梁的斜截面受剪承载力精选PPT.ppt

关于梁的斜截面受剪承载力第1页，讲稿共64张，创作于星期二5.1 5.1 概述概述 在剪力和弯矩共同在剪力和弯矩共同作用的支座附近区段作用的支座附近区段内，则会产生内，则会产生斜截面斜截面受剪破坏受剪破坏或或斜截面受斜截面受弯破坏弯破坏。纯弯纯弯段段剪弯剪弯段段剪弯剪弯段段5.1.1 5.1.1 受弯构件斜截面受力与破坏分析受弯构件斜截面受力与破坏分析第2页，讲稿共64张，创作于星期二腹筋：腹筋：箍筋、弯筋箍筋、弯筋无腹筋梁：无腹筋梁：仅设置仅设置纵筋的梁或不配箍纵筋的梁或不配箍筋和弯起钢筋；筋和弯起钢筋；纯弯纯弯段段剪弯剪弯段段剪弯剪弯段段第3页，讲稿共64张，创作于星期二第4页，讲稿共64张，创作于星期二弯剪型斜裂缝弯剪型斜裂缝：由梁底的弯曲裂缝发展而成；：由梁底的弯曲裂缝发展而成；腹剪型斜裂缝腹剪型斜裂缝：当当梁梁的的腹腹板板很很薄薄或或集集中中荷荷载载至至支支座座距距离离很很小小时时，斜裂缝可能首先在梁腹部出现。斜裂缝可能首先在梁腹部出现。1、斜裂缝开裂前的受力分析斜裂缝开裂前的受力分析第5页，讲稿共64张，创作于星期二第6页，讲稿共64张，创作于星期二 斜裂缝的斜裂缝的类型：类型：腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝和和弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝。腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝第7页，讲稿共64张，创作于星期二2、无腹筋梁受力及破坏分析无腹筋梁受力及破坏分析剪压区第8页，讲稿共64张，创作于星期二n AB面上的混凝土面上的混凝土切应力合力切应力合力Vcn开裂面开裂面BC两侧凹凸不平产生的两侧凹凸不平产生的骨料咬合力骨料咬合力Van穿越裂缝间的纵筋在斜裂缝处的穿越裂缝间的纵筋在斜裂缝处的销栓力销栓力Vdn随随着着荷荷载载的的增增大大，近近支支座座处处的的一一条条斜斜裂裂缝缝发发展展较较快快，成为导致构件破坏的成为导致构件破坏的临界斜裂缝临界斜裂缝。第9页，讲稿共64张，创作于星期二第10页，讲稿共64张，创作于星期二第11页，讲稿共64张，创作于星期二 临临界界斜斜裂裂缝缝出出现现后后，梁梁的的受受力力如如一一拉拉杆杆拱拱，荷荷载载通通过过斜斜裂裂缝缝上上部部的的砼砼拱拱体体传传至至支支座座，纵纵筋筋相相当当于于拉拉杆杆，纵纵筋筋与与砼砼拱拱体体的的共共同同工工作作完完全全取取决决于于支支座座处处的的锚锚固固。破破坏坏时时纵纵向向钢筋的拉应力往往低于屈服强度。钢筋的拉应力往往低于屈服强度。第12页，讲稿共64张，创作于星期二3、有腹筋梁的受力及破坏分析、有腹筋梁的受力及破坏分析第13页，讲稿共64张，创作于星期二5.1.2、影响斜截面受力性能的主要因素、影响斜截面受力性能的主要因素1、剪跨比和跨高比、剪跨比和跨高比2、腹筋的数量、腹筋的数量3、混凝土强度等级、混凝土强度等级4、纵筋配筋率、纵筋配筋率5、其他因素、其他因素第14页，讲稿共64张，创作于星期二1 1、剪跨比和跨高比、剪跨比和跨高比 剪剪跨跨比比为为集集中中荷荷载载到到临临近近支支座座的的距距离离a与与梁梁截截面面有有效效高高度度h0的的比比值，即值，即a/h0。某截面的广义剪跨比为该截面上弯矩某截面的广义剪跨比为该截面上弯矩M与剪力和截面有效与剪力和截面有效高度乘积的比值，即高度乘积的比值，即 M/（Vh0）。）。剪跨比反映了梁中正应力与剪应力的比值剪跨比反映了梁中正应力与剪应力的比值!第15页，讲稿共64张，创作于星期二第16页，讲稿共64张，创作于星期二2、腹筋的数量、腹筋的数量腹筋的数量增多时，斜截面的承载力增大。腹筋的数量增多时，斜截面的承载力增大。3、混凝土强度等级、混凝土强度等级斜斜截截面面的的承承载载力力随随混混凝凝土土强强度度等等级级的的提提高高而而增大。增大。4、纵筋配筋率、纵筋配筋率纵向钢筋配筋率越大，斜截面的承载力增大。纵向钢筋配筋率越大，斜截面的承载力增大。