混凝土结构基本原理.第6章-斜截面.优秀PPT.ppt

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1、 混凝土结构设计混凝土结构设计第第 6 章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力主要内容：主要内容：主要内容：主要内容：受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算构造要求构造要求偏心受力构件的受剪承载力偏心受力构件的受剪承载力重点：重点：重点：重点：受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算 腹筋的作用腹筋的作用 箍筋箍筋：提高斜截面受剪承载力；提高斜截面受剪承载力；与纵筋绑扎，形成钢筋骨架与纵筋绑扎，形成钢筋骨架 便于施工；便于施工；防止纵筋过早压

2、曲，约束核心混凝土。防止纵筋过早压曲，约束核心混凝土。弯起钢筋弯起钢筋：由纵筋弯起形成由纵筋弯起形成 承受较大的剪力。承受较大的剪力。第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.1 6.1 概述概述梁的箍筋和弯起钢筋梁的箍筋和弯起钢筋1 1 无腹筋简支梁的受剪性能无腹筋简支梁的受剪性能 斜裂缝形成以前的应力状态斜裂缝形成以前的应力状态 第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.2 6.2 受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨斜裂缝出现前的应力状态斜裂缝出现前的应力状态第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力2斜裂缝形成以后斜裂缝形成以后斜裂缝出现后

3、的应力状态斜裂缝出现后的应力状态斜截面上的抗力斜截面上的抗力 剪剪压压面面上上的的压压力力和和剪力；剪力；斜斜截截面面相相对对错错动动产产生的骨料咬合力；生的骨料咬合力；纵纵向向钢钢筋筋的的销销栓栓剪剪力；力；纵向钢筋的拉力。纵向钢筋的拉力。应力状态的变更应力状态的变更 剪剪压压区区的的应应力力，增大；增大；纵纵向向钢钢筋筋的的拉拉力力突突然增大。然增大。6.2 6.2 受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨2 有腹筋简支梁的受剪性能有腹筋简支梁的受剪性能 剪跨比（剪跨比（Shear span ratio）对矩形截面梁，任一截面的正应力和剪应力可表示为对矩形截面梁，任一截面的正应

4、力和剪应力可表示为 则：则：定义：定义：广义剪跨比广义剪跨比 ：反映了梁截面上正应力与剪应力（或弯矩反映了梁截面上正应力与剪应力（或弯矩M与与V）的相的相对大小，影响梁的剪切破坏形态。对大小，影响梁的剪切破坏形态。较大，说明较大，说明（或（或M）较大）较大 截面简洁被拉坏；截面简洁被拉坏；较小，说明较小，说明（或（或V）较大）较大 截面简洁被压坏。截面简洁被压坏。第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.2 6.2 受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨 6.2 6.2 受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载

5、力 对于集中荷载作用下的简支梁对于集中荷载作用下的简支梁集中荷载作用下的简支梁集中荷载作用下的简支梁 6.2 6.2 受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力斜拉破坏斜拉破坏剪剪压破坏破坏斜斜压破坏破坏当当剪剪跨跨比比较较大大(3)时时，或或箍箍筋筋配配置置不不足足时时出出现现。特特点点是是斜斜裂裂缝缝一一出现梁即破坏。出现梁即破坏。当剪跨比较小当剪跨比较小(1)时，或箍筋配时，或箍筋配置过多时易出现。此破坏系由梁置过多时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致。中主压应力所致。当剪跨比一般当剪跨比一般(13)时，箍筋配时，箍筋配置适中时出

6、现。此破坏系由梁中剪置适中时出现。此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致压区压应力和剪应力联合作用所致梁斜截面剪切破坏形态梁斜截面剪切破坏形态第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.2 6.2 受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨剪跨比剪跨比试试验验表表明明，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，抗抗剪剪承承载载力力也也越越低低，但但当当3，剪剪跨跨比比的的影影响响不不再再明明显。显。3 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剪跨比

7、对有腹筋梁受剪承载力的影响剪跨比对有腹筋梁受剪承载力的影响第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 混凝土强度混凝土强度 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。剪剪压压破坏时，混凝土强度的影响则居于上述两者之间。破坏时，混凝土强

8、度的影响则居于上述两者之间。6.2 6.2 受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 纵向钢筋配筋率 试验表明，梁的受剪承载力随纵向钢筋配筋率的提高而增大。这主要是纵向受拉钢筋约束了斜裂缝长度的延长，从而增大了剪压区面积的作用。纵向钢筋配筋率对有腹筋梁受剪承载力的影响纵向钢筋配筋率对有腹筋梁受剪承载力的影响 6.2 6.2 受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨 6.2 6.2 受弯构件受剪性能的试验探讨受弯构件受剪性能的试验探讨第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 配箍率和箍筋强度配箍率和箍筋强度 有有腹腹

