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1、第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 第五章第五章 受弯构件斜截面的受剪性能与设计受弯构件斜截面的受剪性能与设计 学习目标 掌握剪跨比的概念、斜截面受剪的三种破坏 形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的响； 熟练掌握矩形、T形和I字形截面斜截面受剪 承载力的计算方法； 熟悉纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 1 1 受弯构件有 正截面受弯破坏（M） 斜截面受剪破坏（M、V） 斜截面受弯破坏（M、V） 5.1 5.1 概述概述 2 2 斜截面受剪通过计算和 构造来保证。 斜截面受弯通过构造来 保证。 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 本章要解决的主要问题本章
2、要解决的主要问题 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 5.2 5.2 斜截面受剪性能研究斜截面受剪性能研究 5.2.1 5.2.1 斜裂缝的形式斜裂缝的形式 弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝 腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝 箍筋 弯起钢筋 腹筋 采用增设腹筋的方法 来阻止斜裂缝的扩展 箍筋直径通常为6或8mm，且不小于d/4；弯筋常用的 弯起角度为45或60度，且不宜设置在梁截面的两侧 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 5.2.2 斜截面破坏机理 由材料力由材料力 学可知：学可知： 1 斜裂缝未形成前 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 骨料咬合作用 剪压区混凝土抗剪 钢筋的销栓作用 1. 混凝土被压碎，受
3、拉钢筋未 屈服，发生剪切破坏； 2. 受拉钢筋屈服，发生斜截面 的弯曲破坏； 3. 受拉钢筋在支座处发生锚固 破坏 2 斜裂缝形成后 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 5.2.3 5.2.3 剪跨比剪跨比 1 1 广义剪跨比广义剪跨比 V M 与支座形式、计算截 面位置等有关的系数 广义剪跨比 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 （对集中荷载简支梁 ） 2 2 计算截面的剪跨比计算截面的剪跨比 3 3 剪跨比的意义：剪跨比的意义：影响承载力和破坏形态。 a V M=Va 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 试验表明，试验表明，无腹筋梁无腹筋梁的斜截面的斜截面 受剪破坏形态受剪破坏形态主
4、要由主要由剪跨比剪跨比决定。决定。 发生条件：发生条件： 3时， 的 影响不再明显。 5.4 5.4 斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 （1 1）为什么影响承载力？）为什么影响承载力？ 剪压破坏是由于剪压区混凝土达到复合应力状态 下的强度而破坏； 斜拉破坏是由于混凝土斜向拉坏而破坏； 斜压破坏是由于混凝土斜向短柱压坏而破坏。 （2 2）如何影响承载力？）如何影响承载力？ 2 2 混凝土强度混凝土强度 砼强度越大，抗剪强度也越大。 但提高的幅度因破坏形态的不同而有所变化。 斜拉破坏剪压破坏斜压破坏 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 3 3 箍筋配
5、筋率简称箍筋配筋率简称配箍率配箍率 （1 1）配箍率的定义配箍率的定义 Asv1 b S （2 2）配箍率对承载力的影响配箍率对承载力的影响 当配箍在合适范围时，受剪承载力随配箍量的 增多、箍筋强度的提高而增长，且呈线性关系。 svfyv 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 4 4 纵筋配筋率纵筋配筋率 纵筋配筋率越大， 剪压区面积越大， 纵筋的销栓作用越大， 裂缝间骨料咬合作用也越大 。 因此，纵筋配筋率越大，受剪承载力越高。 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 6 6 截面形状截面形状 T形截面的受压翼缘，增加了剪压区的面积，受剪承 载力有提高（25%）。 5 5 尺寸效应尺寸效应 对
6、于无腹筋梁，对于无腹筋梁，梁高度越大，斜裂缝宽度就越大， 销栓作用和骨料咬合作用也就越小。 对于有腹筋梁对于有腹筋梁，尺寸效应的影响减小。 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 5.4.2 5.4.2 斜截面斜截面受剪承载力受剪承载力计算公式计算公式 1 1 建立计算公式的思路建立计算公式的思路 对于斜拉、斜压破坏，通过构造措施予以避免。 对于剪压破坏，则需通过设计计算予以避免。 斜截面受剪的机理非常复杂，所以我国规范采用 “理论与试验相结合”的方法，在基本假设的基础上 ，建立了半理论半经验的实用计算公式。 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 Vu Vc Vs Vsb 2 2 基本假设基本假
7、设 （1 1） 斜截面所承受的剪力由斜截面所承受的剪力由 三部分组成三部分组成 V V c c -混凝土项的受剪承载力 V V s s -箍筋项的受剪承载力 V V sbsb- -弯起钢筋项的受剪承载力 由由 可得：可得： （2 2）破坏时，）破坏时，与斜裂缝相交的与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋箍筋和弯起钢筋均达到均达到 其屈服强度。其屈服强度。 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 （1 1）矩形、）矩形、T T形和工形截面的一般受弯构件形和工形截面的一般受弯构件 3 3 计算公式计算公式 （2 2）集中荷载作用下的独立梁）集中荷载作用下的独立梁（或者（或者 7575） （3 3） V Vsb
