《(双)5. 受弯构件斜截面》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(双)5. 受弯构件斜截面（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第5章 钢筋混凝土受弯构件 斜截面承载力计算5.1 概述5.1 斜裂缝、剪跨比、斜截面受剪破坏形态5.3 简支梁斜截面受剪机理5.4 斜截面受剪承载力计算5.5 斜截面受弯承载力构造要求第5章 钢筋混凝土受弯构件 斜截面承载力计算本章要点 斜截面破坏的主要形态及主要因素； 了解材料抵抗弯矩图的做法； 掌握受弯构件斜截面承载力的计算公式及适 用条件，防止斜压和斜拉破坏的措施；5.1 概述第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算/5.1第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算/5.1为了抵抗主拉应力的钢筋： 弯起钢筋，箍筋 梁中设置纵向钢筋承担开裂后的拉力，箍筋、弯筋、纵筋、架 立筋 形成钢
2、筋骨架，如图所示。有腹筋梁：箍筋、弯起钢筋（斜筋）、纵筋无腹筋梁：纵筋弯终点弯起点 弯起筋纵筋箍筋架立筋ash0Asvssb. .箍筋及弯起钢筋5.2 斜裂缝、剪跨比、斜截面受剪破坏形态第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算/5.25.2.1 受弯构件斜裂缝1 斜截面开裂前的受力分析主应力轨迹线)4545ft时，即产生与主拉应力迹线大致垂直的斜裂缝，故其破坏面与梁轴斜交称斜截面破坏。斜裂缝的类型 腹剪斜裂缝：中间宽两头窄弯剪斜裂缝：裂缝下宽上窄 (b) 弯剪斜裂缝(a) 腹剪斜裂缝5.2 斜裂缝、剪跨比、斜截面受剪破坏形态第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算/5.25.2.2 剪跨比
3、对于承受集中荷载作用的梁，剪跨比是影响其斜截面受力 性能的主要因素之一。剪跨比广义剪跨比：计算剪跨比：1.承受集中荷载时：2.承受均布荷载时：5.2.3 斜截面受剪破坏的主要形态第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算/5.2aaP PaPPPP(a)(b)(c)(a) 斜拉破坏(b) 剪压破坏(c) 斜压破坏5.2.3 斜截面受剪破坏的主要形态第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算/5.2aP P(a)(a) 斜拉破坏一.无腹筋梁的破坏形态：(2)破坏特点：斜裂缝一出现就很快发展到梁顶，将梁斜劈成两半，同时沿纵筋产 生劈裂裂缝，梁顶劈裂面比较整齐无压碎痕迹。破坏是突然的脆性破坏 。(3
4、)破坏原因：受压区混凝土截面急剧减小，在压应力和剪应力高度集中情况下发生主拉应力破坏。其强度取决于混凝土在复合受力状态下的抗拉强度 。 (1)形成条件：以承受集中荷载作用为 主的简支梁，剪跨比3。5.2.3 斜截面受剪破坏的主要形态第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算/5.2aPP(b)(b) 剪压破坏一.无腹筋梁的破坏形态：(2)破坏特点：斜裂缝出现后，荷载仍可有较大的增长，陆续出现其它斜裂缝，其中一 条发展成临界斜裂缝，最后临界斜裂缝上端集中荷载附近的混凝土被压碎。(3)破坏原因：由于残余截面上混凝土在法向压应力、剪应力及荷载产生的局部竖向压应力的共同作用下，到达复合受力强度而发生破
5、坏。(1)形成条件： 剪跨比13;5.2.3 斜截面受剪破坏的主要形态第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算/5.2a PP(c)(c) 斜压破坏一.无腹筋梁的破坏形态：(1)形成条件：剪跨比3，一裂，即裂缝迅速向集中荷载作用点延伸，一般形成一条斜裂缝将弯剪段拉坏。承载力与开裂荷载接近。1 剪压 斜拉破坏性质：斜截面受剪均属于脆性破坏。除发生以上三种破坏形态外， 还可能发生纵筋锚固破坏(粘结裂缝、撕裂裂缝)或局部受压破坏。斜截面破坏的F-f 曲线 配置箍筋抗剪裂缝出现后，形成桁架体系传力机构。=(a) 单肢箍 (b) 双肢箍 (c) 四肢箍箍筋的肢数二.有腹筋梁的破坏形态：第5章 钢筋混凝
