4.第四章-受弯构件斜截面承载力计算解析优秀PPT.ppt

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1、第四章第四章受弯构件斜截面承载力计算 在主要承受弯在主要承受弯矩的区段内，产生矩的区段内，产生正截面受弯破坏正截面受弯破坏；而在剪力和弯而在剪力和弯矩共同作用的支座矩共同作用的支座旁边区段内，则会旁边区段内，则会产生斜截面受剪破产生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏或斜截面受弯破坏。坏。纯弯段纯弯段剪弯段剪弯段剪弯段剪弯段4.1 概概 述述弯起钢筋 架立筋 纵向钢筋箍筋弯终点弯起点弯起筋纵筋箍筋架立筋ash0Asvssb.4.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破 坏形态坏形态4.2.1 4.2.1 斜裂缝的形成斜裂缝的形成如图所示，简支梁在两个对称荷载作用下产生的效应是弯矩

2、和剪力。在梁开裂前可将梁视为匀质弹性体，按材力公式分析。)45453)时，或箍筋配置不足时出现。此破坏系由梁中主拉应力所致，其特点是斜裂缝一出现梁即破坏，破坏呈明显脆性，类似于正截面承载力中的少筋破坏。其特点是当垂直裂缝一出现，就快速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丢失。斜拉破坏斜拉破坏 2)斜压破坏斜压破坏：当剪跨比较小(1)时，或箍筋配置过多时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致，类似于正截面承载力中的超筋破坏，表现为混凝土压碎，也呈明显表现为混凝土压碎，也呈明显脆性，但不如斜拉破坏明显脆性，但不如斜拉破坏明显。这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁

3、内。破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而被压坏，破坏是突然发生。斜压破坏斜压破坏 3)剪压破坏：当剪跨比一般(13，且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破坏；假如3，箍筋的配置数量适当，则可避开斜拉破坏，而发生剪压破坏；剪跨比较小或箍筋的配置数量过多，会发生斜压破坏。对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋数量适当，剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破坏形式。4.3 简支梁斜截面受剪机理（不讲）简支梁斜截面受剪机理（不讲）4.4 斜截面受剪承载力计算公式斜截面受剪承载力计算公式5.4.1 5.4.1 影响斜截面受剪承载力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素1 1 剪跨比剪跨比 剪

4、跨比，在确定范围内，混凝土强度等级 纵筋配筋率 ，抗剪承载力c ，抗剪承载力 ，抗剪承载力2 2 混凝土强度混凝土强度3 3 纵筋配筋率纵筋配筋率 配箍率和箍筋强度n 箍筋的肢数，一般取n2，当b400mm时 n=4。Asv1单肢箍筋的截面面积。4 4 配箍率和箍筋强度配箍率和箍筋强度Asv1ssb5 5 截截面面尺尺寸寸和和截截面面形形态态对对斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力的的影影响响 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（=

5、V/bh0=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 4倍倍，受受剪剪承承载载力力可下降可下降25%30%25%30%。对于有腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。对于有腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。2 2）截面形态的影响）截面形态的影响 这这主主要要是是指指T 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确确定定影影响响。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%25%，但但翼翼缘缘过过大大

6、，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。4.4.2 4.4.2 斜截面受剪承载力的计算公式与适用斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围范围 1 1基本假定基本假定 1)假定梁的斜截面受剪承载力Vu由斜裂缝上剪压区混凝土的抗剪实力Vc，与斜裂缝相交的箍筋的抗剪实力Vsv和与斜裂缝相交的弯起钢筋的抗剪实力Vsb三部分所组成（图5-15）。由平衡条件Y=0可得：Vu=Vc+Vsv+Vsb VuVcVsVsb受剪承载力的组成如令Vcs为箍筋和混凝土共同承受的剪力，即 Vcs=Vc+Vsv 则 Vu=Vcs+Vsb 2)梁剪压破坏时，与斜裂

7、缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度，但要考虑拉应力可能不匀整，特殊是靠近剪压区的箍筋有可能达不到屈服强度。3)斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力，在无腹筋梁中的作用还较显著，两者承受的剪力可达总剪力的50%90%，但试验表明在有腹筋梁中，它们所承受的剪力仅占总剪力的20%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。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，但为了计算公式应用简便，仅在计算受集中荷载为主的梁时才考虑了的影响。2 2 斜截面受剪承载力的计算公式

8、斜截面受剪承载力的计算公式 1)均布荷载作用下矩形、T形和I形截面的简支梁，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式 2)对集中荷载（占75以上）作用下的矩形、T形和I形截面独立简支梁当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式 3)配有箍筋和弯起钢筋时梁的斜截面受剪承载力，其斜截面承载力设计表达式为：4)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。3 3 计算公式的适用范围计算公式的适用范围 1)1)上限值上限值最小截面尺寸最小截面尺寸

