gg第4章2钢筋混凝土受弯构件截面承载力计算[10].ppt

gg第4章2 钢筋混凝土受弯构件截面承载力计算10 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第 4 章第第 4 章章 钢筋混凝土受弯构件截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件截面承载力计算第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章重点重点了解斜截面破坏的主要形态及了解斜截面破坏的主要形态及影响因素；影响因素；了解材料抵抗弯矩图的画法；了解材料抵抗弯矩图的画法；了解受弯构件斜截面构造要求。了解受弯构件斜截面构造要求。掌握建筑工程受弯构件斜截面承载力的计掌握建筑工程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算方法及防止斜压和斜拉破坏的措施；第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.8概概概概 述述述述4.8.1 设计的必要性设计的必要性 对于一般受弯构件，除进行正截面抗弯承对于一般受弯构件，除进行正截面抗弯承载力设计外，还要进行斜截面抗剪承载力设计。载力设计外，还要进行斜截面抗剪承载力设计。这是因为这是因为:受弯构件在弯矩和剪力的共同作用下受弯构件在弯矩和剪力的共同作用下,如如果其的抗弯能力得到保证果其的抗弯能力得到保证,还可能由于斜裂缝还可能由于斜裂缝截面的抗剪承载力不足而发生剪切破坏。而剪截面的抗剪承载力不足而发生剪切破坏。而剪切破坏往往具有脆性性质，在实际工程中应当切破坏往往具有脆性性质，在实际工程中应当避免。避免。第 4章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.8.2 4.8.2 抗剪钢筋抗剪钢筋 腹筋腹筋 1.1.箍筋箍筋 (1)(1)位置位置:垂直于梁的纵向轴线每间隔一垂直于梁的纵向轴线每间隔一定距离而设置。定距离而设置。(2)(2)作用作用 a.a.提供一定的抗剪承载力。提供一定的抗剪承载力。b.b.与梁的纵向钢筋和架立钢筋绑扎或焊与梁的纵向钢筋和架立钢筋绑扎或焊接在一起形成梁的钢筋骨架。接在一起形成梁的钢筋骨架。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.8.2 4.8.2 抗剪钢筋抗剪钢筋 腹筋腹筋 2.2.弯起钢筋弯起钢筋:斜筋斜筋 (1)(1)位置位置:由梁的纵向受拉钢筋在梁的支座由梁的纵向受拉钢筋在梁的支座附近按照一定的角度弯折至梁的上部。附近按照一定的角度弯折至梁的上部。(2)(2)作用作用 a.a.协助箍筋承受较大的剪力。协助箍筋承受较大的剪力。b.b.借助其一定的延伸长度抵抗梁的负弯借助其一定的延伸长度抵抗梁的负弯矩。矩。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.8.3 4.8.3 分类分类 受弯构件根据是否配置腹筋分为受弯构件根据是否配置腹筋分为:1.1.有腹筋梁有腹筋梁(1)(1)概念概念:同时配有纵向钢筋和箍筋与弯起钢筋的梁。同时配有纵向钢筋和箍筋与弯起钢筋的梁。(2)(2)应用应用 往往应用于跨度较大、承受荷载较大的梁。往往应用于跨度较大、承受荷载较大的梁。2.2.无腹筋梁无腹筋梁(1)(1)概念概念:仅配有纵向钢筋的梁。仅配有纵向钢筋的梁。(2)(2)应用应用 跨度较小、承受荷载较小的梁。跨度较小、承受荷载较小的梁。工程中除高度很小的梁外，一般均应设计成有腹工程中除高度很小的梁外，一般均应设计成有腹筋梁。筋梁。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.8.4 4.8.4 设计应解决的问题设计应解决的问题 1.1.确定合理的截面尺寸。确定合理的截面尺寸。2.2.确定需配置腹筋的数量。确定需配置腹筋的数量。3.3.满足有关构造措施要求。满足有关构造措施要求。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.9试验研究试验研究试验研究试验研究4.9.1 斜截面破坏机理斜截面破坏机理 纯弯段纯弯段剪弯段剪弯段剪弯段剪弯段 在主要承在主要承受弯矩的区段受弯矩的区段内，产生内，产生正截正截面受弯破坏面受弯破坏；而在剪力而在剪力和弯矩共同作用和弯矩共同作用的支座附近区段的支座附近区段内，则会产生内，则会产生斜斜截面受剪破坏截面受剪破坏或或斜截面受弯破坏斜截面受弯破坏。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章由材料力由材料力由材料力由材料力学可知：学可知：学可知：学可知：1.1.斜裂缝的形成斜裂缝的形成 Formation of Diagonal Cracks 斜斜裂裂缝缝是是因因梁梁中中弯弯矩矩和和剪剪力力产产生生的的主主拉拉应应变变超超过过混混凝凝土土的的极极限限拉拉应应变变而而出出现现的的。