受弯构件斜截面计算.pptx
1一、受弯构件斜截面受力性能一、受弯构件斜截面受力性能3 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 3.2 3.2 受弯构件斜截面计算受弯构件斜截面计算当主拉应力超过混凝土当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度复合受力下的抗拉强度时，就会出现与主拉应时，就会出现与主拉应力迹线大致力迹线大致垂直垂直的裂缝。的裂缝。第2页/共32页第1页/共32页2斜斜斜斜截截截截面面面面强强强强度度度度计计计计算算算算受弯承载能力受弯承载能力受剪承载能力受剪承载能力构造保证构造保证计算配置钢筋计算配置钢筋原正截面计算原正截面计算弯起钢筋、箍筋弯起钢筋、箍筋箍筋构造要求见教材箍筋构造要求见教材 P10P10第3页/共32页第2页/共32页33 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 二、无腹筋梁受力性能及计算二、无腹筋梁受力性能及计算特点：裂缝中间宽两头窄特点：裂缝中间宽两头窄弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝 特点：裂缝下宽上窄特点：裂缝下宽上窄1.1.无腹筋梁斜裂缝类型无腹筋梁斜裂缝类型2.2.破坏时受力模型破坏时受力模型剪压区剪应力和压应力明显增大；剪压区剪应力和压应力明显增大；与斜裂缝相交的纵筋应力突然增大。与斜裂缝相交的纵筋应力突然增大。拉杆拉杆拱结构拱结构第4页/共32页第3页/共32页4M剪弯区纯弯区剪弯区剪跨a剪跨a3.3.无腹筋梁无腹筋梁斜截面破坏影响因素斜截面破坏影响因素3 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 a.a.剪跨比剪跨比c.c.混凝土强度混凝土强度b.b.纵筋配筋率纵筋配筋率集中荷载下的简支梁，集中荷载下的简支梁，计算剪跨比为：计算剪跨比为：广义剪跨比：广义剪跨比：d.d.加载方式，等加载方式，等第5页/共32页第4页/共32页53 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 4.4.无腹筋梁无腹筋梁斜截面破坏的三种形式斜截面破坏的三种形式超筋破坏超筋破坏少筋破坏少筋破坏适筋破坏适筋破坏a.a.斜拉破坏斜拉破坏c.c.斜压破坏斜压破坏b.b.剪压破坏剪压破坏抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度。抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度。抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应力下的抗压强度。力下的抗压强度。抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度。抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度。脆性破坏第6页/共32页第5页/共32页63 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 5.5.无腹筋梁无腹筋梁承载力计算承载力计算一般梁板类受弯构件一般梁板类受弯构件 受受均布荷载均布荷载作用下的单向板、双向作用下的单向板、双向板和梁，及需要按单向板计算的构件。板和梁，及需要按单向板计算的构件。集中荷载作用下的矩形、集中荷载作用下的矩形、T T形和形和形截面形截面独立梁独立梁作用有多种荷载，且作用有多种荷载，且集中荷载集中荷载在支座截面所产生的剪力在支座截面所产生的剪力值占总剪力值的值占总剪力值的7575以上的情况。以上的情况。第7页/共32页第6页/共32页73 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 三、有腹筋梁受力性能及计算三、有腹筋梁受力性能及计算梁的剪力传递机构由原来无梁的剪力传递机构由原来无腹筋梁的腹筋梁的拉杆拉杆-拱传递机构拱传递机构转变为转变为桁架与拱的复合传桁架与拱的复合传递机构递机构。1.1.有腹筋梁有腹筋梁斜截面破坏影响因素斜截面破坏影响因素a.a.剪剪跨比跨比l lb.b.配配箍率箍率r rsv第8页/共32页第7页/共32页83 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 2.2.有腹筋梁有腹筋梁承载力计算承载力计算a.a.仅有箍筋仅有箍筋矩形、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集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁b.b.箍筋和弯起筋箍筋和弯起筋0.8fyAsb第9页/共32页第8页/共32页93 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 3.3.