As选用622（As=2281mm2）， A's选用214（A's=308mm2）。 7.4某钢筋混凝土偏心受拉构件，处于一类环境，安全等级为二级，截面尺寸b×h= 300mm×400mm， C30混凝土，纵筋为HRB400钢筋，已配有3 14受压钢筋（A's =461mm2）和5 20受拉钢筋（As =1570mm2），配有φ8@150的箍筋（箍筋为HPB300钢筋）。若该构件承受轴向拉力设计值N=800kN，弯矩设计值M=92kN·m，弯矩作用在构件截面的长边方向，试校核该构件是否安全？
【解】
（1）确定基本参数
查附表1-2和附表1-5可知：C30混凝土ft=1.43MPa，fc=14.3MPa，α1=1.0。HRB400钢筋fy= fy'=360Mpa，ξb=0.518
查附表1-13，一类环境，C30混凝土，c=20mm，则as= c + dv +d/2=38mm， a's= c + dv +d'/2=35mm， h0=h- as=362mm，h'0=h- a's=365mm （2）复核最小配筋率
f1.430.45t=0.45×=0.0018＜0.002，取ρmin=0.002
fy360
2
⎧A1570mm=⎪
ρminbh=ρ'minbh=0.002×300×400=240mm2<⎨s
2
⎪⎩A's=461mm
所以满足最小配筋率要求。
（3）判断偏心类型
M92×106
＜h−as=162mm，属于小偏心受拉构件。 e0===115mm
2N800×103
（4）计算e、e’
e=
400h
−as−e0=−38−115=47mm 22h400'
e'=−as+e0=−35+115=280mm
22
（5）求Nu
由公式（7-2-1）、（7-2-2）得：
4
⎧fyAs'(h0−as')⎫⎧360×461×(362−35)⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪e47Nu=⎨=min⎬⎨⎬min'
××−3601570(36538)⎪fyAs(h0−as)⎪⎪⎪ ⎪⎪⎪⎪280⎩⎭e'⎩⎭
⎧1154658⎫=⎨⎬min=660073N=660kN660073⎩⎭
因为Nu=660kN< N=800kN，所以该构件不安全。
7.5某钢筋混凝土偏心受拉构件，处于一类环境，安全等级为二级，截面尺寸b×h= 300mm×400mm， C30混凝土，纵筋为HRB400钢筋，已配有2 14受压钢筋（A's =308mm2）和5 20受拉钢筋（As =1570mm2），配有φ8@150的箍筋（箍筋为HPB300钢筋）。若沿构件截面长边方向作用有一个偏心距e0=320mm轴向拉力，求该轴向拉力的极限值。
【解】
（1）确定基本参数
同习题7.1
（2）复核最小配筋率
f1.430.45t=0.45×=0.0018＜0.002，取ρmin=0.002
fy360
2
⎧⎪As=1570mm
ρminbh=ρ'minbh=0.002×300×400=240mm<⎨
2
⎪⎩A's=308mm
2
所以满足最小配筋率要求。
（3）判断偏心类型
e0=320mm>h−as=162mm，属于大偏心受拉构件。
2
（4）计算x
e=e0–h/2+ as=320-200+38=158mm
由公式组（7-3）消去N得到如下x的求根公式：
x=e+h0−
(e+h0)2
−
2fy'A's(a's−h0−e)+fyAse
[]α1fcb
1.0×14.3×300
=158+362−
(158+362)2−2×[360×308×(35−362−158)+360×1570×158]=16.2mm<2a's=70mm
（5）求极限轴向拉力Nu
e'= e0+h/2-a's=320+200-35=485mm
Nu=
'
fyAsh0−as
()e′
=
360×1570×(365−38)=381073N=381kN
485
所以该轴向拉力的极限值为381kN。
5
