混凝土结构设计原理新规范构件斜截面受剪性能与设计学习教案.pptx

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1、会计学1混凝土结构设计原理新规范构件斜截面混凝土结构设计原理新规范构件斜截面受剪性能受剪性能(xngnng)与设计与设计第一页，共82页。p 梁的箍筋和弯起钢筋(gngjn)p 斜截面的概念p 腹筋的概念第1页/共82页第二页，共82页。n 梁的箍筋和弯起钢筋梁的箍筋和弯起钢筋(gngjn)(gngjn)(横向钢筋横向钢筋(gngjn)(gngjn)，腹筋腹筋)纵向受拉钢筋箍筋弯起钢筋架立钢筋n 斜截面斜截面(jimin)(jimin)的概念的概念p 在弯矩和剪力或弯矩、轴力、剪力共同作用的区段内常出现斜裂缝，并可能沿斜截面(jimin)发生破坏。这种破坏往往比较突然，缺乏明显的预兆。因此，必

2、须保证构件的斜截面(jimin)承载力。腹筋第2页/共82页第三页，共82页。p 无腹筋简支梁的受剪性能p 有腹筋简支梁的受剪性能（重点）p 影响斜截面(jimin)受剪承载力的因素分析（重点）第3页/共82页第四页，共82页。n 斜裂缝形成斜裂缝形成(xngchng)(xngchng)前的应力状态前的应力状态5.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)PPbhh0弯矩图剪力图弯剪段第4页/共82页第五页，共82页。n 斜裂缝形成前的应力斜裂缝形成前的应力(yngl)(yngl)状态状态5.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 在弹性(tnxng)阶段p 弹性阶段的应力分析b

3、hy0主拉应力 主压应力 主应力与纵轴夹角 第5页/共82页第六页，共82页。n 斜裂缝形成斜裂缝形成(xngchng)(xngchng)前的应力状态前的应力状态5.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)PPstt111stpscp45ostp2scp45o2t2s2stp3scp45o123II3t3s3主拉应力(yngl)迹线主压应力迹线第6页/共82页第七页，共82页。n 斜裂缝斜裂缝(li fng)(li fng)的形成的形成5.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)PP垂直裂缝弯剪斜裂缝p 主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，将出现斜裂缝。p 弯剪区段截面(jimin)下

4、边缘的主拉应力仍为水平，在这些区段一般先出现垂直裂缝，随着荷载的增大，垂直裂缝将斜向发展，形成弯剪斜裂缝。PP腹剪斜裂缝p由于腹板很薄，且该处剪应力较大，故斜裂缝首先在梁腹部中和轴附近出现，随后向梁底和梁顶斜向发展，这种斜裂缝称为腹剪斜裂缝。p矩形截面梁p字形截面梁第7页/共82页第八页，共82页。PPn 斜裂缝斜裂缝(li fng)(li fng)形成后的应力状态形成后的应力状态5.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)ZMAMBDCCSVdAa纵筋的销栓作用 a骨料咬合力p 截面(jimin)的平衡方程第8页/共82页第九页，共82页。n 斜裂缝斜裂缝(li fng)(li fng

5、)形成后的梁应力状态的形成后的梁应力状态的变化变化5.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 斜裂缝出现(chxin)前，剪力VA由全截面承受，斜裂缝形成后，VA全由斜裂缝上端砼残余面抵抗。p 由VA和VC所组成的力偶须由纵筋拉力Ts和砼压力Dc组成的力偶来平衡。故剪力VA不仅引起Vc，还引起Ts和Dc，致使裂缝上端砼残余面既受剪又受压，称剪压区。p 由于剪压区的面积远小于全截面面积，因而斜裂缝出现(chxin)后剪压区的剪应力显著增大；同时剪压区的压应力也显著增大。p 在斜裂缝出现前，截面BB处纵筋的拉应力由该截面处的弯矩MB所决定。在斜裂缝形成后，截面 BB处的纵筋拉应力则由截面

6、AA处的弯矩MA所决定。由于MAMB，所以斜截面形成后，穿过斜裂缝的纵筋的拉应力将突然增大。DCCSAaMAMB剪压区第9页/共82页第十页，共82页。5.2.2 5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)(xngnng)n受剪性能因素分析受剪性能因素分析n 截面尺寸，材料强度，腹筋数量，截面尺寸，材料强度，腹筋数量，n 应力状态应力状态(zhungti)（弯矩与剪力的相对大小）（弯矩与剪力的相对大小）剪跨比剪跨比第10页/共82页第十一页，共82页。n 剪跨比剪跨比5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 梁的受剪性能与截面上的 s 和 t 的相对比