计算公式适用条件计算公式适用条件a.上限值截面最小尺寸上限值截面最小尺寸b.下限值最小配筋率下限值最小配筋率b bc为高强混凝土的强度折减系数为高强混凝土的强度折减系数fcu,k 50N/mm2时，时，b bc=1.0fcu,k=80N/mm2时，时，b bc=0.8其间线性插值。其间线性插值。斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸同时限定箍筋间距和直径同时限定箍筋间距和直径第10页/共32页第9页/共32页103 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 4.4.计算位置计算位置 支座边缘截面（支座边缘截面（1-11-1）；）；腹板宽度改变处截面（腹板宽度改变处截面（2-22-2）；）；箍筋直径或间距改变处截面（箍筋直径或间距改变处截面（3-33-3）；）；受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-44-4）。）。第11页/共32页第10页/共32页113 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 5.5.配箍计算流程配箍计算流程已知V,b,h,fc,fyV,n,l l荷载形式是是否否否否是是加大加大b,hb,h或提高或提高f fc c是是否否是是是是否否否否第12页/共32页第11页/共32页123 钢筋混凝土受弯构件（2/2）【例题例题1-61-6】P23P233.2 受弯构件斜截面计算 第13页/共32页第12页/共32页13【小结小结】无腹筋受弯构件斜截面计算无腹筋受弯构件斜截面计算受弯构件斜截面破坏形式、特点受弯构件斜截面破坏形式、特点仅有箍筋的斜截面计算仅有箍筋的斜截面计算同时有箍筋和弯起筋的斜截面计算同时有箍筋和弯起筋的斜截面计算第14页/共32页第13页/共32页14【作业作业】思考并总结：受弯构件正截面、斜截面计算流程。思考并总结：受弯构件正截面、斜截面计算流程。第15页/共32页第14页/共32页15【回顾回顾】受弯构件斜截面计算受弯构件斜截面计算受弯构件正截面计算受弯构件正截面计算有箍筋计算：有箍筋计算：1.1.矩形、矩形、T T形和工形截面的形和工形截面的一般受弯构件：一般受弯构件：2.2.集中荷载作用下的独立梁：集中荷载作用下的独立梁：第16页/共32页第15页/共32页163 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 1.1.纵向钢筋的弯起纵向钢筋的弯起四、构造要求四、构造要求抵抗弯矩图（材料图）抵抗弯矩图（材料图）第17页/共32页第16页/共32页173 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 在在满满足足正正截截面面抗抗弯弯承承载载力力的的条条件件下下，依依据据抵抵抗抗弯弯矩矩图图（材材料料图图），确确定定纵纵向向钢钢筋筋的的“充充分分利利用用点点”和和“理理论论截截断断点点”。再再按按规规范的要求，确定范的要求，确定实际弯起点实际弯起点和和实际截断点实际截断点；拉区钢筋不宜截断。拉区钢筋不宜截断。第18页/共32页第17页/共32页183 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 箍筋和弯起筋箍筋和弯起筋间距间距符合构造要求；符合构造要求；弯弯起起筋筋锚锚固固长长度度：受受拉拉区区不不小小于于20d20d，受受压压区区不不小小于于10d10d，光光圆圆钢筋设弯钩梁底两侧钢筋不弯起；钢筋设弯钩梁底两侧钢筋不弯起；鸭筋（吊筋）鸭筋（吊筋）必须将两端锚固在受压区，不得采用必须将两端锚固在受压区，不得采用浮筋浮筋ss第19页/共32页第18页/共32页193 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 2.2.纵向钢筋的截断和锚固纵向钢筋的截断和锚固a.a.纵向钢筋的截断纵向钢筋的截断第20页/共32页第19页/共32页20b.b.钢筋的锚固钢筋的锚固为使钢筋可靠锚固在混凝土中充分发挥抗拉作用，而在伸入支座时保持的一定长度，称锚固长度受拉钢筋的锚固长度受拉钢筋的锚固长度(基本锚固长度基本锚固长度)：受压钢筋的锚固长度：受压钢筋的锚固长度：钢筋在简支端的锚固：按构造（表钢筋在简支端的锚固：按构造（表4-144-14）钢钢筋筋在在中中间间支支座座的的锚锚固固：上上部部纵纵向向筋筋应应贯贯穿穿中中间间支支座座;下下部部按构造。按构造。3 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.2 受弯构件斜截面计算 第21页/共32页第20页/共32页213 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.4 受弯构件的变形 3.4 3.4 受弯构件的变形、裂缝和耐久性受弯构件的变形、裂缝和耐久性1.1.机理机理2.2.影响因素：影响因素：a.a.纵筋配筋率纵筋配筋率 配筋率越大，裂缝宽度越小配筋率越大，裂缝宽度越小b.b.