9、(防止斜压破坏）防止斜压破坏）当 4.0时，属于一般的梁，应满足 当 6.0时，属于薄腹梁，应满足 当4.0 162.5kN=71.6kN 162.5kN=465mm属一般梁=2.3 75%，故对该矩形截面简支梁应考虑剪跨比的影响，a=1875+120=1995mm。三、复核截面尺寸hw=h0=560mm;0.25fcbh0=0.2512.5250560hw/b=560/250=2.24 113.56kN四、可否按构造配箍故可按构造要求配箍：同时满足s smax、箍筋最小直径、最小配箍率的规定。五、箍筋选择选s=180mm V=113.56kN，表5-1查得smax=350mm。有由表5-2，

10、取 6 双肢箍(n=2,Asv=28.3mm2)，得箍筋沿梁全长匀整配置，梁配筋图示于图4-12。6180170170120501205990120120 61802 84 25I250600例题52例题554.6 保证斜截面受剪承载力的构造措施保证斜截面受剪承载力的构造措施4.6.1.6.1 正截面受弯承载力（正截面受弯承载力（MMu)正截面受弯承载力图：就是以各截面实际纵向受拉钢正截面受弯承载力图：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筋所能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），简称标，所作出的弯矩图（或称材料图），

11、简称Mu图，也称图，也称抗拒弯矩图。抗拒弯矩图。当梁的截面尺寸，材料强度及钢筋截面面积确定后，当梁的截面尺寸，材料强度及钢筋截面面积确定后，其抗拒弯矩值，可由下式确定其抗拒弯矩值，可由下式确定 保证斜截面保证斜截面受剪受剪与与受弯受弯承载力。承载力。正截面受弯承载力图正截面受弯承载力图包含弯矩图，保证正包含弯矩图，保证正截面承载力平安截面承载力平安 钢筋全部伸入支座的材料图与弯矩图ABabMMucd 1 25 1 25 1 25 1 254321 部分钢筋弯起材料图与弯矩图abABFfHhEeGgMuij4.6.2 4.6.2 纵向钢筋的弯起纵向钢筋的弯起 对梁纵向钢筋的弯起必需满足三个要求：

12、满足正截面受弯承载力的要求。设计时，必需使梁的抗拒弯矩图不小于相应的荷载计算弯矩图；满足斜截面受剪承载力的要求。满足斜截面受弯承载力的要求，其弯起点与充分利用点之间的距离不得小于0.5h0；同时，弯起钢筋与梁纵轴线的交点应位于按计算不须要该钢筋的截面(即不须要点）以外。纵筋的弯起位置：材料图在设计弯矩图以外弯起点及弯终点的位置应保证s smax(斜截面抗剪要求)（见书图533，p114）(斜截面抗弯要求)（见书图532，p114）下弯点距该筋的充分利用点(正截面抗弯要求)4.6.3 4.6.3 纵向钢筋的锚固纵向钢筋的锚固 纵筋在支座处的锚固：连续梁框架梁las或la简支梁 las 弯起筋的锚

13、固：只设鸭筋，不设浮筋(a)(b)4.6.4 4.6.4 纵向钢筋的截断纵向钢筋的截断 纵筋的截断：承承受受正正弯弯矩矩的的跨跨中中纵纵筋筋不不切切断断，而而负负弯弯矩矩钢钢筋筋可可在在设计图以外切断。设计图以外切断。实际延长长度 20d(从不须要点起算)1.2la+h0(从充分利用点起算)1.2la或1.2la+h020d4.6.5 4.6.5 箍筋的构造要求箍筋的构造要求满足最小配箍率及最小直径、最大间距的要求。梁宽400mm 且一般钢筋多于5根，接受四肢箍，一般用双肢。(封闭式、开口式)纵筋搭接区箍筋应加密受拉 s 5d(100)受压 s 10d(200)b400b400b400受压钢筋4.7 梁板内钢筋的其它构造要求梁板内钢筋的其它构造要求4.7.1.7.1 纵向受力筋：纵向受力筋：1.1.锚固：锚固：2.2.搭接搭接:4.7.2.7.2 弯起筋：弯起筋：4.7.3.7.3 箍筋：箍筋：4.7.4.7.4 架立筋及纵向构造钢筋：架立筋及纵向构造钢筋：作业与习题道桥方向梁斜截面抗剪承载力计算道桥方向梁斜截面抗剪承载力计算