8、 sb- -弯起钢筋弯起钢筋的受剪承载力的受剪承载力 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 0 bhf V t u svfyv/ft 矩形、T形和工形截面的一般受弯构件 0.240.24 0.20.250.20.25 c c f f c c f f t t 1.001.00 0.700.70 (0.20.25(0.20.25 c c - - 0.7)0.7) f f c c f f t t 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 集中荷载作用下的独立梁 0 bhf V t u svfyv/ft 0.240.24 0.20.250.20.25 c c f f c c f f t t 0.940.9
9、4 0.700.70 (0.20.25(0.20.25 c c - - ) ) f f c c f f t t 1.751.75 +1+1 =1.5 0.680.68 0.440.44 =3 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 （1 1）上限值）上限值最小截面尺寸最小截面尺寸 限制截面尺寸的目的限制截面尺寸的目的 防止发生斜压破坏。 限制在使用阶段的斜裂缝宽度。 4 4 计算公式的适用条件计算公式的适用条件 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 截面限制条件截面限制条件 c c 砼强度影响系数， 当C50时,c =1.0； =C80时,c =0.8； 其间线性插值。 第5章 受弯构件斜截面受
10、剪性能与设计 h hw w -截面腹板高度 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 （2 2）下限值）下限值最小配箍率及配箍构造最小配箍率及配箍构造 制定最小配箍率的目的制定最小配箍率的目的 防止斜拉破坏。 最小配箍率最小配箍率 规范规定当V0.7ftbh0时，配箍率应满足 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 梁中箍筋的最大间距梁中箍筋的最大间距S Smax max： ： 须有箍筋与斜裂缝相交 教材P198表7-1 Smax均应400且15d 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 5 5 连续梁的抗剪性能连续梁的抗剪性能 剪跨段剪跨段内存在内存在正、负正、负弯矩弯矩 区段，区段，有有两条两条临
11、界斜裂缝临界斜裂缝， 粘结裂缝 粘 结 裂 缝 出 现 后 临近破坏时，临近破坏时，出现出现粘结裂粘结裂 缝缝， 临界斜裂缝临界斜裂缝之间的之间的上下纵上下纵 筋筋均变为均变为受拉受拉 只有只有截面截面中间部分砼中间部分砼承担承担 剪力和压力剪力和压力，梁的，梁的受剪承载受剪承载 力降低力降低。 M M + 理论 反弯点 斜裂缝 粘 结 裂 缝 出 现 前 a 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 连续梁的广义剪跨比连续梁的广义剪跨比 M M + 理论 反弯点 斜裂缝 a 令令 连续梁的广义剪跨比连续梁的广义剪跨比即即计算剪跨比计算剪跨比 5 5 连续梁的抗剪性能连续梁的抗剪性能 第5章 受弯
12、构件斜截面受剪性能与设计 连续梁的受剪承载力计算连续梁的受剪承载力计算 试验与分析均表明，试验与分析均表明，连续梁连续梁的受剪承载力的受剪承载力低于低于相相 同条件的同条件的简支梁简支梁的受剪承载力。的受剪承载力。 对于对于连续梁连续梁的受剪承载力：的受剪承载力： 规范：规范：偏于安全地用偏于安全地用简支梁简支梁的公式计算，的公式计算， 但应采用但应采用计算剪跨比计算剪跨比 P199 P199 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 规范中不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类 受弯构件的受剪承载力计算公式： Vu=0.7h ftbh0 当h0 2000mm时，取h0=2000mm 6 6 厚板的计算公
13、式厚板的计算公式 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 1 1 受剪计算斜截面位置的选取受剪计算斜截面位置的选取 1 1 2 2 1 1 4 4 3 3 5.5 5.5 斜截面受剪承载力的设计计算斜截面受剪承载力的设计计算 (1)(1)支座边缘截面（1-1）； (2) 腹板宽度改变处截面（2-2）； (3)(3) 箍筋直径或间距改变处截面（3-3）； (4)(4)受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 2 2 设计计算设计计算即计算公式的应用即计算公式的应用 截面复核截面复核 （已知b、h、fc、ft、fyv及配箍，求Vu） 基本步骤基本步骤 sv sv
14、 ,min 及ssmax NO Vu=0.7ft bh0 或 Vu=0.20.25c fc bh0 Vu= Vcs（有一般和集中荷载两种情况） 取较小值 yes 输出Vu 比较V Vu 可靠 yes 不可靠 NO (1)(1)仅配箍筋梁的设计计算仅配箍筋梁的设计计算 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 截面设计截面设计 （已知V、 b、h、fc、ft、fyv，求配箍 基本步骤基本步骤 V 0.20.25c fc bh0 按构造(smax 、dmin)配箍 NO V 0.7 ft bh0或 yes yes 调大b、h或fc NO 按计算配箍 一般受弯构件一般受弯构件集中荷载作用下的独立梁集中荷
15、载作用下的独立梁 选配箍筋n、d和s，并应满足sv.min、 smax、dmin输出n,d,s 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 （2 2）配箍筋和弯起钢筋梁的设计计算）配箍筋和弯起钢筋梁的设计计算 设计计算公式设计计算公式 设计计算设计计算 V1 V2 1 1 2 2 V30.7ftbh0栏栏的最大箍 筋间间距smax的规规定。 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 例题1 （Example 1） 矩形截面钢筋混凝土简支梁，两端支撑在砖墙上，净 跨度为3660mm，截面尺寸b h=200500mm， 保护 层厚度25mm。其上作用均布恒荷载标准值gk= 20 kN/m（未包括自重），活荷载标准值qk= 38 kN/m，混 凝土强度等级选C25，箍筋采用HPB300级。 （ fc =11.9 N/mm2 ， ft =1.27 N/mm2 ， fyv =270 N/mm2 ）。试计算此梁所用的箍筋。 第5章 受弯构件斜截面受剪性能与设计 例题2 （Example 2） 矩形截面简支梁b h=200500mm， 均布可变荷载设 计值10 kN/m，跨中集中可变荷载设计值100 kN，混凝 土C30，箍筋HPB300级，纵筋HRB400，保护