斜斜裂裂缝缝主主要要有有两两类类：腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝和和弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝。在在中中和和轴轴附附近近，正正应应力力小小，剪剪应应力力大大，主主拉拉应应力力方方向向大大致致为为45。当当荷荷载载增增大大，拉拉应应变变达达到到混混凝凝土土的的极极限限拉拉应应变变值值时时，混混凝凝土土开开裂裂，沿沿主主压压应应力力迹迹线线产产生生腹腹部部的斜裂缝，称为的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝。腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁中，如图所示。梁中，如图所示。腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝 在在剪剪弯弯区区段段截截面面的的下下边边缘缘，主主拉拉应应力力还还是是水水平平向向的的。所所以以，在在这这些些区区段段仍仍可可能能首首先先出出一一些些较较短短的的垂垂直直裂裂缝缝，然然后后延延伸伸成成斜斜裂裂缝缝，向向集集中中荷荷载载作作用用点点发发展展，这这种种由由垂垂直直裂裂缝缝引引伸伸而而成成的的斜斜裂裂缝缝的的总总体体，称称为为弯弯剪剪斜斜裂裂缝缝，这这种种裂裂缝缝上上细细下下宽宽，是是最最常常见见的的，如如下下图图所所示。示。弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝2.2.无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能2.2.无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能（1 1）斜裂缝出现后梁中受力状态的变化）斜裂缝出现后梁中受力状态的变化a.a.斜裂缝出现后，受剪面积的斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大减小使受压区混凝土剪力增大(剪压区剪压区)第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算2.2.无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能2.2.无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能（1 1）斜裂缝出现后梁中受力状态的变化）斜裂缝出现后梁中受力状态的变化第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算b.b.斜裂缝出现前，支座附近斜裂缝出现前，支座附近截面截面a-a的钢筋应力的钢筋应力s ss与与Ma成成正比；正比；MaMb2 无腹筋梁的受剪性能2.2.无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能（1 1）斜裂缝出现后梁中受力状态的变化）斜裂缝出现后梁中受力状态的变化第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算斜裂缝出现后，斜裂缝出现后，截面截面a-a 的钢筋的钢筋应力应力s ss取决于取决于临界斜裂缝顶点截面临界斜裂缝顶点截面b-bb-b处的处的Mb，即与即与Mb成正比成正比。因此，斜裂缝出现使因此，斜裂缝出现使支座附近的支座附近的s ss与跨中截面的与跨中截面的s ss相近，相近，这对纵筋这对纵筋的锚固提出更高的要求。的锚固提出更高的要求。同时，销栓作同时，销栓作用用Vd使纵筋周围的使纵筋周围的混凝土产生混凝土产生撕裂裂缝撕裂裂缝，削弱混凝土，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。对纵筋的锚固作用。梁由原来的梁由原来的梁传力机制梁传力机制变成变成拉杆拱传力机制拉杆拱传力机制（2 2）无腹筋梁的剪切破坏形态）无腹筋梁的剪切破坏形态 Shear Failure Mode对集中荷载简支梁对集中荷载简支梁剪跨比剪跨比Shear span ratio2 2 无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算h0aa.a.斜拉破坏斜拉破坏（l l 3）剪跨比剪跨比l l 较大，较大，主压应力角度较主压应力角度较小，拱作用较小小，拱作用较小。剪力主要依靠拉应力剪力主要依靠拉应力（梁作用）（梁作用）传递到支座，传递到支座，一旦出现斜裂缝，就很快形成一旦出现斜裂缝，就很快形成临临界斜裂缝界斜裂缝，荷载传递路线被切断，荷载传递路线被切断，承载力急剧下降，脆性性质显著。