9、筋筋梁梁出出现现斜斜裂裂缝缝后后，箍箍筋筋不不仅仅干干脆脆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长长，对对提提高高剪剪压压区区混混凝凝土土的的抗抗剪剪实实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主主动动的的影影响响。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幅度的增长。大幅度的增长。箍筋对有腹筋梁受剪承载力的影响箍筋对有腹筋梁受剪承载力的影响第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.3 6.3

10、受弯构件斜截面受剪承载力的计算受弯构件斜截面受剪承载力的计算 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。由平衡条件Y=0可得：Vu=Vc+Vsv+Vsb VuVcVsVsb受剪承载力的组成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 1 计算原则计算原则Vsv第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.3 6.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算受弯构件斜截面受剪承载力的计算 相对名义剪应力相对名义剪应力Vcs/f

11、tbho与配箍系数的关系如下与配箍系数的关系如下 系数系数ssv与荷载形式和截面形态等因素有关与荷载形式和截面形态等因素有关2 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力对于矩形、对于矩形、T形等的一般受弯形等的一般受弯构件构件集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.3 6.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算受弯构件斜截面受剪承载力的计算 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 对集中荷载作用下的矩形、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 第第6

12、 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.3 6.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算受弯构件斜截面受剪承载力的计算3 配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.3 6.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算受弯构件斜截面受剪承载力的计算上限值上限值最小截面尺寸最小截面尺寸 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 6.0时，属于薄腹梁，应满足 4 公式的适用范围：上限值避开斜压下限值避开斜拉破坏公式的适用范围：上限值避开斜压下限值避开斜拉破坏下限值下限值箍筋最小含量箍

13、筋最小含量 为了避开发生斜拉破坏，规范规定，配箍率应大于最小配箍率，箍筋最小配筋率为 第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.3 6.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算受弯构件斜截面受剪承载力的计算 约束梁的受力特点约束梁的受力特点约束梁的受力特点约束梁的受力特点 受剪承载力低于简支梁受剪承载力低于简支梁受剪承载力低于简支梁受剪承载力低于简支梁 由于约束梁剪跨段内存在弯矩符号相反的正、负弯矩区段，在反弯点由于约束梁剪跨段内存在弯矩符号相反的正、负弯矩区段，在反弯点由于约束梁剪跨段内存在弯矩符号相反的正、负弯矩区段，在反弯点由于约束梁剪跨段内存在弯矩符号相反的正、负弯矩区段，在反弯

14、点两侧梁端弯矩方向相同，纵向钢筋应力方向相反，纵筋两端受力方向相同，两侧梁端弯矩方向相同，纵向钢筋应力方向相反，纵筋两端受力方向相同，两侧梁端弯矩方向相同，纵向钢筋应力方向相反，纵筋两端受力方向相同，两侧梁端弯矩方向相同，纵向钢筋应力方向相反，纵筋两端受力方向相同，使粘结力易遭到破坏。粘结裂缝的开展，引起纵筋外侧砼爱护层剥落；并引使粘结力易遭到破坏。粘结裂缝的开展，引起纵筋外侧砼爱护层剥落；并引使粘结力易遭到破坏。粘结裂缝的开展，引起纵筋外侧砼爱护层剥落；并引使粘结力易遭到破坏。粘结裂缝的开展，引起纵筋外侧砼爱护层剥落；并引起纵筋受拉区延长，使受压区纵筋变成受拉，二者均使得剪压区砼的剪应力起纵

15、筋受拉区延长，使受压区纵筋变成受拉，二者均使得剪压区砼的剪应力起纵筋受拉区延长，使受压区纵筋变成受拉，二者均使得剪压区砼的剪应力起纵筋受拉区延长，使受压区纵筋变成受拉，二者均使得剪压区砼的剪应力和压应力增大，梁的受剪承载力降低。和压应力增大，梁的受剪承载力降低。和压应力增大，梁的受剪承载力降低。和压应力增大，梁的受剪承载力降低。5 连续梁、框架梁和外伸梁的斜截面受剪承剪力连续梁、框架梁和外伸梁的斜截面受剪承剪力连连续续梁梁的的应应力力重重分分布布第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.3 6.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算受弯构件斜截面受剪承载力的计算 约束梁的受剪承载力约束

16、梁的受剪承载力约束梁的受剪承载力约束梁的受剪承载力 广义剪跨比为梁的实际剪跨比，广义剪跨比为梁的实际剪跨比，广义剪跨比为梁的实际剪跨比，广义剪跨比为梁的实际剪跨比，其值小于计算剪跨比；即其值小于计算剪跨比；即其值小于计算剪跨比；即其值小于计算剪跨比；即 约束梁的受剪承载力低于相同条件的简支梁，但若计算约束梁的受剪承载力低于相同条件的简支梁，但若计算约束梁的受剪承载力低于相同条件的简支梁，但若计算约束梁的受剪承载力低于相同条件的简支梁，但若计算 时不用广义时不用广义时不用广义时不用广义剪跨比，而用计算剪跨比，则计算结果偏低。剪跨比，而用计算剪跨比，则计算结果偏低。剪跨比，而用计算剪跨比，则计算结