7、值(bzh)有关。p 矩形截面(jimin)梁 的 广 义剪跨比 l a a1M=V1AB2M=V2VABVaAF23F1 F1a2 Bp 矩形截面梁的计算剪跨比 l 只能计算集中荷载作用下，距支座最近荷载处截面的剪跨比，不能计算复杂荷载作用下的剪跨比（如F3）第11页/共82页第十二页，共82页。5.2.2 5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)(xngnng)n剪跨比：梁截面上正应力与剪应力的相对大小（弯矩与剪力剪跨比：梁截面上正应力与剪应力的相对大小（弯矩与剪力的相对大小）的相对大小）n广义剪跨比：计算任意荷载作用广义剪跨比：计算任意荷载作用(zuyng

8、)下，任意截面的下，任意截面的剪跨比剪跨比n计算剪跨比：只能计算集中荷载作用计算剪跨比：只能计算集中荷载作用(zuyng)下，距支座下，距支座最近的集中荷载作用最近的集中荷载作用(zuyng)点的剪跨比点的剪跨比第12页/共82页第十三页，共82页。n 梁沿斜截面破坏的主要梁沿斜截面破坏的主要(zhyo)(zhyo)形态形态5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 剪压破坏 p 当梁的剪跨比适当(shdng)（1 l 3），但腹筋数量不过少时，常发生剪压破坏。p 斜压破坏n 当梁的剪跨比较小（l 1），或剪跨比适当（1 l 3），同时梁内配置的腹筋数量又过少时，将发生斜拉破坏。第1

9、3页/共82页第十四页，共82页。n 梁沿斜截面破坏梁沿斜截面破坏(phui)(phui)的主要形态的主要形态5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 斜压破坏的特点p 斜裂缝首先在梁腹部出现；p 随着(su zhe)荷载的增加，斜裂缝一端p 朝支座另一端朝荷载作用点发p 展，梁腹部被这些斜裂缝分割p 成若干个倾斜的受压柱体；p 梁是因为斜压柱体被压碎而破p 坏，故称为斜压破坏；p 破坏时与斜裂缝相交的箍筋应p 力达不到屈服强度，梁的受剪p 承载力主要取决于混凝土斜压p 柱体的受压承载力。F第14页/共82页第十五页，共82页。n 梁沿斜截面破坏梁沿斜截面破坏(phui)(phui

10、)的主要形态的主要形态5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 剪压破坏的特点p 弯剪段下边缘先出现初始垂直裂缝；p随着荷载的增加，这些初始垂直裂缝将大体上沿着主压应力(yngl)轨迹向集中荷载作用点延伸；临界斜裂缝 Fn 在几条斜裂缝中会形成一条主要的斜裂缝，这一斜裂缝被称为临界斜裂缝;n 最后，与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度，斜裂缝宽度增大，导致剩余截面减小，剪压区混凝土在剪压复合应力作用下达到混凝土复合受力强度而破坏，梁丧失受剪承载力。第15页/共82页第十六页，共82页。n 梁沿斜截面梁沿斜截面(jimin)(jimin)破坏的主要形态破坏的主要形态5.2.2 有腹

11、筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 斜拉破坏的特点p 斜裂缝一出现，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸到集中荷载(hzi)作用点处。p 因腹筋数量过少，所以腹筋应力很快达到屈服强度，变形剧增，不能抑制斜裂缝的开展，梁斜向被拉裂成两部分而突然破坏。p Ftsxstpn 因这种破坏是混凝土在正应力和剪应力共同作用下发生的主拉应力破坏，故称为斜拉破坏。n 发生斜拉破坏的梁，其斜截面受剪承载力主要取决于混凝土的抗拉强度。第16页/共82页第十七页，共82页。斜截面三种斜截面三种(sn zhn)破坏形态破坏形态n斜压破坏斜压破坏n 条件：当梁的剪跨比较小（条件：当梁的剪跨比较小（1），或剪跨比适当（），

12、或剪跨比适当（1 3），但截面），但截面尺寸过小而腹筋数量过多时，常发生斜压破坏。尺寸过小而腹筋数量过多时，常发生斜压破坏。n 形态：混凝土斜向压坏，箍筋应力达不到屈服强度。形态：混凝土斜向压坏，箍筋应力达不到屈服强度。n剪压破坏剪压破坏n 条件：当梁的剪跨比适当（条件：当梁的剪跨比适当（1 3），但腹筋数量不过少时。），但腹筋数量不过少时。n 形态：与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度，剪压区混凝土在剪形态：与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度，剪压区混凝土在剪压复合压复合(fh)应力作用下达到混凝土复合应力作用下达到混凝土复合(fh)受力强度而破坏。受力强度而破坏。n斜拉破坏斜拉破坏n

13、 条件：当梁的剪跨比较大（条件：当梁的剪跨比较大（l 3），同时梁内配置的腹筋数量又过少时。），同时梁内配置的腹筋数量又过少时。n 形态：斜裂缝一出现，很快形成临界斜裂缝，腹筋应力很快达到屈服强形态：斜裂缝一出现，很快形成临界斜裂缝，腹筋应力很快达到屈服强度，梁斜向被拉裂成两部分而突然破坏。度，梁斜向被拉裂成两部分而突然破坏。第17页/共82页第十八页，共82页。n 简支梁斜截面简支梁斜截面(jimin)(jimin)受剪机理受剪机理5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)FTp 无腹筋梁(剪跨 a 较大(jio d)时)的梳状齿块模型 拱齿纵筋拉力销栓剪力骨料咬合力拱齿界面的相互作