承载力急剧下降，脆性性质显著。破坏是由于混凝土（斜向）拉坏破坏是由于混凝土（斜向）拉坏引起的，称为引起的，称为斜拉破坏斜拉破坏。斜拉传力机构，取决于混凝土的斜拉传力机构，取决于混凝土的抗拉强度。抗拉强度。2 2 无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算P f斜拉破坏斜拉破坏 diagonal tension failure无腹筋斜拉破坏试验录像无腹筋斜拉破坏试验录像 最后，拱顶处混凝土在剪应力和最后，拱顶处混凝土在剪应力和压应力的共同作用下，达到混凝土压应力的共同作用下，达到混凝土的复合受力下的强度而破坏。的复合受力下的强度而破坏。部分拱作用部分拱作用，部分斜拉传递部分斜拉传递，取，取决于混凝土的复合应力下决于混凝土的复合应力下（剪压）（剪压）的强度。的强度。2 2 无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算P f 剪跨比较小，剪跨比较小，有一定拱作用有一定拱作用 斜裂缝出现后，部分荷载通斜裂缝出现后，部分荷载通过拱作用传递到支座，承载力过拱作用传递到支座，承载力没有很快丧失，荷载可以继续没有很快丧失，荷载可以继续增加，并出现其它斜裂缝。增加，并出现其它斜裂缝。剪压破坏剪压破坏 shear compression failureb.剪压破坏剪压破坏（1l l 3）无腹筋剪压破坏试验录像无腹筋剪压破坏试验录像（l l1）2 2 无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算 剪跨比很小，剪跨比很小，拱作用很大拱作用很大。荷。荷载主要通过拱作用传递到支座。载主要通过拱作用传递到支座。主压应力的方向沿支座与荷载主压应力的方向沿支座与荷载作用点的连线。作用点的连线。最后拱上混凝土在斜向压应力最后拱上混凝土在斜向压应力的作用下受压破坏。的作用下受压破坏。斜压传力机构，取决于混凝土斜压传力机构，取决于混凝土的抗压强度。的抗压强度。P f斜压破坏斜压破坏 diagonal compression failurec.斜压破坏斜压破坏无腹筋斜压破坏试验录像无腹筋斜压破坏试验录像无腹筋梁无腹筋梁的受剪破坏都是脆的受剪破坏都是脆性的性的 斜拉破坏为受拉脆性破坏，斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；脆性性质最显著；斜压破坏为受压脆性破坏；斜压破坏为受压脆性破坏；剪压破坏界于受拉和受压剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。脆性破坏之间。不同破坏形态的原因主要是不同破坏形态的原因主要是由于传力路径的变化引起应由于传力路径的变化引起应力状态的不同而产生的。力状态的不同而产生的。2 2 无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算3.3.有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能 梁中配置箍筋，出现斜裂缝梁中配置箍筋，出现斜裂缝后，梁的剪力传递机构由原来后，梁的剪力传递机构由原来无腹筋梁的无腹筋梁的拉杆拱传递机构拉杆拱传递机构转转变为变为桁架与拱的复合传递机构桁架与拱的复合传递机构 斜裂缝间齿状体混凝土有如斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆斜压腹杆 箍筋的作用有如竖向拉杆箍筋的作用有如竖向拉杆 临界斜裂缝上部及受压区临界斜裂缝上部及受压区混混凝土相当于受压弦杆凝土相当于受压弦杆 纵筋相当于下弦拉杆纵筋相当于下弦拉杆 箍筋将齿状体混凝土传来的箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆，增加了混荷载悬吊到受压弦杆，增加了混凝土传递受压的作用凝土传递受压的作用 斜裂缝间的骨料咬合作用，还斜裂缝间的骨料咬合作用，还将一部分荷载传递到支座（拱作将一部分荷载传递到支座（拱作用）用）3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算（1）箍筋的作用）箍筋的作用 斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，增强了梁的剪力传递能增强了梁的剪力传递能力力；箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，使使Vc增加，增加，骨料咬合力骨料咬合力Va也增加；也增加；吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，增强了纵筋销栓作用增强了纵筋销栓作用Vd；箍筋参与斜截面的受弯，箍筋参与斜截面的受弯，使斜裂缝出现后纵筋应力使斜裂缝出现后纵筋应力s ss 的增量减的增量减小；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，的承载力，即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大即对小剪跨比情况，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。