受弯构件斜截面承载力计算概要.pptx

2.2.掌握受弯构件斜截面承载力计算公式及其适用条件。1.1.理解受弯构件斜截面破坏特征 教学目标：教学目标：3.3.掌握钢筋的锚固、连接和箍筋的构造要求。第1页/共57页 1.1.斜截面承载力计算的原因 第五章受弯构件斜截面承载力计算受弯构件在荷载作用下，同时产生弯矩和剪力。在弯矩最大区段，会产生正截面受弯破坏而在剪力较大的区段，则会产生斜截面受剪破坏 斜裂缝的形成第2页/共57页第五章受弯构件斜截面受剪承载力 斜裂缝的形成第3页/共57页第六章受弯构件斜截面受剪承载力斜裂缝的形成 斜裂缝的形成梁产生与主拉力垂直的斜裂缝第4页/共57页第五章受弯构件斜截面受剪承载力 斜裂缝的形成箍筋腹筋弯起钢筋 斜裂缝的形成第5页/共57页第五章受弯构件斜截面受剪承载力影响受剪承载力的因素 剪跨比影响荷载传递机构，从而直接影响到梁中的应力状态剪跨比大，荷载主要依靠梁机构(斜拉)传递到支座剪跨比小，荷载主要依靠拱机构(斜压)传递到支座5.1 受弯构件斜截面承载力的试验研究第6页/共57页 混凝土强度 试验表明，随着混凝土强度的提高，Vu与 ft 近似成正比。纵筋配筋率(4)箍筋用量 根据剪跨比和箍筋用量不同，斜截面受剪破坏的形式有三种。第7页/共57页1 1：斜压破坏受压脆性破坏（1 1）产生条件箍筋配置过多过密，或梁的剪跨比较小(1 1）时。（2 2）破坏特征 剪弯段腹部混凝土被压碎，箍筋应力尚未达到屈服强度。第8页/共57页2 2：剪压破坏介于受拉和受压脆性破坏之间（1 1）产生条件 箍筋适量，且剪跨比适中（3 3）。（2 2）破坏特征 与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度，最后剪压区混凝土在正应力和剪应力共同作用下达到极限状态而压碎。第9页/共57页3 3：斜拉破坏受拉脆性破坏（1 1）产生条件 箍筋配置过少，且剪跨比较大（3 3）（2 2）破坏特征 一旦出现斜裂缝，与斜裂缝相交的箍筋立即达到屈服强度，箍筋对斜裂缝发展的约束作用消失，随后斜裂缝迅速延伸到梁的受压区边缘，构件裂为两部分而破坏。第10页/共57页第五章受弯构件斜截面受剪承载力Pf斜压破坏剪压破坏斜拉破坏无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；斜压破坏为受压脆性破坏；剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。产生不同破坏形态的原因？主要是由于传力路径的变化引起应力状态的不同5.2 无腹筋梁的受剪性能第11页/共57页 11 3 3无腹筋梁无腹筋梁斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏斜拉破坏斜拉破坏 sv很小很小斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏斜拉破坏斜拉破坏 sv适量适量斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏剪压破坏剪压破坏 sv很大很大斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏影响有腹筋梁破坏形态的主要因素是剪跨比和配箍率sv配箍率剪跨比第12页/共57页 结论：斜压破坏：通过限制截面最小尺寸来避免。剪压破坏：通过计算，配置合适的腹筋来避免斜拉破坏：通过控制箍筋的最小配筋率来避免第13页/共57页计算原理 对于常见的剪压破坏，通过受剪承载力计算给予保证。受剪承载力计算公式就是依据剪压破坏特征建立的。5.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算第14页/共57页有箍筋和弯起钢筋的简支梁，斜截面上的抗剪力有混凝土剪压区的剪力和压力、箍筋和弯起钢筋的抗力、纵筋的抗力、纵咬合力等。规范采用半理论半经验方筋的销栓剪力、骨料 法建立受剪承载力计算公式Vu =Vc +Vsv +Vsb无弯起钢筋时，公式可简化为Vu =Vc +Vsv =Vcs第15页/共57页第五章受弯构件斜截面受剪承载力1、板的斜截面受剪承载力的计算 影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑，而且受剪破坏都是脆性的。矩形、T形和工形截面的一般受弯构件Vc =0.7h ft bh0h为截面尺寸效应影响系数，当h1500mm时，取h=0.85；第16页/共57页第五章受弯构件斜截面受剪承载力（1）仅配箍筋的梁Vu =Vc+VsVc为无腹筋梁的承载力考虑到配置箍筋后尺寸效应的影响减小，以及纵向钢筋的影响并不是很大，故均取h=1。