14、用力an 齿上承受的主要荷载是作用在自由端的纵筋拉力差T-T，梁的剪力主要由齿的作用来承担。n 齿根部的混凝土承受 N、M、q所产生的应力。第18页/共82页第十九页，共82页。5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 无腹筋梁(剪跨比13时)的拱传力模型(mxng)FFFFn 主要内力通过临界(ln ji)斜裂缝上方的混凝土拱体传递。n 部分内力经下方混凝土拱体传递。n 拱的内力通过销栓作用和骨料咬合作用传给基本拱体I再传到支座。n 拱体I接近荷载点附近的截面面积最积而所受力最大，成为薄弱环节。第19页/共82页第二十页，共82页。5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng

15、)p 有腹筋梁的桁架(hngji)与拱复合传递机构VuVuVuVun斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆腹杆n箍筋的作用有如竖向拉杆箍筋的作用有如竖向拉杆n临界临界(ln ji)(ln ji)斜裂缝上部及受斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆压区混凝土相当于受压弦杆n纵筋相当于下弦拉杆纵筋相当于下弦拉杆n箍筋将齿状体混凝土传来的荷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n斜裂缝间的骨料咬合作用，还将斜裂缝间的骨料咬合作用，还将一部分荷载传递到支座（拱作用）一部分荷载传递到支座（拱作用）第20页/

16、共82页第二十一页，共82页。n 影响斜截面影响斜截面(jimin)(jimin)受剪承载力的主要因素受剪承载力的主要因素5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 剪跨比 lp 剪跨比反映了截面上正应力 和剪应力 的相对关系；p 剪跨比很小时，发生斜压破坏(phui)；p 剪跨比较大时，发生斜拉破坏(phui)；p 它表明在梁截面尺寸、混凝土强度等级、箍筋的配筋率和纵筋的配筋率基本相同的条件下，剪跨比愈大，梁的受剪承载力愈低。4.01.02.04.003.02.06.08.0l=a/h0冶建院，同济建研院第21页/共82页第二十二页，共82页。n 影响斜截面受剪承载力的主要影响斜截

17、面受剪承载力的主要(zhyo)(zhyo)因素因素5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 混 凝 土 强 度(qingd)0.02.020010304050fcu(N/mm2)Vc/(bh0)(N/mm2)l=3,n=450.02.01.51.02.02.53.0ft(N/mm2)Vc/(bh0)(N/mm2)l=3,n=45n 梁斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度；斜拉破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度；剪压破坏时，受剪承载力与混凝土的压剪复合受力强度有关。n 梁的名义剪应力与混凝土抗压强度呈非线性关系，与抗拉强度呈线性关系。第22页/共82页第二十三页，共82

18、页。n 影响斜截面影响斜截面(jimin)(jimin)受剪承载力的主要因素受剪承载力的主要因素5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能(xngnng)p 箍筋的配筋率rsv和箍筋强度(qingd)fyvsbAsv1Asv=2Asv1n 在配筋量适当的范围内，箍筋配得愈多，箍筋强度愈高，梁的受剪承载力也愈大。矩形截面的宽度，T形截面或I形截面的腹板宽度 p 纵向钢筋的配筋率r n 增加纵筋配筋率可提高梁的受剪承载力，两者大致成线性关系。n 这是因为纵筋能抑制斜裂缝的开展和延伸，使剪压区混凝土的面积增大，从而提高剪压区混凝土承受的剪力；同时，纵筋数量增大，其销栓作用也随之增大。第23页/共82页第二十

19、四页，共82页。p 受剪承载力计算原则p 仅配箍筋梁斜截面(jimin)受剪承载力p配有箍筋和弯起梁斜截面(jimin)受剪承载力p公式的适用范围p约束梁的受剪承载力第24页/共82页第二十五页，共82页。n 按桁架模型推导按桁架模型推导(tudo)(tudo)的受剪承载力公式的受剪承载力公式qzzcosqa fcVuVuqzsVu第25页/共82页第二十六页，共82页。n 按剪压破坏模式建立按剪压破坏模式建立(jinl)(jinl)斜截面受剪承载力计算公式斜截面受剪承载力计算公式5.3.1 计算(j sun)原则p 斜压破坏是因梁截面尺寸过小而发生的，故可以用控制梁截面尺寸不致过小加以防止；