坏，继续增加箍筋没有作用。3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算（2 2）破坏形态）破坏形态影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比剪跨比l l3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算和和配箍率配箍率r rsv箍筋适量梁受剪破坏试验录像箍筋适量梁受剪破坏试验录像箍筋较少梁受剪破坏试验录像箍筋较少梁受剪破坏试验录像箍筋较多梁受剪破坏试验录像箍筋较多梁受剪破坏试验录像第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章小结小结:斜截面的主要破坏型态斜截面的主要破坏型态 1.斜压破坏斜压破坏 产生条件 3且且腹筋量少腹筋量少。破坏特点受拉边缘一旦出现斜裂缝便受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展，构件很快破坏。急速发展，构件很快破坏。设计中设计中斜压破坏斜压破坏和和斜拉破坏斜拉破坏主要靠主要靠构造要求构造要求来避来避免，而免，而剪压破坏剪压破坏则通过则通过配箍计算配箍计算来防止。来防止。如如图图为为三三种种破破坏坏形形态态的的荷荷载载-挠挠度度（F-f）曲曲线线图图，从从图图中中曲曲线线可可见见，各各种种破破坏坏形形态态的的斜斜截截面面承承载载力力各各不不相相同同，斜斜压压破破坏坏时时最最大大，其其次次为为剪剪压压，斜斜拉拉最最小小。它它们们在在达达到到峰峰值值荷荷载载时时，跨跨中中挠挠度度都都不不大大，破破坏坏后后荷荷载载都都会会迅迅速速下下降降，表表明明它它们们都都属属脆脆性性破破坏坏类类型型，而而其其中中尤尤以以斜斜拉拉破坏为甚。破坏为甚。fF0剪压破坏斜拉破坏斜压破坏 第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章防止斜截面破坏的承载力条件防止斜截面破坏的承载力条件 斜截面上有剪力，也有弯矩。为了防止斜截面斜截面上有剪力，也有弯矩。为了防止斜截面 破坏，要求：破坏，要求：VV Vu MMu我国规范规定:上式通过上式通过计算计算满足满足;下式用下式用构造措施构造措施保证。保证。第 4章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.10 影响斜截面承载力的主要因素影响斜截面承载力的主要因素 4.10.1.剪跨比剪跨比 定义：定义：当为右图所示的当为右图所示的对称荷载时：对称荷载时：试试验验表表明明，剪剪跨跨比比越越大大，有有腹腹筋筋梁梁的的抗抗剪剪承承载载力力越越低低，如如图图所所示示。对对无无腹腹筋筋梁梁来来说说，剪剪跨跨比比越越大大，抗抗剪剪承载力也越低，但当承载力也越低，但当3，剪剪跨比的影响不再明显。跨比的影响不再明显。不同的剪跨比不同的剪跨比l l 的试验情况：的试验情况：影响影响荷载传递机构荷载传递机构，从，从而直接影响到梁中的应力状而直接影响到梁中的应力状态态 剪跨比剪跨比l l 大，荷载主要大，荷载主要依靠拉应力传递到支座依靠拉应力传递到支座 剪跨比剪跨比l l 小，荷载主要小，荷载主要依靠压应力传递到支座依靠压应力传递到支座间接加载间接加载，由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横，由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使在梁上部拉应力向支座传递，这样即使在名义剪跨比名义剪跨比较较小时，也会产生斜拉破坏。小时，也会产生斜拉破坏。4.10.24.10.2混凝土强度混凝土强度 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，故故斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力随随混混凝凝土土的的强强度度等等级级的的提提高高而而提提高高。梁梁斜斜压压破破坏坏时时，受受剪剪承承载载力力取取决决于于混混凝凝土土的的抗抗压压强强度度。梁梁为为斜斜拉拉破破坏坏时时，受受剪剪承承载载力力取取决决于于混混凝凝土土的的抗抗拉拉强强度度，而而抗抗拉拉强强度度的的增增加加较较抗抗压压强强度度来来得得缓缓慢慢，故故混混凝凝土土强强度度的的影影响响就就略略小小。剪剪压压破破坏坏时时，混混凝凝土土强强度的影响则居于上述两者之间。度的影响则居于上述两者之间。