第17页，讲稿共64张，创作于星期二斜斜截截面面破破坏坏是是因因混混凝凝土土到到达达极极限限强强度度而而发发生生的的，故故斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。第18页，讲稿共64张，创作于星期二试试验验表表明明，梁梁的的受受剪剪承承载载力力随随纵纵向向钢钢筋筋配配筋筋率率的的提提高高而而增增大大。这这主主要要是是纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋约约束束了了斜斜裂裂缝缝长长度度的的延延伸伸，从而增大了剪压区面积的作用。从而增大了剪压区面积的作用。第19页，讲稿共64张，创作于星期二受受压压翼翼缘缘的的存存在在对对提提高高斜斜截截面面的的承承载载力力有有一一定定的的作作用用。因因此此T形形截截面面梁梁与与矩矩形形截截面面梁梁相相比比，前前者者 的的斜斜截截面面承承载载力力一一般般要要高高10%30%。预预应应力力能能阻阻斜斜裂裂缝缝的的出出现现和和开开展展，增增加加混混凝凝土土剪剪压压区区高高度度，从从而而提提高高混混凝凝土土所所承承担担的的抗剪性能。抗剪性能。5、其他因素、其他因素截面形状、预应力，梁的连续性截面形状、预应力，梁的连续性第20页，讲稿共64张，创作于星期二5.1.3 斜截面受剪破坏形态斜截面受剪破坏形态一、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态一、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 1)斜拉破坏斜拉破坏：当剪跨比较大当剪跨比较大(3)时出现。时出现。破破坏坏系系由由梁梁中中主主拉拉应应力力所所致致，其其特特点点是是斜斜裂裂缝缝一一出出现现梁梁即即破破坏坏，破破坏坏呈呈明明显显脆脆性性，类类似似于于正正截截面面承承载载力力中中的的少少筋筋破破坏坏。其其特特点点是是当当垂垂直直裂裂缝缝一一出出现现，就就迅迅速速向向受受压压区区斜斜向向伸伸展展，斜截面承载力随之丧失。斜截面承载力随之丧失。第21页，讲稿共64张，创作于星期二 2)剪压破坏剪压破坏：当剪跨比一般：当剪跨比一般(1 3)时出现。时出现。原因原因：梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致，也属梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致，也属脆性破坏，但脆性不如前两种破坏明显。在剪弯区段的脆性破坏，但脆性不如前两种破坏明显。在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，它们沿竖向延伸一小受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，它们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝临界斜裂缝，临界斜，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。第22页，讲稿共64张，创作于星期二剪压破坏剪压破坏第23页，讲稿共64张，创作于星期二 3)3)斜压破坏斜压破坏：剪跨比较剪跨比较小小(3，且箍筋配置的数量过少，将发生，且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破坏斜拉破坏；当当13，箍筋的配置数量适当，将发生，箍筋的配置数量适当，将发生剪压破坏剪压破坏；当当1，或箍筋的配置数量过多，会发生，或箍筋的配置数量过多，会发生斜压破坏斜压破坏。对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋数量适当，对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋数量适当，剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破坏形式。剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破坏形式。“强剪弱弯强剪弱弯”！第27页，讲稿共64张，创作于星期二配箍量一般用配箍率配箍量一般用配箍率（又称箍筋配筋率）（又称箍筋配筋率）sv表示，即表示，即 第28页，讲稿共64张，创作于星期二5.2 受弯构件斜截面设计方法受弯构件斜截面设计方法 一、一、基本假定基本假定 假定梁的斜截面受剪承载力假定梁的斜截面受剪承载力Vu的组成的组成 由斜裂缝上剪压区混凝土的抗剪能力由斜裂缝上剪压区混凝土的抗剪能力Vc；与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力Vsv；与斜裂缝相交的弯起钢筋的抗剪能力与斜裂缝相交的弯起钢筋的抗剪能力Vsb。第29页，讲稿共64张，创作于星期二VuVcVsVsb受剪承载力的组成Vu=Vc+Vsv+Vsb Vcs=Vc+VsvVu=Vcs+Vsb 第30页，讲稿共64张，创作于星期二二、斜截面受剪承载力的计算公式二、斜截面受剪承载力的计算公式 1 1均均布布荷荷载载作作用用下下矩矩形形、T形形和和I形形截截面面的的一般受弯构件，当仅配箍筋时；一般受弯构件，当仅配箍筋时；第31页，讲稿共64张，创作于星期二2对集中荷载对集中荷载作用下的独立梁（包括作用有多种荷载，作用下的独立梁（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座边缘截面所产生的剪力值大于总剪其中集中荷载对支座边缘截面所产生的剪力值大于总剪力值的力值的75%情况）情况）当仅配箍筋时；当仅配箍筋时；-计算截面的剪跨比，可取计算截面的剪跨比，可取=a/h0,a为集中荷载至支座的距为集中荷载至支座的距离；当离；当1.5时，取时，取=1.5；当；当3，取，取=3。计算截面距计算截面距支座之间的箍筋应均匀布置。支座之间的箍筋应均匀布置。第32页，讲稿共64张，创作于星期二 3配有箍筋和弯起钢筋时梁的斜截面配有箍筋和弯起钢筋时梁的斜截面承载力设计表达式为：承载力设计表达式为：第33页，讲稿共64张，创作于星期二 4不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件，其斜截面的受剪承载力：弯构件，其斜截面的受剪承载力：截截面面高高度度影影响响系系数数，当当h0小小于于800mm时时，取取h0等等于于800mm；当当h0大大于于2000mm时时，取取h0等等于于2000mm。第34页，讲稿共64张，创作于星期二三、计算公式的适用范围三、计算公式的适用范围 1 1截面限制条件（上限值）截面限制条件（上限值）最小截面尺寸最小截面尺寸 当当 4.0时，属于一般的梁，应满足时，属于一般的梁，应满足 当当 6.0时，属于薄腹梁，应满足时，属于薄腹梁，应满足 当当4.0 0.7ftbh0栏栏的的最最大大箍箍筋筋间间距距smax的的规定。规定。第46页，讲稿共64张，创作于星期二三、斜截面的受弯承载力计算三、斜截面的受弯承载力计算不考虑箍筋的影响不考虑箍筋的影响MI-IIT1Tbzzba第47页，讲稿共64张，创作于星期二MI-IIMI,即 Zb Z第48页，讲稿共64张，创作于星期二满足斜截面的受弯承载力计算满足斜截面的受弯承载力计算第49页，讲稿共64张，创作于星期二1 1、抵抗弯矩图、抵抗弯矩图四、四、受弯构件钢筋的布置受弯构件钢筋的布置第50页，讲稿共64张，创作于星期二所谓抵抗弯矩图是指受弯构件按实际所谓抵抗弯矩图是指受弯构件按实际的纵向钢筋配置，画出的受弯构件正的纵向钢筋配置，画出的受弯构件正截面所抵抗的弯矩图。截面所抵抗的弯矩图。第51页，讲稿共64张，创作于星期二q2f251f22Mu图M图2f251f22充分利用点、不需要点（理论切断点）充分利用点、不需要点（理论切断点）abc第52页，讲稿共64张，创作于星期二二、钢筋的弯起二、钢筋的弯起根据根据M图的变化将钢筋弯起图的变化将钢筋弯起时需绘制时需绘制Mu图，使得图，使得Mu图图包住包住M图，以图，以满足受弯承载满足受弯承载力的要求力的要求。