20、p 斜拉破坏则是由于梁内配置的腹筋数量过少而引起的，因此(ync)用配置一定数量的箍筋和保证必要的箍筋间距来防止这种破坏的发生；p 对于常见的剪压破坏，通过受剪承载力计算给予保证。p 混凝土结构设计规范的受剪承载力计算公式就是依据剪压破坏特征建立的。第26页/共82页第二十七页，共82页。n 采用半理论采用半理论(lln)(lln)半经验方法建立受剪承载力计算公式半经验方法建立受剪承载力计算公式5.3.1 计算(j sun)原则p 斜截面(jimin)的受剪承载力的组成p Vu=Vc+Vsv+Vsb+Vd+Va DCCVdVuasvasassbp 破坏截面的位置和倾角及剪压区面积难以确定，剪压

21、区混凝土的剪力涉及到混凝土复合受力强度；纵筋的销栓力和混凝土骨料的咬合力又与诸多因素有关。Vu=Vcs+VsbVcs=Vc+Vsvp为简化计算，混凝土规范采用半理论半经验的方法建立受剪承载力计算公式：混凝土、销栓力、骨料咬合力合并。第27页/共82页第二十八页，共82页。n 仅配有箍筋梁的斜截面仅配有箍筋梁的斜截面(jimin)受剪承载力受剪承载力Vcs5.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面(jimin)受剪承载力p Vcs/bh0与砼抗拉强度(kn l qin d)ft和配箍p 强度rsvfsv之间为线性关系。相对名义剪应力 配箍系数 0.02.01.51.02.02.53.0ft(N/mm2)V

22、c/(bh0)(N/mm2)l=3,n=453.02.0ah=2.0f =30.4N/mm2cu03.01.02.001.04.05.0rsvfyvVc/(bh0)(N/mm2)试验对线性关系的证实p 系数at，asv与荷载形式和截面形状等因素有关。混凝土规范分两种情况分别给出了受剪承载力计算公式。第28页/共82页第二十九页，共82页。n 仅配有箍筋梁的斜截面仅配有箍筋梁的斜截面(jimin)受剪承载力受剪承载力Vcs5.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面(jimin)受剪承载力p 情况一：矩形、T形和I形截面(jimin)一般受弯构件受剪承载力计算0.00.01.02.03.00.54.01.5

23、1.0理论与试验值的比较理论与试验值的比较n I形截面和T形截面梁的斜截面受剪承载力计算与矩形截面梁采用相同的计算公式，但梁截面宽度取腹板宽度。第29页/共82页第三十页，共82页。n 仅配有箍筋梁的斜截面仅配有箍筋梁的斜截面(jimin)受剪承载力受剪承载力Vcs5.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面(jimin)受剪承载力p 情况二：集中荷载(hzi)作用下的矩形、T形和I形截面独立梁斜截面受剪承载力计算。n 适用条件：多种荷载作用下，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪 力值占总剪力值的75%以上时。l3.0时，取3.01.00.00.04.03.02.07.06.05.09.08.00

24、.51.01.52.02.53.03.5简支梁,n=266连续梁、约束梁,n=141fcu=14.4-92.9N/mm2l集中荷载作用下无腹筋梁的相对受剪承载力第30页/共82页第三十一页，共82页。5.3.2 5.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面仅配有箍筋梁的斜截面(jimin)(jimin)受剪受剪承载力承载力n计算值与试验计算值与试验(shyn)值比较值比较第31页/共82页第三十二页，共82页。5.3.2 5.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面仅配有箍筋梁的斜截面(jimin)(jimin)受剪承载力受剪承载力n受剪承载力统一公式受剪承载力统一公式n 当仅配置箍筋时，矩形、当仅配置箍筋时，矩形、

25、T形和形和I形截面受弯构件的斜截面形截面受弯构件的斜截面受受n剪承载力应按下式计算：剪承载力应按下式计算：n n n ：截面混凝土受剪承载力系数：截面混凝土受剪承载力系数n 对于一般对于一般(ybn)受弯构件取受弯构件取0.7；n 对集中荷载作用下的独立梁，取对集中荷载作用下的独立梁，取 第32页/共82页第三十三页，共82页。5.3.2 5.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面仅配有箍筋梁的斜截面(jimin)(jimin)受剪受剪承载力承载力nb:矩形截面的宽度，矩形截面的宽度，T形截面或形截面或I形截面的腹板宽度形截面的腹板宽度 n式（）适用于矩形、式（）适用于矩形、T形和形和I形截形截面的一般

26、受弯构件面的一般受弯构件n式（）适用于集中荷载作用下的式（）适用于集中荷载作用下的矩形、矩形、T形和形和I形截面独立梁形截面独立梁 n对于相同截面的梁，承受集中荷对于相同截面的梁，承受集中荷载作用时的斜截面受剪承载力比载作用时的斜截面受剪承载力比承受均布荷载时的低。（弯矩最承受均布荷载时的低。（弯矩最大与剪力最大发生在同一截面）大与剪力最大发生在同一截面）n不代表极限抗剪强度不代表极限抗剪强度(qingd)，也不是试验结果的统计平均值，也不是试验结果的统计平均值，而是破坏强度而是破坏强度(qingd)的偏下限的偏下限值值。n第一项可理解为无腹筋梁的受剪第一项可理解为无腹筋梁的受剪承载力，但第二