4.10.3 4.10.3 配配箍箍率和箍筋强度率和箍筋强度 有有腹腹筋筋梁梁出出现现斜斜裂裂缝缝后后，箍箍筋筋不不仅仅直直接接承承受受相相当当部部分分的的剪剪力力，而而且且有有效效地地抑抑制制斜斜裂裂缝缝的的开开展展和和延延伸伸，对对提提高高剪剪压压区区混混凝凝土土的的抗抗剪剪能能力力和和纵纵向向钢钢筋筋的的销销栓栓作作用用有有着着积积极极的的影影响响。试试验验表表明明，在在配配箍箍最最适适当当的的范范围围内内，梁梁的的受受剪剪承承载载力力随随配配箍箍量量的的增增多多、箍箍筋筋强强度度的的提提高高而而有有较较大大幅度的增长。幅度的增长。配配箍箍量量一一般般用用配配箍箍率率（又又称称箍箍筋筋配配筋筋率率）sv表表示示，即即 如如图图表表示示配配箍箍率率与与箍箍筋筋强强度度fyv的的乘乘积积对对梁梁受受剪剪承承载载力力的的影影响响。当当其其它它条条件件相相同同时时，两两者者大大体体成成线线性性关关系系。如如前前所所述述，剪剪切切破破坏坏属属脆脆性性破破坏坏。为为了了提提高高斜斜截截面面的的延延性性，不不宜宜采采用高强度钢筋作箍筋。用高强度钢筋作箍筋。4.10.4 4.10.4 纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率 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的延伸，从而增大了剪压区面积的作用。度的延伸，从而增大了剪压区面积的作用。4.10.5.4.10.5.截面尺寸和截面形状截面尺寸和截面形状 （1 1）截面尺寸的影响）截面尺寸的影响 截截面面尺尺寸寸对对无无腹腹筋筋梁梁的的受受剪剪承承载载力力有有影影响响，尺尺寸寸大大的的构构件件，破破坏坏时时的的平平均均剪剪应应力力（=V/bh0），比比尺尺寸寸小小的的构构件件要要降降低低。有有试试验验表表明明，在在其其他他参参数数（混混凝凝土土强强度度、纵纵筋筋配配筋筋率率、剪剪跨跨比比）保保持持不不变变时时，梁梁高高扩扩大大4倍，受剪承载力可下降倍，受剪承载力可下降25%30%。对于有对于有腹筋梁腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。，截面尺寸的影响将减小。（2 2）截面形状的影响）截面形状的影响 这这主主要要是是指指T形形截截面面梁梁，其其翼翼缘缘大大小小对对受受剪剪承承载载力力有有一一定定影影响响。适适当当增增加加翼翼缘缘宽宽度度，可可提提高高受受剪剪承承载载力力25%，但但翼翼缘缘过过大大，增增大大作作用用就就趋趋于于平平缓缓。另另外外，梁梁宽宽增增厚厚也也可可提提高高受受剪剪承承载力。载力。4.11 4.11 斜截面受剪承载力的计算公式斜截面受剪承载力的计算公式4.11.14.11.1基本假定基本假定 1.假假定定梁梁的的斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力Vu由由斜斜裂裂缝缝上上剪剪压压区区混混凝凝土土的的抗抗剪剪能能力力Vc，与与斜斜裂裂缝缝相相交交的的箍箍筋筋的的抗抗剪剪能能力力Vsv和和与与斜斜裂裂缝缝相相交交的的弯弯起起钢钢筋筋的的抗抗剪剪能能力力Vsb三三部部分分所所组组成成（图图5-12）。由平衡条件）。由平衡条件Y=0可得：可得：Vu=Vc+Vsv+Vsb VuVcVsVsb受剪承载力的组成受剪承载力的组成如如令令Vcs为为箍箍筋筋和和混混凝凝土土共共同同承承受受的的剪剪力力，即即 Vcs=Vc+Vsv 则则 Vu=Vcs+Vsb 2梁梁剪剪压压破破坏坏时时，与与斜斜裂裂缝缝相相交交的的箍箍筋筋和和弯弯起起钢钢筋筋的的拉拉应应力力都都达达到到其其屈屈服服强强度度，但但要要考考虑虑拉拉应应力力可可能能不不均均匀匀，特特别别是是靠靠近近剪剪压压区区的的箍箍筋筋有有可可能能达达不不到到屈屈服强度。服强度。3斜斜裂裂缝缝处处的的骨骨料料咬咬合合力力和和纵纵筋筋的的销销栓栓力力，在在无无腹腹筋筋梁梁中中的的作作用用还还较较显显著著，两两者者承承受受的的剪剪力力可可达达总总剪剪力力的的50%90%，但但试试验验表表明明在在有有腹腹筋筋梁梁中中，它它们们所承受的剪力仅占总剪力的所承受的剪力仅占总剪力的20%左右。左右。4截截面面尺尺寸寸的的影影响响主主要要对对无无腹腹筋筋的的受受弯弯构构件件，故仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。故仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。5剪剪跨跨比比是是影影响响斜斜截截面面承承载载力力的的重重要要因因素素之之一一，但但为为了了计计算算公公式式应应用用简简便便，仅仅在在计计算算受受集集中中荷荷载载为为主主的梁时才考虑了的梁时才考虑了的影响。的影响。