第六讲刚劲混凝土手拉承载力计算

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1、钢筋砼受拉构件承载力计算受拉构件是水利水电工程中最常见的构件之一。如桁架结构的腹杆和下弦杆、渡槽的底板、圆形水池或水管等等。受拉构件分类一、概述(a)轴心受拉构件(b)偏心受拉构件压压压拉拉桁架结构中的腹杆和下弦杆承受内水压力的管道壁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壁及圆形贮液池的筒壁等，通常按轴心受拉构件计算。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、工业厂房中双肢柱的受拉肢杆属于偏心受拉构件。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偶然偏

2、心影响，应适当增加配筋量。但是受拉构件通过增加钢筋用量来提高构件的抗裂能力是非常不经济的。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偏心拉力进行。真正的轴心受拉构件几乎不存在。二、两种受拉构件的界限偏心受拉构件截面上作用有偏心距为e0的轴向拉力e’当纵向拉力N作用在钢筋As合力点即A’s合力点范围以外时，属于大偏心受拉；作用在合力点范围以内时，属于小偏心受拉。大小偏心受拉构件的界限（1）当偏心距e0≤h/2-a时，属于小偏心受拉构件；（2）当

3、偏心距e0＞h/2-a时，属于大偏心受拉构件。三、小偏心受拉构件正截面承载力计算三个受力阶段：第Ⅰ阶段为从加载到混凝土受拉开裂前；第Ⅱ阶段为混凝土开裂后至钢筋即将屈服；第Ⅲ阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服。承载力计算公式：N－为轴向拉力的设计值；fy－为钢筋抗拉强度设计值；As－为全部受拉钢筋的截面面积。（1）轴心受拉构件正截面承载力计算NtNtNcrNcrNuNu小偏心受拉破坏：轴向拉力N在As与A's之间，全截面均受拉应力，但As一侧拉应力较大，A's一侧拉应力较小。随着拉力增加，As

4、一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，As和A‘s纵筋均受拉，最后As和A’s均屈服而达到极限承载力。不考虑混凝土的受拉工作。（2）小偏心受拉构件正截面的承载力计算Nuee'e0xfyA'sfyAsfca'ah0-a'基本公式截面设计对称配筋时，A´s达不到屈服截面设计所求As满足最小配筋率的要求。截面复核已知截面尺寸、外力N、材料强度等级、截面配筋，求承载力Nu。判断大小偏心受压计算外力N到纵向钢筋的距离计算Nu值四、大偏心受拉构件正截面承载力计算大偏心受拉破坏：轴向拉力N在As外侧，As一侧受拉，

5、A's一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。最后，与大偏心受压情况类似，As达到受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏。大偏心受拉构件Nuee'e0xf'yA'sfyAsfca'ah0-a'1.破坏形态大偏心受拉构件2.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

6、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。若取2.计算公式适用条件：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Nuee'e0xf'yA'sfyAsfca'ah0-a'3计算方法(1)截面设计1)已知截面尺寸、材料强度等级、N、M，求A´s，As判别偏心类型：e0=M/N求As’：求As：或为负值①若表明A´s处于混凝土压区合力点的内侧，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

7、合力点重合。A´s达不到屈服，对A´s合力点取矩②若所求As满足条件例一矩形截面偏心受拉构件，b×h=1000mm×550mm，承受的内力设计值M=66kN.m，N=201kN，a=a’=60mm，混凝土强度等级为C25，钢筋为HRB335级，试进行配筋设计。【解】设计参数fc=11.9N/mm2，fy=f’y=300N/mm2，h0=h-a=550-60=490mm，2.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N作用点在钢筋范围之外

8、，属于大偏心受拉构件，一侧受拉，一侧受压，配筋分别为As和A’s3.配筋计算e=e0-h/2+a=328-550/2+60=113mm，设xb=xbh0=0.55×490=269.5mm取选配418的受压钢筋，A’s=1017mm2。按A’s已知的情况计算As说明按所选的A’s进行设计就不需要混凝土承担任何内力了，意味着A’s的应力不会达到屈服强度，所以按x=2a’计算As选配614的受压钢筋，As=923mm2。