27、项不能理解为箍承载力，但第二项不能理解为箍筋的受剪承载力，它是配箍筋后筋的受剪承载力，它是配箍筋后受剪承载力的提高值。受剪承载力的提高值。第33页/共82页第三十四页，共82页。5.3.3 配有箍筋和弯起钢筋(gngjn)梁的斜截面受剪承载力Vua assAsvAsb弯起钢筋的抗拉强度设计值；配置在同一弯起平面内的弯起钢筋的截面面积弯起钢筋与梁纵轴的夹角，一般取 45；当梁截面较高时，可取 60；应力不均匀折减系数。n 弯起钢筋弯起钢筋(gngjn)的受的受剪承载力剪承载力n 配有箍筋和弯起钢筋配有箍筋和弯起钢筋(gngjn)梁的斜截面受剪承载力梁的斜截面受剪承载力第34页/共82页第三十五页

28、，共82页。n 公式的上限公式的上限截面截面(jimin)(jimin)尺寸限制条件尺寸限制条件5.3.4 公式(gngsh)的适用范围n 取取斜斜压压破破坏坏作作为为受受剪剪承承载载力力的的 上限上限(shngxin)。n 斜斜压压破破坏坏取取决决于于混混凝凝土土的的抗抗压压强度和截面尺寸。强度和截面尺寸。n 防止斜压破坏的截面限制条件：防止斜压破坏的截面限制条件：p 当 4.0时，属于一般的梁，应满足 p 当 6.0时，属于薄腹梁，应满足 p 当4.0 6.0时，属薄腹梁，应满足 bhwhwhw第35页/共82页第三十六页，共82页。n 公式的下限公式的下限构造构造(guzo)(guzo)

29、配箍条件配箍条件5.3.4 公式(gngsh)的适用范围n 如如果果梁梁内内箍箍筋筋配配置置过过少少，斜斜裂裂缝缝一一出出现现，箍箍筋筋应应力力会会立立即即达达到到(d do)屈屈服服强强度度甚甚至至被被拉拉断断，导导致致突突然然发发生生的的斜斜拉拉破破坏坏。为为了了避避免免这这类类破破坏坏，混混凝凝土土结结构构设设计计规规范规定了箍筋的最小配筋率，即范规定了箍筋的最小配筋率，即第36页/共82页第三十七页，共82页。p 当满足下列(xili)要求时，箍筋的构造要求pn 箍筋的构造箍筋的构造(guzo)(guzo)要求要求5.3.4 公式(gngsh)的适用范围梁截面高度梁截面高度h最最 大大

30、 间间 距距最最 小小 直直 径径V0.7ft bh0V0.7ft bh0150h3001502006300h5002003006500h8002503506h8003004008p 当不满足上式时，除应按计算配箍外，还应满足上表的要求和最小配箍率的要求 第37页/共82页第三十八页，共82页。p 受力特点p 有正负两个方向的弯矩并存在一个反弯点p 受剪承载力降低(jingd)p 影响受剪承载力的主要参数p 弯矩比z=|M-|/|M+|5.3.5 连续梁、框架(kun ji)梁和外伸梁的斜截面受剪承载力粘结(zhn ji)裂缝斜裂缝a负弯矩区理论反弯点DcDs正弯矩区TMT1T2Dcp 受剪承

31、载力降低的原因n 内力重分布n 砼受压区高度减小，压应力与剪应力增大p 砼规范的计算方法n 集中荷载作用下n 均布荷载作用下第38页/共82页第三十九页，共82页。约束约束(yush)梁的受剪承载力梁的受剪承载力n计算计算(j sun)剪跨比的数值大于广义剪跨比的数值剪跨比的数值大于广义剪跨比的数值n混凝土结构设计规范规定，对于以承受集中荷载为主的混凝土结构设计规范规定，对于以承受集中荷载为主的矩形、矩形、T形和形和I形截面连续梁，仍用式（）进行受剪承载力计形截面连续梁，仍用式（）进行受剪承载力计算算(j sun)，但剪跨比用计算，但剪跨比用计算(j sun)剪跨比（剪跨比（=a/h0）。）。

32、第39页/共82页第四十页，共82页。p 厚板定义(dngy)p 受在高层建筑中，基础底板和转换层板的厚度有时达13m甚至更大，水工、港工中的某些底板达78m厚，此类板称为厚板。5.3.6 板类构件(gujin)的受剪承载力p 厚板受剪的特点(tdin)p 由于板类构件难于配置箍筋，所以这属于不配箍筋和弯起钢筋的无腹筋板类构件的斜截面受剪承载力问题。p 计算厚板的受剪承载力时，应考虑尺寸效应的影响。p 受剪承载力计算方法截面高度影响系数，当h02000mm时，取h0=2000mm。第40页/共82页第四十一页，共82页。p 计算截面的确定(qudng)p 设计计算p 算例第41页/共82页第四