按每根按每根(或每组或每组)钢筋的的面积比例划钢筋的的面积比例划分出各根分出各根(或各组或各组)钢筋的所提供的受钢筋的所提供的受弯承载力弯承载力Mui，Mui可近似取可近似取第53页，讲稿共64张，创作于星期二第54页，讲稿共64张，创作于星期二 当弯起钢筋作为抗剪腹筋时当弯起钢筋作为抗剪腹筋时，其间距还应，其间距还应满足抗剪的构造要求，同时弯折终点应有满足抗剪的构造要求，同时弯折终点应有一直线段锚固长度，当直线段位于受拉区一直线段锚固长度，当直线段位于受拉区时，直线段长度不小于时，直线段长度不小于20d20d；当直线段位于；当直线段位于受压区时，直线段长度不小于受压区时，直线段长度不小于10d10d。当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载力要求时截面的承载力要求时，可单独设置仅作，可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起钢筋称为钢筋称为“鸭筋鸭筋”。第55页，讲稿共64张，创作于星期二1、满足正截面受弯承载力要求、满足正截面受弯承载力要求 Mu图图M图图2、满足斜截面受弯承载力要求、满足斜截面受弯承载力要求 弯起点至充分利用点距离弯起点至充分利用点距离0.5h03、满足斜截面受剪承载力要求和构造要求、满足斜截面受剪承载力要求和构造要求弯起钢筋要求小结弯起钢筋要求小结第56页，讲稿共64张，创作于星期二五、钢筋的截断五、钢筋的截断 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。的。根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断。筋截断。一般不在跨中受拉区将钢筋截断。一般不在跨中受拉区将钢筋截断。对于连续梁、框架梁对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯矩区段中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢的上部受拉钢筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。截断钢筋必须有足够的锚固长度，截断钢筋必须有足够的锚固长度，但这里的锚固与钢但这里的锚固与钢筋在支座或节点内的锚固受力情况不同，筋在支座或节点内的锚固受力情况不同，因为要考虑斜因为要考虑斜裂缝对钢筋应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化裂缝对钢筋应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响。情况的影响。第57页，讲稿共64张，创作于星期二V0.7ftbh0：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断。a点点 为钢筋的充分利用点为钢筋的充分利用点 b点点 为全部钢筋的不需要点为全部钢筋的不需要点（理论断点）（理论断点）c点点 为钢筋实际截断点为钢筋实际截断点由于由于ab间还有一段弯矩变化区，间还有一段弯矩变化区，实际截断点实际截断点c到钢筋充分利用点到钢筋充分利用点a 的锚固长度（的锚固长度（即延伸长度即延伸长度ld）要求比基本锚固长度要求比基本锚固长度la大。大。第58页，讲稿共64张，创作于星期二第59页，讲稿共64张，创作于星期二当弯矩较大时，钢筋可分批截断当弯矩较大时，钢筋可分批截断第60页，讲稿共64张，创作于星期二V0.7ftbh0第61页，讲稿共64张，创作于星期二一次截断情况一次截断情况lm20dabca1h0ah01.2la+h0第62页，讲稿共64张，创作于星期二当按上述截断点仍位于当按上述截断点仍位于负弯矩受拉区内负弯矩受拉区内1.3h01.2la+1.7h01.3h0，1.2la+h01.3h0 20d且20d第63页，讲稿共64张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第64页，讲稿共64张，创作于星期二