6、土受弯构件斜截面承载力计算 衡量配箍量大小的指标 配箍率Asv1 ssbAsv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积。Asv1单肢箍筋的截面面积；配箍率 n 箍筋的肢数，一般取n2，当 b400mm时 n=4。s 沿构件长度方向箍筋的间距；b 梁的宽度。第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 斜拉破坏： 斜压破坏： 剪压破坏：第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算有腹筋梁的破坏形态：产生条件：3且腹筋量少。 破坏特点 ：受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展，构件 很快破坏。 产生条件： 1.53且腹筋量适中。破坏特点：受拉区边缘先开裂，然后向受压区延伸。 破坏时，与临界斜裂缝相交的腹筋屈服
7、，受压区混凝土随后被压碎。 产生条件： MB ，所以，BB处钢筋应力突增。 最终随着荷载加大，斜裂缝形成，梁的受力有如一拉杆拱的作用。（2）应力状态变化分析：第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算（3）破坏时时的受力模型：带带拉杆的梳形拱模型此模型把梁的下部看成是被斜裂缝和垂直裂缝分割成一个个具有 自由端的梳状齿，梁的上部与纵向受拉钢筋则形成带有拉杆的变 截面两铰拱。齿的受力梳状齿的齿根与拱内圈相连，齿相当一悬臂梁，齿的受力情况如 上图。梳状结构（4）梳状齿的作用：纵筋的拉力Zj和Zk。ZjZk ；纵筋的销栓力Vj和Vk，裂缝两边混凝土上下错动，纵筋受力引起；裂缝间的骨料咬合力Sj和Sk，
8、咬合力主要与轴力相平衡。第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算随着斜裂缝的逐渐加宽，咬合力下降，纵筋混凝土可能劈裂，销栓力 会逐渐减弱，梳状齿作用减小，梁上荷载绝大部分由上部拱体承担， 拱的受力如下图。拱体的受力有效拱体是上图中的阴影线部分。齿的受力u 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 机构转变为桁架与拱的复合传 递机构uu 斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆(compression diagonals)u箍筋的作用有如竖向拉杆uu 临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆(compression chord)uu 纵筋相当于下弦拉
9、杆(tension chord)u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u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 arch mechanism）第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算5.3.2 有腹筋梁的受力及破坏分析此模型把开裂后的有腹筋梁看成为拱形桁架，其拱体是上弦杆，裂缝间的齿块是受压的斜腹杆，箍筋则是受拉腹杆。如图所示；与梳形拱模型的主要区别：1）考虑了箍筋的受拉作用； 2）考虑了斜裂缝间混凝土的受压作用。拱形桁架模型一、拱形桁架模型第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算此模型把有斜裂缝的钢筋混凝土梁比拟为一个铰接桁架，压区混
10、凝土为上弦杆，受拉纵筋为下弦杆，腹筋为竖向拉杆，斜裂缝间的混凝土则为斜拉杆。如图所示：桁架模型第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算二、桁架模型(a) 450桁架模型(b) 变角桁架模型第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算/5.45.4.1 影响斜截面受力性能的主要因素1 剪跨比广义剪跨比：计算剪跨比： 在一定范围内，剪跨比增加，抗剪承载力下降。随着剪跨比的增加，梁的破坏形态按斜压（3）的顺序演变，其受剪承载力则逐步 减弱。 当 3时，剪跨比的影响不明显。5.4 斜截面受剪承载力计算第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算对矩形截面梁，截面上的正应力和剪应力 可表达为：1 ， 2
