受拉構(gòu)件設(shè)計案例

1、職業(yè)教育水利水電建筑工程專業(yè)水工混凝土結(jié)構(gòu)例題（受拉構(gòu)件設(shè)計）水工混凝土結(jié)構(gòu)項目組2015年3月受拉構(gòu)件設(shè)計例題【案例35】某壓力水管內(nèi)半徑r=800mm，管壁厚120mm，采用C25混凝土，受力鋼筋采用HRB335級，分布鋼筋采用HPB235級，水管內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值pk=0.2N/mm2，承載力安全系數(shù)K=1.20，試進行配筋計算。解：忽略管壁自重的影響，并考慮管壁厚度遠小于水管半徑，則可認為水管承受沿環(huán)向的均勻拉應(yīng)力，所以壓力水管承受內(nèi)水壓力時為軸心受拉構(gòu)件。可變荷載（內(nèi)水壓力）屬于一般可變荷載，計算內(nèi)力時應(yīng)乘以系數(shù)1.20。鋼筋強度 fy=300 N/mm2。管壁單位長度（取b=1000m

2、m）內(nèi)承受的軸向拉力設(shè)計值為：N=1.20pk rb=1.200.28001000=192000 N鋼筋截面面積： As=KN / fy=1.20192000/300=768mm2管壁內(nèi)外層各配置受力鋼筋10200（As=786mm2），分布鋼筋采用8200，配筋圖如下圖所示。管壁配筋圖【案例36】某鋼筋混凝土輸水涵洞為2級建筑物，涵洞截面尺寸如圖328所示。該涵洞采用C25（fc =11.9N/mm2）混凝土及HRB335級鋼筋（fy =300N/mm2），使用期間在自重、土壓力及動水壓力作用下，每米涵洞長度內(nèi)，控制截面AA的內(nèi)力設(shè)計值M= 36kNm，N =330kN，K=1.20，as

3、= as=60mm，涵洞壁厚為550mm，試配置控制截面的鋼筋。解：（1）判別偏心受拉構(gòu)件類型 h0 =has= 55060= 490mm e0 = M/N = 36/330 = 0.109m = 109mmh/2as = 550/260 = 215mm屬于小偏心受拉構(gòu)件。（2）計算縱向鋼筋A(yù)s和Ase =h/2ase0 = 550/260109=106mme= h/2as+e0 = 550/260+109=324mm根據(jù)式（344）和（345）得：=995mm2minbh0=0.00151000490 =735mm2mm2minbh0 = 0.00151000490 =735mm2（3）選配

4、鋼筋并繪制配筋圖由于As及As均應(yīng)滿足最小配筋率的要求，所以內(nèi)外側(cè)鋼筋各選配14150（As= As=1026mm2/m），分布鋼筋選用10200。截面配筋如下圖所示。輸水涵洞截面與AA截面配筋圖【案例37】某渡槽（3級建筑物）底板設(shè)計時，沿水流方向取單寬板帶為計算單元（取b =1000mm），底板厚度h=300mm，計算簡圖如下圖所示，已知跨中截面上彎矩設(shè)計值M = 24.0kNm（底板下部受拉），軸心拉力設(shè)計值N =12.0kN，K=1.20，根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性要求取as=as=40mm，采用C25混凝土（fc=11.9N/mm2）及HRB335級鋼筋（fy= fy=300N/mm2），試配置

5、跨中截面的鋼筋并繪制配筋圖。解：（1）判別偏心受拉構(gòu)件類型e0=M/N=24.0/12.0=2.0mh/2as=0.3/20.04 =0.11m屬于大偏心受拉構(gòu)件。（2）計算受壓鋼筋A(yù)s h0 = has=30040=260mm e =e0h/2+as=2000300/2+40=1890mm 查表得smax= 0.358。渡槽底板計算簡圖 按構(gòu)造規(guī)定配置10200（As=393mm2 minbh0 = 0.00151000260=390mm2）,此時，本題轉(zhuǎn)化為已知As 求As，其計算方法與大偏心受壓柱相似。（3）已知As 求As x=h0=0.0016260=0.42mm2as=240=80

6、mm，則As應(yīng)按式（352）計算。 e=e0 +h/2as= 2000+300/240 = 2110mm minbh0= 0.00151000260=390mm2（4）選配鋼筋并繪制配筋圖受拉鋼筋選用12200（實際鋼筋面積As=565mm2）, 分布鋼筋選用8200配筋圖如下圖所示。渡槽底板截面配筋圖對稱配筋的偏心受拉構(gòu)件，不論大小偏心受拉，均按小偏心受拉構(gòu)件的公式（344）計算As及As，同時應(yīng)滿足最小配筋率的要求?！景咐?8】某壓力水管內(nèi)半徑r=800mm，管壁厚120mm，采用C20混凝土和HRB335級鋼筋，水管內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值pk=0.2N/mm2，承載力安全系數(shù)K=1.20，配筋見

7、案例3-5圖，試進行抗裂驗算。解：忽略管壁自重的影響，并考慮管壁厚度遠小于水管半徑，則可認為水管承受沿環(huán)向的均勻拉應(yīng)力，所以壓力水管承受內(nèi)水壓力時為軸心受拉構(gòu)件。混凝土強度ftk=1.54 N/mm2。對荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，可取ct=0.85。Nk=pkrb=0.28001000=160000NA0=bh+EAs=10001202.0105786/(2.55104)=126165mm2ctftkA0=0.851.54126165=165150 NNk=160000N滿足抗裂要求。【案例39】 某鋼筋混凝土矩形水池，池壁厚為200mm，采用C25混凝土和HRB335級鋼筋（Es=2.0105N/mm2），沿池壁1m高度的垂直截面上作用的軸心拉力標(biāo)準(zhǔn)值Nk=21kN，彎矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk=16.6kNm，沿池壁的內(nèi)外側(cè)均勻布置鋼筋10150（As=As=524mm2），配筋圖如下圖所示?；炷帘Ｗo層厚度c=25 mm。二類環(huán)境下裂縫寬度限值wlim=0.30mm，驗算裂縫寬度是否滿足要求。解：取1m高池壁為計算單元，即b=1000mm，h=200mm，as=c+d/2=30mm，h0=has=20030=170 mm。e0=MkNk=16.6/21=0.79m=790mmh/2as=10030=70mm屬于大偏心受拉構(gòu)件。es =e0h