4.11.2 4.11.2 斜截面受剪承载力的计算公式斜截面受剪承载力的计算公式 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形形截截面面的的一一般般受受弯弯构件，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式构件，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式 2对对集中荷载集中荷载(包括作用包括作用有多种荷载且集中荷载对支座截有多种荷载且集中荷载对支座截面或节点边缘截面所产的剪力值占总剪力值的面或节点边缘截面所产的剪力值占总剪力值的75%75%以上以上的情况的情况)作作用下的用下的矩形、矩形、T形和形和I形截面形截面独立梁独立梁当仅配箍筋时，斜截当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式面受剪承载力的计算公式 计算截面的剪跨比，可取计算截面的剪跨比，可取=a/h0,a为集中荷为集中荷 载作用点至支座或节点的距离；当载作用点至支座或节点的距离；当3时，取时，取=3。3矩形、矩形、T T形和形和I I形截面形截面的受弯构件，当配有箍的受弯构件，当配有箍筋和弯起钢筋时，筋和弯起钢筋时，其斜截面承载力设计表达式为：其斜截面承载力设计表达式为：（2）集中荷载下的独立梁集中荷载下的独立梁 （1）一般受弯构件一般受弯构件 4不配置箍筋和弯起钢筋的一般不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类板类受弯构受弯构件件，其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算，其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算 截面高度影响系数，当h0小于800mm时，取h0等 于 800mm；当 h0大 于 2000mm时，取 h0等 于2000mm。5 5对对集中荷载集中荷载作用下的不配置箍筋和弯起作用下的不配置箍筋和弯起钢筋钢筋独立梁独立梁，斜截面受剪承载力的计算公式，斜截面受剪承载力的计算公式 4.11 4.11 受剪承载力计算公式受剪承载力计算公式第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算矩形、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4.11 4.11 受剪承载力计算公式受剪承载力计算公式第第4 4章章 受弯构件截面承载力计算受弯构件截面承载力计算集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.11.3 基本公式的适用范围基本公式的适用范围 适宜于剪压破坏。适宜于剪压破坏。v 上限条件上限条件:为了防止为了防止斜压破坏斜压破坏，矩形、矩形、T T形和形和I I形截面形截面的一般受弯构件要求：的一般受弯构件要求：当当 时时 当当 时时 当当 时时 混凝土强度影响系数，当混凝土强度影响系数，当 C50时，取时，取 =1.0；当混凝土强度等级为当混凝土强度等级为C80时，取时，取 =0.8；其间按；其间按线性内插法取用。线性内插法取用。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章截面的腹板高度，按下图确定：截面的腹板高度，按下图确定：hwhwhw第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章v下限条件下限条件:为了防止斜拉破坏，要求：为了防止斜拉破坏，要求：箍筋的间距应满足表箍筋的间距应满足表4.1 1要求：要求：第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 箍筋的箍筋的直径直径满足表满足表4.2 2要求：要求：注注:双筋截面双筋截面受弯构件受弯构件,箍筋的直径尚箍筋的直径尚不应小于纵向受不应小于纵向受压钢筋的四分之一。压钢筋的四分之一。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 当当 时，配箍率尚应满足：时，配箍率尚应满足：第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章可以按构造配置箍筋的条件可以按构造配置箍筋的条件 当满足下列条件时，可按表当满足下列条件时，可按表4.1和表和表4.2配筋。配筋。一般情况：一般情况：集中荷载下的独立梁：集中荷载下的独立梁：4.12 4.12 斜截面受剪承载力计算方法斜截面受剪承载力计算方法4.12.1 4.12.1 计算截面的位置计算截面的位置 下列各个斜截面都应分别计算受剪承载力：下列各个斜截面都应分别计算受剪承载力：1.支座边缘支座边缘的斜截面（见下图的截面的斜截面（见下图的截面1-1）2.2.箍筋箍筋直径或间距改变处直径或间距改变处的斜截面（见下的斜截面（见下图的截面图的截面4-4）3.3.弯起钢筋弯起点处弯起钢筋弯起点处的斜截面（见下图截的斜截面（见下图截面面2-2、3-3）4.