33、十二页，共82页。5.4.1 计算(j sun)截面的确定n 计算截面计算截面(jimin)(jimin)的确定的确定2-23-31-12-21-1支座边缘处的截面受拉区弯起钢筋弯起点处的截面箍筋截面面积或间距改变处腹板宽度改变处的截面。n 剪力计算剪力计算(j sun)(j sun)值的取法值的取法V1V2V3V1V2第42页/共82页第四十三页，共82页。5.4.1 计算(j sun)截面的确定n 截面设计截面设计(shj)(shj)的的步骤步骤求内力(nil)，绘制剪力图验算是否满足截面限制条件验算是否按计算配腹筋计算腹筋已知:截面尺寸和材料强度等，求箍筋和弯起钢筋。否否按构造配筋是是第

34、43页/共82页第四十四页，共82页。p 抵抗(dkng)弯矩图p 纵筋的弯起p 纵筋的截断第44页/共82页第四十五页，共82页。问题(wnt)的提出n 问题问题(wnt)(wnt)的提的提出出JCfy AsvCJVfy(As-Asb)fy Asbzsvzzsbp 斜截面上所有力(yul)对受压区合力点取矩p 斜截面末端CC上的正截面p 斜截面JC和正截面CC所承受的外弯矩均等于Mcp 按Mmax配置的钢筋As沿梁既不弯起也不截断，则必满足斜截面抗弯要求。p 纵筋弯起或截断时,斜截面受弯承载力可能小于正截面受弯承载力。p 因此，在纵筋有弯起或截断的梁中，必须考虑斜截面的受弯承载力问题。McM

35、max第45页/共82页第四十六页，共82页。5.5.1 抵抗(dkng)弯矩图n 抵抗抵抗(dkng)(dkng)弯矩图又称材料图，它是按梁实际配置的纵向受力弯矩图又称材料图，它是按梁实际配置的纵向受力钢筋所确定的各正截面所能抵抗钢筋所确定的各正截面所能抵抗(dkng)(dkng)的弯矩图形。的弯矩图形。acbdABn 纵向纵向(zn xin)(zn xin)受力钢筋沿梁长不变化时的抵抗弯矩图受力钢筋沿梁长不变化时的抵抗弯矩图 p 跨中最大弯矩计算，需配纵筋 2C25+2C22Mmax 1C25 1C22 1C25 1C221234p 如果全部纵筋沿梁长直通，并在支座处有足够锚固长度时，则沿

36、梁全长各个正截面抵抗弯矩的能力相等，因而梁抵抗弯矩图为矩形abcdp 充分利用点（截面）p 理论截断点（截面）第46页/共82页第四十七页，共82页。5.5.1 抵抗(dkng)弯矩图acbdABn 纵筋弯起时的抵抗纵筋弯起时的抵抗(dkng)(dkng)弯矩图弯矩图 1C25 1C22 1C25 1C22p 在简支梁设计中，一般不宜在跨中截面将纵筋截断，而是在支座附近将纵筋弯起抗剪。p由于在弯起过程中，弯筋对受压区合力点的力臂是逐渐减小的，因而其抗弯承载力并不立即(lj)消失，而是逐渐减小，一直到弯筋穿过梁轴线基本上进入受压区后，才认为它的正截面抗弯作用完全消失。第47页/共82页第四十八页

37、，共82页。5.5.1 抵抗(dkng)弯矩图n 纵筋被截断纵筋被截断(ji dun)(ji dun)时的抵抗弯矩图时的抵抗弯矩图2C181C161C16设计弯矩图抵抗弯矩图p 但是(dnsh)，由于纵筋的弯起或截断多数是在弯剪段进行的，因而在处理过程中不仅应满足正截面受弯承载力的要求，还要保证斜截面的受弯承载力。p 正截面受弯承载力而言，把纵筋在不需要的地方弯起或截断是合理的。p 而且从设计弯矩图与抵抗弯矩图的关系来看，二者愈靠近，其经济效果愈好。第48页/共82页第四十九页，共82页。5.5.2 纵筋的弯起n 保证正截面受弯承载力：抵抗弯矩图包在设计保证正截面受弯承载力：抵抗弯矩图包在设计

38、(shj)(shj)弯矩图弯矩图的外面的外面 n 保证斜截面受剪承载力保证斜截面受剪承载力n 保证斜截面受弯承载力保证斜截面受弯承载力n弯起点至充分利用点间的距离弯起点至充分利用点间的距离s1s1应大于或等于应大于或等于h0/2h0/2n弯筋与梁纵轴的交点应位于理论截断点以外弯筋与梁纵轴的交点应位于理论截断点以外acbdABs1h0/2 弯筋与梁纵轴的交点应位于理论截断点以外第49页/共82页第五十页，共82页。5.5.2 纵筋的弯起n s1h0/2 s1h0/2的原因的原因(yunyn)(yunyn)BAJCHOzsbzaAs-AsbasAsbVBACOCzasfyAsaVas1+zcota