17、果偏低。剪跨比，而用计算剪跨比，则计算结果偏低。约束梁的受剪承载力仍用简支梁的计算公式，但接受计算剪跨比。约束梁的受剪承载力仍用简支梁的计算公式，但接受计算剪跨比。约束梁的受剪承载力仍用简支梁的计算公式，但接受计算剪跨比。约束梁的受剪承载力仍用简支梁的计算公式，但接受计算剪跨比。公式的上、下限条件与公式的上、下限条件与公式的上、下限条件与公式的上、下限条件与简支梁简支梁简支梁简支梁相同。相同。相同。相同。第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力 6.4 6.4 受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算（1）支座边缘截面（支座边缘截面（1-1）；）；（2）腹板

18、宽度变更处截面（）腹板宽度变更处截面（2-2）；）；（3）箍筋直径或间距变更处截面（）箍筋直径或间距变更处截面（3-3）；）；（4）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（4-4）。）。1 计算截面的确定计算截面的确定第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力斜截面受剪承载力的计算按下列斜截面受剪承载力的计算按下列步骤进行设计：步骤进行设计：1 1求内力，绘制剪力图；求内力，绘制剪力图；2 2验算是否满足截面限制条件，验算是否满足截面限制条件，如不满足，则应加大截面尺寸或如不满足，则应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级；提高混凝土的强度等级；3 3验算是否须要按计算

19、配置腹筋。验算是否须要按计算配置腹筋。4 4计算腹筋计算腹筋 （1 1）对仅配置箍筋的梁，可按下）对仅配置箍筋的梁，可按下式计算：式计算：对矩形、对矩形、T T形和工字形截形和工字形截面的一般受弯构件面的一般受弯构件 2 设计计算设计计算对集中荷载作用下的独立梁对集中荷载作用下的独立梁（2 2）同时配置箍筋和弯起钢筋的）同时配置箍筋和弯起钢筋的梁，依据阅历和构造要求梁，依据阅历和构造要求 配置箍筋确定配置箍筋确定VcsVcs，然后按下式计，然后按下式计算弯起钢筋的面积。算弯起钢筋的面积。6.4 6.4 受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算第第6 6章章 构件斜截

20、面承载力构件斜截面承载力 也可以依据受弯承载力的要求，先选定弯起钢筋再按下式计算所需箍筋：然后验算弯起点的位置是否满足斜截面承载力的要求。6.4 6.4 受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力1 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算偏心受压构件斜截面受剪承载力计算轴向压力对受剪承载力的影响轴向压力对受剪承载力的影响矩形、矩形、T T形和形和I I形截面的计算公式形截面的计算公式2 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算 6.7 6.7 偏心受力构件的斜载面受剪承载力偏心受力构件的斜载面受剪承载力

21、第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力3 剪力墙的斜截面受剪承载力计算剪力墙的斜截面受剪承载力计算为了防上斜压破坏，剪力墙的受剪截面应符合下列条件为了防上斜压破坏，剪力墙的受剪截面应符合下列条件 钢筋混凝土剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力按下列公式计算钢筋混凝土剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力按下列公式计算 钢筋混凝土剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力按下列公式计算钢筋混凝土剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力按下列公式计算 6.7 6.7 偏心受力构件的斜载面受剪承载力偏心受力构件的斜载面受剪承载力第第6 6章章 构件斜截面承载力构件斜截面承载力小结小结 斜截面承载力计算

22、是钢筋混凝土结构的一个重要问题。斜截面承载力计算是钢筋混凝土结构的一个重要问题。设计梁、柱、剪力墙等结构构件时，应同时解决正截面承设计梁、柱、剪力墙等结构构件时，应同时解决正截面承载力和斜面截面承截力的计算和构造问题。载力和斜面截面承截力的计算和构造问题。斜截面剪切破坏的主要形态有斜压、剪压和斜拉三种。斜截面剪切破坏的主要形态有斜压、剪压和斜拉三种。斜截面受剪承截力计算公式是以剪压破坏特征为基础建立斜截面受剪承截力计算公式是以剪压破坏特征为基础建立的，其他两种破坏形态则是通过构造要求来防止出现。的，其他两种破坏形态则是通过构造要求来防止出现。钢筋混凝土柱、剪力墙等偏心受力构件的斜截面受剪钢筋混凝土柱、剪力墙等偏心受力构件的斜截面受剪承截力计算与受弯构件的主要区分，在于应考虑轴向力的承截力计算与受弯构件的主要区分，在于应考虑轴向力的影响。在确定范围内，轴向压力可使构件的受剪承载力提影响。在确定范围内，轴向压力可使构件的受剪承载力提高，而轴向拉力则使受剪承载力降低。高，而轴向拉力则使受剪承载力降低。