六刚劲混凝土手拉承载力计算.pptx

p受拉构件是水利水电工程中最常见的构件之一。受拉构件是水利水电工程中最常见的构件之一。如桁架结构的如桁架结构的腹杆和下弦杆腹杆和下弦杆、渡槽的底板、圆形水池、渡槽的底板、圆形水池或水管等等。或水管等等。p受拉构件分类受拉构件分类 一、概一、概 述述(a)轴心受拉构件轴心受拉构件(b)偏心受拉构件偏心受拉构件压压压压压压拉拉拉拉桁架结构中的腹杆和下弦杆桁架结构中的腹杆和下弦杆承受内水压力的管道壁承受内水压力的管道壁工程实例工程实例 钢筋混凝土桁架或拱拉杆、受内压力作用的环形截面管钢筋混凝土桁架或拱拉杆、受内压力作用的环形截面管壁及圆形贮液池的筒壁等，通常按壁及圆形贮液池的筒壁等，通常按轴心受拉构件轴心受拉构件计算。计算。按轴心受拉构件计算的构件按轴心受拉构件计算的构件 矩形水池的池壁、埋在地下的压力水管、工业厂房中双矩形水池的池壁、埋在地下的压力水管、工业厂房中双肢柱的受拉肢杆属于肢柱的受拉肢杆属于偏心受拉构件偏心受拉构件。按偏心受拉构件计算的构件按偏心受拉构件计算的构件 计算过程中，对于轴心受拉构件考虑到计算过程中，对于轴心受拉构件考虑到偶然偏心偶然偏心影响，应影响，应适当增加配筋量。适当增加配筋量。但是受拉构件通过增加钢筋用量来提高但是受拉构件通过增加钢筋用量来提高构件的构件的抗裂能力抗裂能力抗裂能力抗裂能力是非常不经济的。是非常不经济的。受拉构件中，一般既受轴向拉力，又受弯矩作用，设计时受拉构件中，一般既受轴向拉力，又受弯矩作用，设计时为计算方便通常将构件截面所受到的轴向拉力和弯矩转化为计算方便通常将构件截面所受到的轴向拉力和弯矩转化为为偏心拉力偏心拉力进行。进行。真正的真正的轴心受拉构件几乎不存在轴心受拉构件几乎不存在。二、两种受拉构件的界限二、两种受拉构件的界限偏心受拉构件截面上作用有偏心受拉构件截面上作用有偏心距为偏心距为e0的轴向拉力的轴向拉力 e 当纵向拉力当纵向拉力N N作用在钢筋作用在钢筋A As s合力点即合力点即A As s合力点范围以外时，属合力点范围以外时，属于于大偏心受拉大偏心受拉；作用在合力点范围以内时，属于；作用在合力点范围以内时，属于小偏心受拉小偏心受拉。大小偏心受拉构件的大小偏心受拉构件的界限界限（1）当偏心距）当偏心距e0h/2-a时，属于时，属于小偏心受拉构件小偏心受拉构件；（2）当偏心距）当偏心距e0h/2-a时时，属于属于大偏心受拉构件大偏心受拉构件。三、三、小偏心受拉构件正截面承载力计算小偏心受拉构件正截面承载力计算三个受力阶段：三个受力阶段：第第阶段为从加载到混凝土受拉开裂前；阶段为从加载到混凝土受拉开裂前；第第阶段为混凝土开裂后至钢筋即将屈服；阶段为混凝土开裂后至钢筋即将屈服；第第阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢 筋达到屈服。筋达到屈服。承载力计算公式：承载力计算公式：N为轴向拉力的设计值；为轴向拉力的设计值；fy为钢筋抗拉强度设计值；为钢筋抗拉强度设计值；As为全部受拉钢筋的截面面积。为全部受拉钢筋的截面面积。（1 1）轴心受拉构件正截面承载力计算）轴心受拉构件正截面承载力计算NtNtNcrNcrNuNu小偏心受拉破坏：小偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N在在As与与As之间，全截面均受拉应之间，全截面均受拉应力，但力，但As一侧拉应力较大，一侧拉应力较大，As一侧拉应力较小。一侧拉应力较小。随着拉力增加，随着拉力增加，As一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，面，As和和As纵筋均受拉，最后纵筋均受拉，最后As和和As均屈服而达到极限承载均屈服而达到极限承载力。力。不考虑混凝土的受拉工作不考虑混凝土的受拉工作。