腹腹板板宽宽度度或或截截面面高高度度改改变变处处的的斜斜截截面面（如如下图的截面下图的截面5-5）以上这些斜截面都是受剪承载力以上这些斜截面都是受剪承载力较薄弱之处较薄弱之处，计算时应取这些斜截面范围内的最大剪力，即取斜计算时应取这些斜截面范围内的最大剪力，即取斜截面截面起始端处起始端处的剪力作为计算的外剪力。的剪力作为计算的外剪力。5-54.12.2 4.12.2 斜截面受剪承载力计算步骤斜截面受剪承载力计算步骤 斜截面受剪承载力的斜截面受剪承载力的截面设计截面设计计算按下列步骤进行设计：计算按下列步骤进行设计：（1）求内力，绘制剪力图。）求内力，绘制剪力图。（2）验验算算是是否否满满足足截截面面限限制制条条件件，如如不不满满足足，则则应应加加大大截截面面尺寸或提高混凝土的强度等级。尺寸或提高混凝土的强度等级。（注注：不满足时，正截面设计得修正。故此步应放在：不满足时，正截面设计得修正。故此步应放在正截面设计之前。正截面设计之前。）（3）验算是否需要按计算配置腹筋。）验算是否需要按计算配置腹筋。（4 4）计算腹筋）计算腹筋 a.对仅配置箍筋的梁，可按下式计算：对仅配置箍筋的梁，可按下式计算：对矩形、对矩形、T形和工字形截面的形和工字形截面的一般受弯构件一般受弯构件1.1.截面设计截面设计 对对集中荷载集中荷载作用下的独立梁作用下的独立梁 b.b.同时配置同时配置箍筋和弯起钢筋箍筋和弯起钢筋的梁，可以根据经验和的梁，可以根据经验和构造要求配置箍筋确定构造要求配置箍筋确定Vcs，然后按下式计算弯起钢筋，然后按下式计算弯起钢筋的面积。的面积。为弯起钢筋与构件轴线的夹角，梁中一般取为弯起钢筋与构件轴线的夹角，梁中一般取45,当梁截面高当梁截面高度度h700毫米时取毫米时取60,板中一般取板中一般取3030。也可以根据受弯承载力的要求，先也可以根据受弯承载力的要求，先选定弯起钢筋选定弯起钢筋再再按下式计算所需箍筋：按下式计算所需箍筋：！然后验算然后验算弯起点的位置弯起点的位置是否满足斜截面承载是否满足斜截面承载力的要求。力的要求。4.12.2 4.12.2 斜截面受剪承载力计算步骤斜截面受剪承载力计算步骤 斜截面受剪承载力的斜截面受剪承载力的截面复核截面复核计算按下列步骤进行设计：计算按下列步骤进行设计：（1）验验算算是是否否满满足足截截面面限限制制条条件件，如如不不满满足足，则则应应加加大大截截面尺寸或提高混凝土的强度等级。面尺寸或提高混凝土的强度等级。（2）复核配箍（复核配箍（配箍率配箍率+构造要求）构造要求）。（3 3）计算）计算斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力 a.对仅配置箍筋的梁，可按下式计算：对仅配置箍筋的梁，可按下式计算：对矩形、对矩形、T形和工字形截面的形和工字形截面的一般受弯构件一般受弯构件2.2.截面复核截面复核 对对集中荷载集中荷载作用下的独立梁作用下的独立梁 b.b.同时配置同时配置箍筋和弯起钢筋箍筋和弯起钢筋的梁的梁（a）一般受弯构件一般受弯构件（b）集中荷载下的独立梁集中荷载下的独立梁 ！然后计算然后计算弯起点的位置弯起点的位置的斜截面承载力。的斜截面承载力。（a）一般受弯构件一般受弯构件（b）集中荷载下的独立梁集中荷载下的独立梁 （4 4）斜截面承载力复核斜截面承载力复核若若 安全，否则，不安全。安全，否则，不安全。4.13 4.13 纵向钢筋的弯起、截断和锚固纵向钢筋的弯起、截断和锚固 4.13.1 4.13.1 抵抗弯矩图的概念抵抗弯矩图的概念 抵抗弯矩图抵抗弯矩图就是以各截面实际纵向受拉钢筋所能就是以各截面实际纵向受拉钢筋所能承受的弯矩为纵坐标，以相应的截面位置为横坐标，承受的弯矩为纵坐标，以相应的截面位置为横坐标，所作出的弯矩图（或称材料图），简称所作出的弯矩图（或称材料图），简称Mu图。图。当梁的截面尺寸，材料强度及钢筋截面面积确定当梁的截面尺寸，材料强度及钢筋截面面积确定后，其抵抗弯矩值，可由下式确定后，其抵抗弯矩值，可由下式确定 第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章1.荷载弯矩图与抵抗弯矩图的概念荷载弯矩图与抵抗弯矩图的概念 荷载弯矩图荷载弯矩图抵抗弯矩图抵抗弯矩图保证斜截面抗弯承载力的条件：保证斜截面抗弯承载力的条件：抵抗弯矩各截面不小于荷载弯矩，抵抗弯矩各截面不小于荷载弯矩，或抵抗弯矩图要包住荷载弯矩图。或抵抗弯矩图要包住荷载弯矩图。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.弯起钢筋的抵抗弯矩图弯起钢筋的抵抗弯矩图 结 论宜采用宜采用箍筋箍筋作为承受剪力的钢筋。作为承受剪力的钢筋。4.13.2 4.13.2 保证斜截面受弯承载力的构造要求保证斜截面受弯承载力的构造要求 1 1纵向钢筋的弯起纵向钢筋的弯起（1）对梁纵向钢筋的弯起必须满足）对梁纵向钢筋的弯起必须满足三个要求三个要求：满足斜满足斜截面受剪承载力截面受剪承载力的要求。