ft bh0Vc =1.75+1集中荷载下独立梁：一般受弯构件：Vc=0.7 ftbh05.2受剪承载力计算2、梁的斜截面受剪承载力计算公式第17页/共57页第六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h0AsvsVu =0.7 ft bh0+1.25 f yv集中荷载作用下的独立梁h0Asvsft bh0 +f yvVu =1.75+16.4 受剪承载力计算第18页/共57页第六章受弯构件斜截面受剪承载力 集中荷载作用下的独立梁对于不与楼板整浇的独立梁，在集中荷载下，或同时作用多种荷载，其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的75%以上时，6.2 无腹筋梁的受剪性能第19页/共57页第六章受弯构件斜截面受剪承载力 集中荷载作用下的独立梁对于不与楼板整浇的独立梁，在集中荷载下，或同时作用多种荷载，其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的75%以上时，6.2 无腹筋梁的受剪性能第20页/共57页第六章受弯构件斜截面受剪承载力（2）配有箍筋和弯起钢筋的梁0.8fyAsb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。Vu =Vcs+0.8 f y Asb sin 为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取4560。6.4 受剪承载力计算第21页/共57页3、计算公式的适用条件 斜截面受剪承载力的计算公式仅适用于剪压破坏形态。剪压破坏的极限状态：与斜截面现浇的箍筋屈服，剪压区混凝土达到抗压强度。那么，如何避免斜压，或者是斜拉破坏呢？第22页/共57页V 0.20 c f c bh0 fcu,k 50N/mm 时，c=1.0第五章受弯构件斜截面受剪承载力 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截面过小或者配箍率过高产生斜压破坏 受剪截面应符合下列截面限制条件，当当hwbhwb 4 时，6 时，当 4 hwbV 0.25 c f c bh0 c为高强混凝土的强度折减系数 2fcu,k=80N/mm2时，c=0.80.25c f c bh0 或者 0.20c f c bh0 该怎么办？解决方法：（1）加大混凝土梁截面（2）提高混凝土强度第24页/共57页避免出现斜拉破坏（2）抗剪箍筋的最小配箍率 sv svsv，min=0.24 ft fyv 如果箍筋过少，斜裂缝出现后，箍筋就会立即屈服，导致出现斜拉破坏ASVbsnAsv1bs第25页/共57页（2）抗剪箍筋的最小配箍率 箍筋的配箍率 sv=ASV bsnASV1 bs式中ASV-配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积 n -同一截面内箍筋的肢数 ASV1-单肢箍筋的截面面积 s-沿构件轴向箍筋的间距 b-梁的宽度 单肢箍 双肢箍 四肢箍第26页/共57页如果出现了 svsv.min该怎么办？解决方法：（1）增加箍筋。可以加密箍筋，也可以考虑增加箍筋肢数。第27页/共57页第六章受弯构件斜截面受剪承载力4、受剪计算斜截面1V112V221V114V4433V3 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）；受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。6.4 受剪承载力计算第28页/共57页截面尺寸能满足要求，否则应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级5.2.2 斜截面受剪承载力计算方法及步骤斜截面受剪承载力的计算分为两类：截面设计截面设计和截面校核截面校核。1截面设计1）确定计算截面位置，计算其剪力设计值2）复核截面尺寸构件截面尺寸通常在正截面受弯承载力计算时已确定，然后按斜截面受剪承载力的要求进行复核V 0.25cf c bh0V 0.2c f c bh0V 0.025(14hw/b)c f cbh0第29页/共57页3）确定是否需按计算配置箍筋V 0.7 ft bh0ft bh0V 1.75+1不必进行计算，可按构造配箍，否则应计算腹筋用量。4）计算腹筋配置腹筋有以下两种方法(1)只配箍筋，不配弯起钢筋只配箍筋，不配弯起钢筋；(2)既配箍筋，又配弯起钢筋。第30页/共57页V Vcs =f t bh0 +f yvh0V Vcs =f t bh0 +f yvh0(1)只配箍筋，不配弯起钢筋，确定箍筋AsvsAsvh0sV Vcs =0.7 f t bh0+1.25f yv1.75+1(2)既配箍筋，又配弯起筋Vsb =0.8 f y Asb sinsAsvsAsvh0sVcs =V VsbV Vcs =0.7f t bh0+1.25 f yv1.75+1第31页/共57页 课堂习题：某办公楼矩形截面简支梁，截面尺寸250500mm，h0=465mm，承受均布荷载作用，以求得支座边缘剪力设计值为185.85kN，混 凝 土 为 C25级，箍 筋 采 用HPB235级钢筋，试确定箍筋数量。