39、szsbAsbzAss1对O点力矩(l j)平衡条件得正截面CC受弯承载力斜截面(jimin)CHJ的受弯承载力只有斜截面受弯承载力大于等于正截面时，才能保证斜截面受弯承载力。即由几何关系得故有设计时,取s1h0/2第50页/共82页第五十一页，共82页。5.5.2 纵筋的截断(ji dun)n 支座支座(zh zu)(zh zu)负弯矩钢筋的截断负弯矩钢筋的截断ad20l1.220d0h或0a1.2h+l(c)p 当V0.7ftbh0时p 当V0.7ftbh0时01.3h或20d+1.7h1.2la0p 负弯矩区相对长度(chngd)较大n 悬臂梁的负弯矩钢筋悬臂梁的负弯矩钢筋p 对较短的悬

40、臂梁，全部上部钢筋伸至悬臂顶端，并向下弯折锚固，锚固段的竖向投影长度不小于12d。p 对较长的悬臂梁，应有不少于两根上部钢筋伸至悬臂梁外端，并按上述规定向下弯折锚固；其余钢筋不应在梁的上部截断，可分批向下弯折，锚固在梁的受压区内。弯折点位置可根据弯矩图确定；弯折角度为45o或60；在受压区的锚固长度为10d。第51页/共82页第五十二页，共82页。p 受剪承载力计算p 基本构造规定(gudng)p 斜截面抗裂控制条件第52页/共82页第五十三页，共82页。5.6.1 截面尺寸(ch cun)限制条件及斜截面抗裂控制条件n 截面截面(jimin)(jimin)尺寸限制条件尺寸限制条件(c)n 斜

41、截面斜截面(jimin)(jimin)抗裂控制条件抗裂控制条件p 当当 4.0时，应满足时，应满足 p 当当 6.0时，应满足时，应满足 p 当当4 hw/b 6时，按线性内插法取用。时，按线性内插法取用。p 深梁因截面高度较大，故一旦出现斜裂缝，则裂缝宽度和长度均较大。而要控制斜裂缝宽度，需要配置较多的水平和竖向分布钢筋。因此，深 梁宜按一般要求不出现斜裂缝的构件进行设计，即应满足下列条件：第53页/共82页第五十四页，共82页。5.6.2 受剪承载力计算(j sun)n 矩矩形形、T T形形和和I I形形截截面面的的深深受受弯弯构构件件，在在均均布布荷荷载载(hzi)(hzi)作作用用下下

42、，当当配配有有竖向分布钢筋和水平分布钢筋时，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：竖向分布钢筋和水平分布钢筋时，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：n 对对集集中中荷荷载载作作用用下下的的深深受受弯弯构构件件（包包括括(boku)作作用用多多种种荷荷载载，且且其其中中集集中中荷荷载载对对支支座座截截面面所所产产生生的的剪剪力力值值占占总总剪剪力力值值的的75%以以上上的的情情况况），其其斜斜截截面面受受剪剪承承载力应符合下列规定：载力应符合下列规定：n 应应当当指指出出，由由于于深深受受弯弯构构件件中中水水平平及及竖竖向向分分布布钢钢筋筋对对受受剪剪承承载载力力的的作作用用有有限限，当当其其受受剪剪

43、承承载载力力不不足足时时，应应主主要要通通过过调调整整截截面面尺尺寸寸或或提提高高混混凝凝土土强强度度等等级级来来满满足足受剪承载力要求。受剪承载力要求。第54页/共82页第五十五页，共82页。5.6.3 基本构造(guzo)规定n 防止深梁出平面破坏的措施防止深梁出平面破坏的措施n腹腹板板宽宽度度b不不应应小小于于140mm，混混凝凝土土强强度度等等级级(dngj)不不应应低低于于C20n当当l0/h 1时，时，h/b不宜大于不宜大于25；当；当l0/h 0.3fcA时，取，此处时，取，此处A为构件的截面面积。为构件的截面面积。n截面尺寸限制条件截面尺寸限制条件 n构造配筋条件构造配筋条件n

44、 第59页/共82页第六十页，共82页。7.7.1 7.7.1 偏心受压构件斜截面偏心受压构件斜截面(jimin)(jimin)受剪承受剪承载力计算载力计算n构件计算截面的剪跨比n 对各类结构的框架柱，宜取 ；n 对框架结构中的框架柱，当其反弯点在层高范围内时，可取 .n 对其他偏心受压构件，当承受均布荷载时，取 ；当承受集中荷载（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生(chnshng)的剪力值占总剪力值的75%以上的情况）时，取 ，此处，a为集中荷载作用点至支座或节点边缘的距离。n 第60页/共82页第六十一页，共82页。n试验表明，当轴向拉力先作用于构件上时，构件将产生