的要求。满满足足正正截截面面受受弯弯承承载载力力的的要要求求。设设计计时时，必必须使梁的抵抗弯矩图不小于相应的荷载计算弯矩图；须使梁的抵抗弯矩图不小于相应的荷载计算弯矩图；满满足足斜斜截截面面受受弯弯承承载载力力的的要要求求，亦亦即即上上面面讨讨论论的的当当纵纵向向钢钢筋筋弯弯起起时时，其其弯弯起起点点与与充充分分利利用用点点之之间间的的距距离离不不得得小小于于0.5h0；同同时时，弯弯起起钢钢筋筋与与梁梁纵纵轴轴线线的的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外。交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（2）构造要求）构造要求 a.a.梁的剪力较小及梁内所配置的纵向钢筋少于梁的剪力较小及梁内所配置的纵向钢筋少于3 3根时，根时，可不布置弯起钢筋可不布置弯起钢筋。b.b.对于采用对于采用绑扎骨架绑扎骨架的的主梁、跨度不低于主梁、跨度不低于6 6米的米的次梁以及吊车梁次梁以及吊车梁，不论计算是否需要不论计算是否需要,均宜均宜设置构造设置构造弯起钢筋弯起钢筋。c.c.位于梁侧的底层钢筋位于梁侧的底层钢筋不应弯起不应弯起。d.d.当梁的当梁的截面宽度大于截面宽度大于350350毫米毫米时，在一个截面时，在一个截面上的弯起钢筋上的弯起钢筋不得少于不得少于2 2根根。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章受拉受拉受压受压e.弯筋终点弯筋终点应有直线段，光面钢筋端部还应做弯钩。应有直线段，光面钢筋端部还应做弯钩。f.弯起角度，梁中一般取弯起角度，梁中一般取45,45,当梁截面高度当梁截面高度h h700700毫米时取毫米时取60,60,板中一般取板中一般取3030 第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章g.不得采用不得采用浮筋做弯筋。浮筋做弯筋。可用可用禁用禁用2.2.纵向钢筋的截断纵向钢筋的截断 在设计时，为了避免发生斜截面受弯破坏，使每在设计时，为了避免发生斜截面受弯破坏，使每一根纵向受力钢筋在结构中发挥其承载力的作用，应一根纵向受力钢筋在结构中发挥其承载力的作用，应从其从其“强度充分利用截面强度充分利用截面”外伸一定的长度外伸一定的长度ldl，依靠，依靠这段长度与混凝土的粘结锚固作用维持钢筋以足够的这段长度与混凝土的粘结锚固作用维持钢筋以足够的抗力。同时，当一根钢筋由于弯矩图变化，将不考虑抗力。同时，当一根钢筋由于弯矩图变化，将不考虑其抗力而切断时，从按正截面承载力计算其抗力而切断时，从按正截面承载力计算“不需要该不需要该钢筋的截面钢筋的截面”也须外伸一定的长度也须外伸一定的长度ld2，作为受力钢筋，作为受力钢筋应有的构造措施。在结构设计中，应从上述两个条件应有的构造措施。在结构设计中，应从上述两个条件中确定的较长外伸长度作为纵向受力钢筋的实际延伸中确定的较长外伸长度作为纵向受力钢筋的实际延伸长度长度ld，作为其，作为其真正的切断点真正的切断点。第 4章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章负弯矩钢筋的切断位置负弯矩钢筋的切断位置ld1粘结锚固长度粘结锚固长度;ld2外伸长度外伸长度从从ld1和和ld2中选外伸较长者。中选外伸较长者。ld1和和ld2见表见表5-。钢筋混凝土钢筋混凝土连续梁连续梁、框架梁支座截面的负弯矩框架梁支座截面的负弯矩纵纵向钢筋不宜在受拉区截断向钢筋不宜在受拉区截断。如必须截断时，其延伸长。如必须截断时，其延伸长度度ld可按下表中可按下表中ld1和和ld2中取外伸长度中取外伸长度较长者较长者确定。其确定。其中中ld1是从是从“充分利用该钢筋强度的截面充分利用该钢筋强度的截面”延伸出的长延伸出的长度；而度；而ld2是从是从“按正截面承载力计算不需要该钢筋的按正截面承载力计算不需要该钢筋的截面截面”延伸出的长度。延伸出的长度。第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 3.纵筋在支座处的锚固纵筋在支座处的锚固 当当V0.7ftbh0时，时，las5d；当当V0.7ftbh0时，时，las12d（带肋）（带肋）las15d（光面）（光面）第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章节点中的直线锚固：节点中的直线锚固：第 4 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章节点中的弯折锚固：节点中的弯折锚固：第 4章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章节点或支座范围外的搭接：节点或支座范围外的搭接：4.14 4.14 箍筋的构造要求箍筋的构造要求 4.14.1 4.14.1 箍筋的箍筋的设置设置 1.