（根据构造，箍筋直径为8，双肢箍）第32页/共57页【解】查表得fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，fyv=210N/mm2，c=1.0 1.复核截面尺寸 hw/b=h0/b=465/250=1.864.0 应按式（5.7a）复核截面尺寸。=0.251.011.9250465=345843.75N V=185.85kN 截面尺寸满足要求。第33页/共57页 2.确定是否需按计算配置箍筋 =0.71.27250465=103346.25N V=185.85kN 需按计算配置箍筋。3.确定箍筋数量 =0.676mm2/mm 按构造要求，箍筋直径不宜小于6mm，现选用8双肢箍筋（Asv1=50.3mm2），则箍筋间距第34页/共57页 =149mm 查表得smax=200mm，取s=140mm。4.验算配箍率 sv，min=0.24ft/fyv=0.241.27/210=0.15%sv=0.29%配箍率满足要求。所以箍筋选用 8140，沿梁长均匀布置。第35页/共57页 课堂习题：已知一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸bh=200600mm，h0=530mm，计算简图和剪力图如图3.3.5所示，采用C25级混凝土，箍筋采用HPB235级钢筋。试配置箍筋。（根据构造，箍筋直径为6，双肢箍）第36页/共57页 2.判断是否可按构造要求配置箍筋 集中荷载在支座边缘截面产生的剪力为85kN，占支座边缘截面总剪力98.5kN的86.3%，大于75%，应按集中荷载作用下的独立梁计算。故需按计算配置箍筋第37页/共57页3.计算箍筋数量 选用6双肢箍 ，取S=150mm 配箍率满足要求。第38页/共57页或应停止继续计算2截面复核截面复核时，已知剪力设计值V、材料强度设计值fc和fyv及fy、截面尺寸bh、腹筋数量n，s，Asv1或Asb等，要求计算斜截面受剪承载力Vu。复核步骤如下：检查截面限制条件，如果不满足公式V 0.25cf c bh0V 0.2c f c bh0V0.025(14 hw/b)cf cbh0(2)如 V 0.7 f t bh 0或V 1.75ft bh0/(+1)箍筋应符合构造配箍要求第39页/共57页(3)如V 0.7 ft bh0或V 1.75 ft bh0/(+1)检查是否满足最小配箍率的要求，如不满足，应停止计算h0AsvsV Vcs =0.7 f t bh0+1.25 f yvh0Asvsf t bh0 +f yvV Vcs =1.75+1V Vu =Vcs +0.8f yAsb sins均布荷载集中荷载弯起钢筋求VuV Vu即可第40页/共57页课堂习题（P83)5.5 钢筋混凝土矩形截面简支梁，承受均布荷载作用，截面尺寸bxh=200mmx500mm，混凝土采用C20，箍筋采用HPB235级8200(2)，配有320 HRB335级纵向钢筋。试计算该梁所能承担的最大剪力设计值。第41页/共57页5.4 受弯构件钢筋构造要求的补充5.4.1 钢筋锚固长度锚固长度：受力钢筋必须伸出其受力截面的一 定长度，称为锚固长度。1.受拉钢筋的锚固长度 锚固长度通过查平法图集11G101-1 表可确定。第42页/共57页第43页/共57页第44页/共57页2.末端采用机械锚固措施时钢筋的锚固长度第45页/共57页3.纵向受压钢筋的锚固长度 纵向受压钢筋的锚固长度不得小于纵向受拉钢筋锚固长度的70%4.钢筋在支座处的锚固第46页/共57页5.4.2 钢筋的连接 钢筋的连接形式有三种。分别是绑扎搭接，机械连接，焊接。举例：钢筋直径16 采用绑扎连接(常用于板钢筋连接)钢筋直径1622采用焊接连接(常用于梁柱钢 筋连接)钢筋直径22 采用机械连接(常用于梁柱钢筋连接)第47页/共57页1.绑扎搭接接头 a：绑扎接头宜相互错开 b：纵向钢筋搭接接头面积率应符合规范要求。c：搭接长度应按公式计算 Ll=La第48页/共57页第49页/共57页2.机械连接和焊接接头 a：机械连接或焊接接头的位置宜相互错开 b：纵向钢筋受拉接头面积率应符合规范要求。第50页/共57页第51页/共57页第52页/共57页5.4.3 箍筋的构造要求1.箍筋的布置a：梁高h300，全长布置箍筋b：梁高150h300 端部1/4梁长设置箍筋c：梁高h150 不设置箍筋第53页/共57页2.箍筋的形式和肢数箍筋的形式：封闭式，开口式箍筋的肢数：单肢，双肢，四肢第54页/共57页3.箍筋的直径4.箍筋的间距第55页/共57页5.4.5 吊筋或附加钢筋的构造第56页/共57页感谢您的观看！第57页/共57页