45、横贯全截面的法向裂缝。再施加横向荷载后，则在弯矩作用下，法向裂缝在受压区将闭合而在受拉区将进一步开展，并在剪弯区段出现斜裂缝。由于轴向拉力的作用，斜裂缝的宽度和倾角比受弯构件要大一些，混凝土剪压区高度明显(mngxin)比受弯构件小，有时甚至无剪压区。因此轴向拉力使构件的抗剪能力明显(mngxin)降低，降低的幅度随轴向拉力的增大而增加，但对箍筋的抗剪能力几乎没有影响。n 计算公式计算公式p 适用(shyng)条件第61页/共82页第六十二页，共82页。n矩形截面(jimin)柱双向受剪性能x hyVobVyVxux yoVyVxuVuxVuyp试验结果表明，矩形截面(jimin)柱在两个主轴

46、方向同时受剪时，其受剪承载力低于单向受剪承载力p相关关系大致符合下列规律，即双向受剪承载力的相关(xinggun)关系作用斜向剪力的矩形柱第62页/共82页第六十三页，共82页。n双向受剪承载力计算(j sun)x yoVyVxuVuxVuy矩形截面(jimin)双向受剪框架柱的斜截面(jimin)受剪承载力计算公式 第63页/共82页第六十四页，共82页。n双向受剪承载力计算(j sun)的截面复核问题n双向受剪承载力计算的截面(jimin)设计问题可得第64页/共82页第六十五页，共82页。n截面尺寸限制(xinzh)条件和构造配箍条件p 两个方向(fngxing)受剪承载力的上限值分别为

47、 p 双向受剪时的截面尺寸(ch cun)限制条件 p当符合下列条件时可不进行斜截面受剪承载力计算，仅需按构造要求配置箍筋。第65页/共82页第六十六页，共82页。n剪力墙可能(knng)出现的斜截面剪切破坏形态7.7.4 剪力墙的斜截面(jimin)受剪承载力计算p 斜拉破坏(phui)剪压破坏(phui)斜压破坏(phui)n截面尺寸控制条件p 为了防上斜压破坏，剪力墙的受剪截面应符合下列条件n偏心受压时的斜截面受剪承载力n偏心受拉时的斜截面受剪承载力第66页/共82页第六十七页，共82页。p 板的冲切破坏p 板的受冲切承载力计算p 配筋构造(guzo)要求第67页/共82页第六十八页，共

48、82页。n板的冲切破坏(phui)7.1 板的冲切破坏(phui)p承受集中荷载的板、支承在柱上的无梁楼板、柱下基础、桩基的承台板以及承受车轮压力的桥面板等结构构件，其受力和破坏特点与承受局部荷载或集中反力的钢筋混凝土板类似。p这种板除可能产生弯曲破坏外，还可能产生双向剪切破坏，即两个方向的斜截面形成一个(y)截头锥体，锥体斜截面大体呈45倾角，这种破坏称为冲切破坏，属脆性破坏，其破坏形态类似于梁的斜拉破坏。p为了防止板产生冲切破坏，可增加板的厚度，提高混凝土强度等级，或增大局部受荷面积，必要时可配置抗冲切钢筋。45第68页/共82页第六十九页，共82页。n不配置(pizh)抗冲切钢筋的板7.

49、2 板的受冲切承载力计算(j sun)Flh0h0h0/2Nh0qh0h0/2p局部(jb)或集中反力作用下的受冲切承载力公式bh 截面高度影响系数 h 影响系数 um 临界截面的周长 bh 局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值 as 板柱结构中柱类型的影响系数冲切破坏锥体的斜截面 45o临界截面第69页/共82页第七十页，共82页。n配置(pizh)抗冲切钢筋的板7.8.2 板的受冲切承载力计算(j sun)p当配置(pizh)箍筋、弯起钢筋时Asvu与呈45冲切破坏锥体斜截面相交的全部箍筋截面面积Asbu 与呈45冲切破坏锥体斜截面相交的全部弯起钢筋截面面积 a 弯起钢

50、筋与板底面的夹角 第70页/共82页第七十一页，共82页。n板的受冲切截面限制(xinzh)条件p配有抗冲切钢筋的钢筋混凝土板，其受力特性和破坏形态与有腹筋梁相类似。p当抗冲切钢筋数量达到(d do)一定程度时，板的受冲切承载力几乎不再增加。p为了使抗冲切箍筋或弯起钢筋能够充分发挥作用，同时也为了限制使用阶段的冲切斜裂缝宽度，混凝土结构设计规范规定了配置抗冲切钢筋板的受冲切截面限制条件：p上式的截面尺寸限制条件相当于限制配置(pizh)抗冲切钢筋板的最大承载力。第71页/共82页第七十二页，共82页。架立钢筋 箍筋 弯起钢筋 45oh0/3 50h0h1.5h01.5h01.5h045o20d