11、与梁支座形式、计算截面位置等有关的系数； 广义剪跨比。由图可见，剪跨比与无腹筋梁的斜截面破坏形态有很重要的关系。剪跨比与主应力迹线分布第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算2 跨高比l0/h 跨高比l0/h增加，抗剪承载 力下降。4 混凝土强度等级3 腹筋的数量斜截面受剪承载力随配箍 率增大而提高。梁斜压破坏时，受剪承载力取决于混 凝土的抗压强度； 梁斜拉破坏时，受剪承载力取决于混 凝土的抗拉强度； 剪压破坏时，混凝土强度的影响则居 于上述两者之间。配箍率对梁受剪承载力的影响第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算5 纵筋配筋率纵筋的受剪产生了销栓力，所以纵筋的配筋越大，梁的受 剪承载力
12、也就提高。6 斜截面上的骨料咬合力斜裂缝处的骨料咬合力对无腹筋梁的斜截面受剪承载力 影响较大 。7 截面尺寸和形状（1）尺寸的影响：截面尺寸大的构件，破坏时的平均剪应力比尺寸小的构 件要降低。试验表明，其他参数保持不变时梁高扩大四倍， 受剪承载力下降25%40%。 （2）形状的影响：增加翼缘宽度（T形梁）及梁宽可相应提高受剪承载力。第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算5.4.2 斜截面承载力计算设计1 受弯构件斜截面受剪承载力的计算不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件V0.7h ft bh0h截面高度影响系数，800mm h0 2000mm；当h02000mm时，取h0 =2000mm
13、均布荷载下不配置箍筋和弯起钢筋的钢筋混凝土板，其受剪承 载力随板厚的增大而降低。其斜截面受剪承载力计算公式：第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算(2) 矩形、T形和工字形截面的一般受弯构件 无腹筋梁的抗剪承载力规范公式：根据无腹筋梁抗剪的实验数据点，满足目标可 靠度指标=3.7，取偏下限作为斜截面承载力的计算公式，见 下式。 均布荷载作用下： 集中荷载作用下：式中： Vc 无腹筋梁受剪承载力设计值计算剪跨比a 集中荷载作用点至支座边缘的距离第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 有腹筋梁的抗剪承载力斜压破坏 通常用限制截面尺寸的条件来防止； 斜拉破坏 用满足最小配箍率条件及构造要求来
14、防止； 剪压破坏 通过计算使构件满足一定的斜截面受剪承载力； 基本假设我国混凝土结构设计规范所规定的计算公式就是根据剪压破坏形态而建 立的。考虑了平衡条件y=0，引入一些试验参数及四项基本假设。 （1）剪压破坏时，斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度；（2）剪压破坏时，不考虑斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力；（3）为计算公式应用简便，仅在计算梁受集中荷载作用为主的情况下，才考虑剪跨比。第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算Vu梁斜截面破坏时所承受的总剪力；Vc混凝土剪压区所承受的剪力；Vs与斜裂缝相交的箍筋所承受的剪力； Vsb弯曲钢筋所承受的总剪力；（4）剪压破坏时，斜裂
15、缝所承受的剪力由三部分组成：VuVc+Vs+VsbVcsVc+VsVuVcs+VsbVuVcVsVsb受剪承载力的组成 第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算分为仅配箍筋的梁的计算公式和同时配箍筋与弯筋的计算公式两种；考虑荷载形式，截面特点，剪跨比等因素。计算公式：1）仅配箍筋的梁的计算公式（共有两种情况）（a） 矩形截面梁受均布荷载作用或以均布荷载为主的情况；T形、工形截面梁受任何荷载 （一般情况）ft 混凝土轴心抗拉强度设计值，按混凝土强度设计值表取用； fyv 箍筋抗拉强度设计值，按普通钢筋强度设计值表取用； s 沿构件长度方向箍筋的间距； b 矩形截面的宽度， T形、工形截面梁的腹板宽度；第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算（b）集中荷载作用下的矩形截面、T形、工形截面独立简支梁(包括多种荷载作用，其中集中荷载对支座截面产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况)。（特殊情况）（独立梁是指不与楼板整体浇筑的梁） 计算截面剪跨比，a/h0；a 计算截面至支座截面或节点边缘的距离； =1.53， 3时， 取 =3对于有箍筋的梁，是不能把混凝土承担的剪力与箍筋承担的剪力分开表达的。第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算2）配有箍筋和弯起筋，梁受剪承载力的计算公式Vu=Vcs+VsbVsb = 0.8fy A