纵筋直径纵筋直径 直径越小，数量越多，裂缝越小直径越小，数量越多，裂缝越小c.c.纵筋表面形状纵筋表面形状 变形钢筋比光圆粘结力大，裂缝小变形钢筋比光圆粘结力大，裂缝小d.d.保护层厚度保护层厚度 保护层越厚，裂缝宽度越大保护层越厚，裂缝宽度越大3.3.裂缝宽度验算：裂缝宽度验算：二、挠度验算二、挠度验算一、裂缝宽度验算一、裂缝宽度验算第22页/共32页第21页/共32页22三、混凝土结构的耐久性三、混凝土结构的耐久性耐久性耐久性是指结构在预定设计工作寿命期内，在正常维护条件下，是指结构在预定设计工作寿命期内，在正常维护条件下，不需要进行大修和加固满足，而满足正常使用和安全功能要求不需要进行大修和加固满足，而满足正常使用和安全功能要求的能力。的能力。碳化碳化1.1.影响混凝土结构耐久性的因素影响混凝土结构耐久性的因素内部因素：内部因素：混凝土强度、渗透性、混凝土强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种、保护层厚度、水泥品种、标号和用量、外加剂，等标号和用量、外加剂，等外部因素：外部因素：环境温度、湿度、环境温度、湿度、COCO2 2含量含量 侵蚀性介质，等侵蚀性介质，等3 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.4 受弯构件的变形 第23页/共32页第22页/共32页23贵州铝厂柱开胀第24页/共32页第23页/共32页24嘉裕关结构梁腐蚀破坏第25页/共32页第24页/共32页25张掖墙面第26页/共32页第25页/共32页26青海化工厂桥柱第27页/共32页第26页/共32页273 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.4 受弯构件的变形 2.2.结构工作环境类别结构工作环境类别混凝土结构的耐久性与结构工作的混凝土结构的耐久性与结构工作的环境环境有密切关系。有密切关系。同一结构在强腐蚀环境中要比一般大气环境中的使用寿命短。同一结构在强腐蚀环境中要比一般大气环境中的使用寿命短。对于不同环境对于不同环境，可以采取不同措施来保证结构使用寿命。，可以采取不同措施来保证结构使用寿命。如在恶劣环境如在恶劣环境，一味增加混凝土保护层是不经济的，效果也不一，一味增加混凝土保护层是不经济的，效果也不一定好。可在构件表面采用防护涂层。定好。可在构件表面采用防护涂层。第28页/共32页第27页/共32页283 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.4 受弯构件的变形 3.3.保证耐久性措施保证耐久性措施a.a.最小保护层厚度最小保护层厚度为保证耐久性和钢筋的粘结力，对一、二、三类环境一般建筑结构为保证耐久性和钢筋的粘结力，对一、二、三类环境一般建筑结构（设计工作寿命（设计工作寿命5050年），年），规范规范规定了最小混凝土保护层厚度。规定了最小混凝土保护层厚度。对四、五类环境种的建筑结构，应按专门规定考虑。对四、五类环境种的建筑结构，应按专门规定考虑。当对结构设计工作寿命有更高要求时（当对结构设计工作寿命有更高要求时（100100年），混凝土保护层厚年），混凝土保护层厚度应度应乘以乘以1.41.4或或采用表面防护采用表面防护，定期维修定期维修等措施。等措施。b.b.混凝土的要求混凝土的要求耐久性的另一个重要方面是混凝土耐久性的另一个重要方面是混凝土密实性密实性，因为密实性好对延缓混，因为密实性好对延缓混凝土的碳化和钢筋锈蚀有很大作用。凝土的碳化和钢筋锈蚀有很大作用。提高混凝土密实性主要是提高混凝土密实性主要是减小水灰比减小水灰比和保证和保证水泥用量水泥用量。若混凝土种若混凝土种氯离子氯离子含量过大，则会对钢筋锈蚀有含量过大，则会对钢筋锈蚀有恶劣影响恶劣影响。第29页/共32页第28页/共32页293 钢筋混凝土受弯构件（2/2）3.4 受弯构件的变形 c.c.裂缝控制裂缝控制对于结构中使用对于结构中使用环境较差环境较差的构件，的构件，宜设计成可更换或易更换的宜设计成可更换或易更换的构件构件。对于暴露在对于暴露在侵蚀性环境侵蚀性环境中的结构和构件，宜采用中的结构和构件，宜采用带肋环氧涂层带肋环氧涂层钢筋，预应力钢筋应有防护措施。钢筋，预应力钢筋应有防护措施。采用有利提高耐久性的采用有利提高耐久性的高强混凝土高强混凝土。d.d.其他措施其他措施规范规范根据结构构件所处环境类别，钢筋种类对腐蚀的敏感根据结构构件所处环境类别，钢筋种类对腐蚀的敏感性，以及荷载作用时间，将裂缝控制分为三个等级。性，以及荷载作用时间，将裂缝控制分为三个等级。第30页/共32页第29页/共32页30【小结小结】防止受弯构件斜截面破坏的构造要求防止受弯构件斜截面破坏的构造要求受弯构件的变形、裂缝和耐久性受弯构件的变形、裂缝和耐久性材料图、充分利用点、实际截断点材料图、充分利用点、实际截断点裂缝宽度验算：裂缝宽度验算：挠度验算：挠度验算：耐久性耐久性第31页/共32页第30页/共32页31The EndThe End下一节下一节下一节下一节第32页/共32页第31页/共32页32感谢您的观看！第32页/共32页
