混凝土结构设计受弯构件斜截面承载力计算.pptx

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1、第1页/共45页第2页/共45页5.2 无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态斜裂缝形态 当主拉应力和主压应力的组合超过混凝土在 拉压应力状态下的强度时，将出现斜裂缝。(1)弯剪斜裂缝(Flexural-shear cracks)(2)腹剪斜裂缝(Web-shear cracks)第3页/共45页第4页/共45页无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态1 斜裂缝出现后脱离体上的作用：(1)荷载产生的剪力 ；(2)斜裂缝上端混凝土截面承受的剪力 及压力 ；(3)纵向钢筋的拉力 及销栓力 ；(4)斜裂缝交界面骨料的咬合力 。第5页/共45页2 斜裂缝出现以后梁内应力状态的变化：(1)在斜裂缝出现前剪力由梁全截面

2、承受，斜裂缝出现以后，剪力 由斜裂缝上端的剪压区承受，剪压区的剪应力 和压应力 将显著增大，成为薄弱区域；(2)斜裂缝出现后与纵筋相交处 E点纵筋的拉应力将突然增大。*E点纵筋应力 由 C 点的弯矩 决定，斜裂缝出现后E点纵筋的拉应力将突然增大。第6页/共45页无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态*无腹筋梁在集中荷载作用下沿斜截面的破坏形态主要与剪跨比 有关，在均布荷载作用下则与跨高比 有关：第7页/共45页第8页/共45页第9页/共45页5.3 有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态有腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点1 有腹筋梁斜裂缝出现之前，腹筋的应力很小，受力性能和无腹筋梁相近；2 斜裂缝出现以后，

3、形成“桁架拱”的受力模型，斜裂缝间的混凝土相当于压杆，梁底纵筋相当于拉杆，箍筋则相当于垂直受拉腹杆；3 腹筋的作用：（1）箍筋(或弯起钢筋)可以直接承担部分剪力；（2）腹筋能限制斜裂缝的延伸和开展;（3）腹筋还将提高斜裂缝交界面上的骨料咬合作用和摩阻作用;第10页/共45页有腹筋梁沿斜截面破坏的形态1 斜压破坏 2 剪压破坏 3 斜拉破坏 第11页/共45页5.4 影响斜截面受剪承载力的主要因素 影响受弯构件斜截面受剪承载力的因素很多，主要有以下几方面：剪跨比1.剪跨比的定义 剪跨比是无量纲参数，反映截面受承受的弯矩和剪力的相对大小：*称为计算剪跨比；*对于承受分布荷载或其它复杂荷载的梁：称

4、为广义剪跨比。第12页/共45页2.剪跨比的含义 截面的正应力大致与弯矩M成正比，剪应力大致与剪力V成正比，剪跨比实质上反映了截面上正应力和剪应力的相对关系，决定了该截面上任一点主应力的大小和方向，影响着梁的破坏形态和受剪承载力。混凝土强度 梁的受剪承载力随混凝土抗拉强度的提高而提高，大致成线性关系。*梁斜截面破坏的形态不同，混凝土强度影响的程度也不同。第13页/共45页配箍率和箍筋强度*有腹筋梁出现斜裂缝以后，箍筋不仅可以直接承受部分剪力，还能抑制斜裂缝的开展和延伸，提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵筋的销栓作用，间接地提高梁的受剪承载力。*配箍率纵向钢筋的配筋率*纵向钢筋能抑制斜裂缝的扩展，使

5、斜裂缝上端剪压区的面积较大，从而能承受较大的剪力，同时纵筋本身也能通过销栓作用承受一定的剪力。因而纵向钢筋的配筋量越大，梁的受剪承载力越高。第14页/共45页第15页/共45页第16页/共45页第五章 受弯构件斜截面受剪承载力需要说明的是：以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。实际无腹筋梁不允许采用规范中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般单向板类构件的受剪承载力计算公式Vc=0.7bh ftbh0当h0小于800mm时取h0=800mm当h02000mm时取h0=2000mm第17页/共45页有腹筋梁受剪承载力计算公式一、计算公式一、计算公式Vc为无腹筋梁的承载力考虑到配置箍筋后尺寸效

6、应的影响减小，以及纵向钢筋的影响并不是很大，故均取b bh=1，b br r=1。系数a asv与斜裂缝水平投影长度以及内力臂z与有效高度h0的比值有关。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第18页/共45页矩形、T T形和工形截面的一般受弯构件新规范：集中荷载作用下的独立梁新规范：现规范：现规范：第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第19页/共45页二、截面限制条件二、截面限制条件 当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和

7、截面尺寸斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。规范规范是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时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配箍率而过高产生斜压破坏的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏 受剪截面应符合下列截面限制条件，受剪截面应符合下列截面限制条件，当4bhw时，025.0bhfVccb当5bhw时，020.0bhfVccb当540.7ftbh0时，时，配箍率应满足配箍率应满足第五章 受弯构件斜截面受剪承载力对于一般受弯构件，相应受剪承载力为，第21页/共45页第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第22页/共45页四、受剪计算斜截面四、受剪计算

8、斜截面 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）。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第23页/共45页五、仅配箍筋梁的设计计算五、仅配箍筋梁的设计计算第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁一一般般先先进进行行正正截截面面承承载载力力设设计计，初初步步确确定定截截面面尺寸和纵向钢筋后，再进行斜截面受剪承载力设计计算。尺寸和纵向钢筋后，再进行斜截面受剪承载力设计计算。具体计算步骤如下：具体计算步骤如下：（1）验算梁截面尺寸是否满足要求）验算梁截面尺寸是否满足要求当不满足要求时，应加大截面尺寸或

9、提高混凝土强度等级。当不满足要求时，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。（2）判别是否需要按计算配置腹筋）判别是否需要按计算配置腹筋 （3）计算箍筋）计算箍筋 （4）计算弯起钢筋）计算弯起钢筋第24页/共45页六、弯起钢筋六、弯起钢筋 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。a a 为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取4560。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第25页/共45页 为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂缝，使弯筋不能发挥作用，规范规定当按计算要求配置弯筋时，前一排弯起点至后一排弯终点的距离不应大于表中V0.7ftbh0栏的最大箍筋间距smax的规定。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第26页/共45页第27页/共45页第28页/共45页第29页/共45页第30页/共45页第31页/共45页第32页/共45页第33页/共45页第34页/共45页第35页/共45页第36页/共45页第37页/共45页第38页/共45页第39页/共45页第40页/共45页第41页/共45页第42页/共45页第43页/共45页第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页