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1、研制单位：湖南大学,混凝土结构设计原理第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力,进入,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,本章重点,了解斜截面破坏的主要形态及影响因素；,了解材料抵抗弯矩图的画法；,掌握深受弯构件斜截面承载力计算方法,掌握受弯构件斜截面承载力的计算方法及防止斜压和斜拉破坏的措施；,及构造要求。,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,5.1.1斜截面破坏机理,5.1.1斜截面开裂前的应力分析,5.1.2斜裂缝的形成,当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时，就会出现与主拉应力迹线大致垂直的裂缝。抵抗主拉应力的钢筋：弯起钢筋箍筋,腹筋
2、,弯起钢筋可利用正截面受弯的纵向钢筋直接弯起而成。弯起钢筋的方向可与主拉应力方向一致，能较好地起到提高斜截面承载力的作用，但因其传力较为集中，有可能引起弯起处混凝土的劈裂裂缝。在设计中，首先选用竖直箍筋，然后再考虑采用弯起钢筋。选用的弯筋位置不宜在梁侧边缘，且直径不宜过粗。,弯起钢筋,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,5.1.2影响斜截面承载力的主要因素,广义剪跨比：集中荷载下的简支梁，计算剪跨比为：,1.剪跨比的对斜截面破坏的影响,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,2.腹筋（箍筋和弯起钢筋）配筋率,腹筋的数量增多时，斜截面的承载能力增大
3、。,（3）混凝土强度,（4）加载方式,（5）纵筋配筋率,在其他条件相同时，纵向钢筋率越大，斜截面承载力也越大，二者大致呈线性关系。配筋率影响剪压区高度、斜裂缝开展抑制程度、斜裂面间骨料咬合作用、纵筋销栓力。,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,6.截面形状,T形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（20%）；但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高，因为斜压破坏主要发生在腹板中。,梁截面尺寸增大，抗剪承载力提高，但对于无腹筋梁，高度很大时，撕裂裂缝较明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也较大，骨料咬合作用削弱。受剪承载力降低。对于高度较大
4、的梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。,7.截面尺寸及尺寸效应,8：预应力；9：梁的连续性；,第7章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,下一章,帮助,5.1.3斜截面的主要破坏型态,斜拉破坏,剪压破坏,斜压破坏,剪跨比：,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,1.斜压破坏,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,2.剪压破坏,3.斜拉破坏,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,小结,斜拉：抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度,剪压：抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应力下的抗压强度,卸压：抗
5、剪承载力取决于混凝土的抗压强度,受剪破坏均属于脆性破坏，其中斜拉破坏最明显，斜压破坏次之，剪压破坏稍好。,5.2.3斜裂缝形成后的应力状态及破坏分析,剪力V由几部分承担：,（1）剪压区剪力VC,（2）骨料咬合力分力Vay,（3）纵筋销栓力Vd,破坏时的受力模型：拉杆拱结构,（1）剪压区剪应力和压应力明显增大（2）与斜裂缝相交的纵筋应力突然增大,应力状态发生变化：,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,5.1.4防止斜截面破坏的承载力条件,5-6,斜截面上有剪力，也有弯矩。为了防止斜截面破坏，要求：,MMu,在受弯构件的剪弯区段，在M、V作用下，有可能发生斜截面破坏。斜截
6、面破坏：斜截面受剪破坏通过抗剪计算来满足受剪承载力要求；斜截面受弯破坏通过满足构造要求来保证受弯承载力要求。,在设计受弯构件时，应避免使其产生斜截面受剪破坏。因此，设计中采用“强剪弱弯”的概念,5.2.6无腹筋梁受剪承载力计算公式,（1）对矩形、T形和形截面的一般受弯构件，受剪承载力设计值可按下列公式计算：,b矩形截面的宽度或T形截面和形截面的腹板宽度。,（2）集中荷载作用下的矩形、T形和形截面独立梁（包括作用有多种荷载，且集中荷载在支座截面所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况），受剪承载力设计值应按下列公式计算:，当l.5时，取=1.5，当3,时，取=3。为集中荷载作用点到支座或节点边缘
7、的距离。,独立梁是指不与楼板整体浇筑的梁。,（3）厚板类受弯构件斜截面受剪承载力应按下列公式计算：一般板类受弯构件主要指受均布荷载作用下的单向板和双向板需要按单向板计算的构件。,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,需要说明的是：以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。实际无腹筋梁不允许采用规范中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般单向板类构件的受剪承载力计算公式,Vc=0.7bhftbh0,当h0小于800mm时取h0=800mm当h02000mm时取h0=2000mm,5.3有腹筋梁的受剪性能,梁中配置箍筋(stirrup)，出现斜裂缝后，梁的剪力传递机构由原来无腹筋梁的拉杆拱传递机构转变为
8、桁架与拱的复合传递机构,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆(compressiondiagonals)箍筋的作用有如竖向拉杆临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆(compressionchord)纵筋相当于下弦拉杆(tensionchord),5.3有腹筋梁的受剪性能,箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆，增加了混凝土传递受压的作用斜裂缝间的骨料咬合作用，还将一部分荷载传递到支座（拱作用archmechanism）,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,一、箍筋的作用,斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，增强了梁的剪力传递能力；箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压