（2 2）小偏心受拉构件正截面的承载力计算小偏心受拉构件正截面的承载力计算Nueee0 xfyAsfyAsfcaah0-a基本基本公式公式截面截面设计设计对对称称配配筋筋时时，A A s s达不到屈服达不到屈服 p 截面设计截面设计 所求所求AsAs满足最小配筋率的要求。满足最小配筋率的要求。p 截面复核截面复核 已已知知截截面面尺尺寸寸、外外力力N N、材材料料强强度度等等级级、截截面面配配筋筋，求求承承载力载力NuNu。判断大小偏心受压判断大小偏心受压 计算外力计算外力N N到纵向钢筋的距离到纵向钢筋的距离 计算计算Nu值值四、四、大偏心受拉构件正截面承载力计算大偏心受拉构件正截面承载力计算大偏心受拉破坏：大偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N在在As外侧，外侧，As一侧受拉，一侧受拉，As一侧受压，一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通整个混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。截面的裂缝。最后，与大偏心受压情况类似，最后，与大偏心受压情况类似，As达到受拉屈服，受压侧混凝土受达到受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏。压破坏。大偏心受拉构件Nu eee0 xfyAsfyAsfcaah0-a1.破坏形态破坏形态大偏心受拉构件大偏心受拉构件 2.2.受力分析受力分析 截面混凝土在靠近轴向力一侧受拉，远离轴向力一侧受压,随着N值的增大，混凝土开裂后，截面裂缝不会贯通，始终存在受压区，否则内外力不能保持平衡。若拉侧的钢筋配置适当，随N值增大至拉侧钢筋屈服时，裂缝的延伸使受压区面积减小，压应力增大，直至压侧边缘混凝土应变达到极限压应变，混凝土被压碎而破坏。若拉侧的钢筋配置过多，而压侧的钢筋又太少，也有可能压侧的混凝土先被压碎，而此时拉侧的钢筋并未屈服，是一种脆性破坏脆性破坏。若 取 2.2.计算公式计算公式 适用条件：适用条件：混凝土受压区高度应符合 如计算中考虑普通受压钢筋，尚应符合 Nu eee0 xfyAsfyAsfcaah0-a3 3计算方法计算方法(1)(1)截面设计截面设计 1)已知截面尺寸、材料强度等级、N、M，求As，As 判别偏心类型：e0=M/N求As：求As：或为负值 若 表明As处于混凝土压区合力点的内内侧侧，压区混凝土很小，可忽略不计,近似取 近似认为受压混凝土合力点与受压钢筋合力点重合。As达不到屈服，对As合力点取矩 若 所求As满足条件例例一矩形截面偏心受拉构件，一矩形截面偏心受拉构件，bh=1000mm550mm，承受的，承受的内力设计值内力设计值M=66kN.m，N=201kN，a=a=60mm，混凝土强，混凝土强度等级为度等级为C25，钢筋为，钢筋为HRB335级，试进行配筋设计。级，试进行配筋设计。【解解】1.设计参数设计参数 fc=11.9N/mm2，fy=fy=300N/mm2，h0=h-a=550-60=490mm，2.判断大小偏心受拉破坏类型判断大小偏心受拉破坏类型 e0=M/N=66/201=0.328m=328mm(h/2-a)=215mm 所以所以N作用点在钢筋范围之外，属于作用点在钢筋范围之外，属于大偏心受拉构件大偏心受拉构件，一侧受，一侧受拉，一侧受压，配筋分别为拉，一侧受压，配筋分别为As和和As3.配筋计算 e=e0-h/2+a=328-550/2+60=113mm，设xb=x xbh0=0.55490=269.5mm取选配选配4 18的受压钢筋，的受压钢筋，As=1017mm2。按按As已知的情况计算已知的情况计算As说明按所选的说明按所选的As进行设计就不需要混凝土承担任何内力了，意进行设计就不需要混凝土承担任何内力了，意味着味着As的应力不会达到屈服强度，所以按的应力不会达到屈服强度，所以按x=2a计算计算As选配选配6 14的受压钢筋，的受压钢筋，As=923mm2。