9、区的面积，使Vc增加，骨料咬合力Va也增加；吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，增强了纵筋销栓作用Vd；箍筋参与斜截面的受弯，使斜裂缝出现后纵筋应力ss的增量减小；配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响，也不能提高斜压破坏的承载力，即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大剪跨比情况，箍筋配置如果超过某一限值，则产生斜压杆压坏，继续增加箍筋没有作用。,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,sv配箍率；Asv同一截面箍筋的截面积，Asv=nAsv1b梁的截面宽度，s箍筋间距，Asv单肢箍筋截面积，n箍筋肢数,配箍率,二、破坏形态,影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比l,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,和配箍率
10、rsv,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,三、按桁架模型推导的受剪承载力公式(trussanalogy),上式表明，箍筋用量越少，cotf越大，也即斜压杆角度越小当为最小配箍率时，得到cotf的上限该上限还与剪跨比有关，剪跨比越大，cotf的上限也越大取斜拉破坏时的斜裂缝角度作为cotf的上限，试验结果cotf=3左右。因此，当cotf大于3时，应取等于3，即有，,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,配箍率超过B点后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，因此B点为受剪承载力的上限。,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,5.4受剪承载力的计算,一、计算公式,Vc为无腹筋梁的承载力考虑到配置箍筋后尺寸效应的
11、影响减小，以及纵向钢筋的影响并不是很大，故均取bh=1，br=1。,系数asv与斜裂缝水平投影长度以及内力臂z与有效高度h0的比值有关。,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,矩形、T形和工形截面的一般受弯构件,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,集中荷载作用下的独立梁,二、截面限制条件,当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。规范是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏受剪截面应符合下列截面限制条件，,bc为高强混凝土的强度折
12、减系数fcu,k50N/mm2时，bc=1.0fcu,k=80N/mm2时，bc=0.8其间线性插值。,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,不满足上式，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。,二、截面限制条件,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,hw截面腹板高度矩形截面取hw=h0T形截面取hw=h0-hf工形截面取hw=h0-hf-hfb为矩形截面的宽度或T形截面和工形截面的腹板宽度,当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。规范是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产
13、生斜压破坏受剪截面应符合下列截面限制条件，,三、最小配箍率及配箍构造,当配箍率小于一定值时，斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力，而很快达到屈服，其受剪承载力与无腹筋梁基本相同。当剪跨比较大时，可能产生斜拉破坏。为防止这种少筋破坏，规范规定当V0.7ftbh0时，配箍率应满足,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,对于一般受弯构件，相应受剪承载力为，,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,注：梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋直径尚不应小于d/4,四、受剪计算斜截面,支座边缘截面（1-1）；腹板宽度改变处截面（2-2）；箍筋直径或间距改变处截面（3-3）；受拉区弯起钢筋
14、弯起点处的截面（4-4）。,第五章受弯构件斜截面受剪承载力,五、仅配箍筋梁的设计计算根据钢筋混凝土梁正截面承载力设计，初步确定截面尺寸和纵向钢筋，进行斜截面受剪承载力设计计算。,已知：截面尺寸、材料强度、设计剪力。求：腹筋,具体计算步骤如下：验算截面限制条件，0.25cfcbh0V，如不满足应？加大截面尺寸。验算是否需要按计算配筋VVc，如不满足?则有按构造要求配箍筋。,计算腹筋（如0.25cfcbh0VVc，？）,一般受弯构件,集中荷载作用下的独立梁,仅配箍筋梁的设计计算,一、设计问题,先确定箍筋，再求弯起钢筋。,as为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取4560。,根据Asv/s计算值确定箍筋
15、肢数、直径和间距，并应满足最小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求。,既配箍筋又配弯起钢筋,一、设计问题,二、截面校核,已知：截面尺寸、材料强度、设计剪力，腹筋。求：抗剪承载力,由强度计算公式可求得承载力。并验算截面尺寸和配箍率。,保证斜截面承载力的计算和构造措施,1弯起钢筋2抵抗弯矩图（MR图）3截断钢筋的锚固延伸长度4纵向钢筋在支座处的锚固,1.一般情况,六、弯起钢筋,当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂缝相交来提高受剪承载力。,3）梁剪压破坏时，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到屈服强度；4）不考虑骨料咬合力和纵筋销栓力；5）截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件，故在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑；6）剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一，集中荷载作用情况下要考虑。,1.计算公式的基本假定1）对于梁斜截面三种破坏形态：通常用限制截面尺寸条件来防止斜压破坏，用满足最小配箍率条件及构造要求来防止斜拉破坏，剪压破坏则通过斜截面受剪承载力计算来防止。2）梁发生剪压破坏时，斜截面的抗剪能力由三部分组成：,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,第5章,混凝土结构设计原理,主页,目录,上一章,帮助,下一章,斜截面受剪承载力的计算位置,
