第3章 受弯构件承载能力状态设计.ppt

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1、钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构侯献语侯献语第第3章章 受弯构件承载能力状态设计受弯构件承载能力状态设计3.1 梁、板的一般构造要求梁、板的一般构造要求13.2 受弯构件正截面承载力计算受弯构件正截面承载力计算23.3 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算3 受弯构件受弯构件：同时受到弯矩同时受到弯矩M和和剪力剪力V共同作用共同作用,而而N可可以忽略的构件。以忽略的构件。pplllMplVp第第3章章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件梁的截面形式梁的截面形式箍筋箍筋受拉纵筋受拉纵筋受压纵筋受压纵筋典型的受弯构件：梁与板典型的受弯构件：梁与板n 正截面的概念正截面的概念p与构件的计算

2、轴线相垂直的截面称为正截面与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面计算轴线计算轴线正截面正截面受弯构件的两种破坏形式受弯构件的两种破坏形式本本章章要要求求掌掌握握：单单筋筋矩矩形形截截面面、单单筋筋T形形截截面面正正截截面面承载力计算。承载力计算。pplllMplVp受弯构件的两种破坏形式受弯构件的两种破坏形式在在弯矩弯矩作用下发生作用下发生正截面受弯正截面受弯破坏；破坏；在在弯矩和剪力弯矩和剪力共同作用下共同作用下发生发生斜截面受剪或受弯斜截面受剪或受弯破坏破坏。n 构造要求的意义构造要求的意义p构造要求是在长期工程实践经验的基础上对结构计算的必构造要求是在长期工程实践经验的基础上对结构计算的

3、必要补充，以要补充，以考虑结构计算中没有计及的因素考虑结构计算中没有计及的因素（如混凝土的（如混凝土的收缩、徐变和温度应力等）；收缩、徐变和温度应力等）；p结构计算和构造措施是相互配合的；结构计算和构造措施是相互配合的；p在进行受弯构件正截面承载力计算之前，还需要了解其有在进行受弯构件正截面承载力计算之前，还需要了解其有关的构造要求。关的构造要求。3.1 梁、板的一般构造要求梁、板的一般构造要求3.1.1 板的一般构造要求板的一般构造要求板厚板厚h60分布钢筋分布钢筋受力钢筋受力钢筋实配实配f f 8100(As=503mm2/m)板宽板宽100100100板跨板跨混凝土强度等级一混凝土强度等

4、级一般为般为 C15 C15 C35C35支撑长度支撑长度板厚即板厚即120mm120mm（现浇板）（现浇板）且满足受力钢筋在支座内的锚固长且满足受力钢筋在支座内的锚固长度要求。度要求。(3)直径直径:6,8,10,12mm.(4)间距间距:70mm S 200mm 每米不少于每米不少于3根根3.板的配筋板的配筋 板的受力钢筋板的受力钢筋:（1 1）作用：沿板的）作用：沿板的跨度跨度方向，方向，承受承受由由弯矩弯矩产生的拉产生的拉应力应力。（2 2）级别：）级别：HPBHPB300300级，级，HRB335HRB335级和级和HRB400HRB400级钢筋级钢筋 板的分布钢筋板的分布钢筋均匀传

5、力固定受力钢筋位置抵抗温度和收缩应力面积面积:板中单位长度上分布钢筋的配筋面积不小于受板中单位长度上分布钢筋的配筋面积不小于受力钢筋截面面积的力钢筋截面面积的15%，且配筋率不宜小于，且配筋率不宜小于0.15%；数量数量:每米不少于每米不少于3根根,6250作用问问 题题1.梁的截面形式？梁的截面形式？2.梁的截面尺寸如何确定？梁的截面尺寸如何确定？h,l3.梁的支撑长度？梁的支撑长度？4.梁中配筋有哪几种？梁中配筋有哪几种？5.单筋截面和双筋截面的区别？单筋截面和双筋截面的区别？6.梁内纵向受力钢筋的强度等级、直径、构造要求？梁内纵向受力钢筋的强度等级、直径、构造要求？7.梁内纵向受力钢筋的

6、净距的要求？梁内纵向受力钢筋的净距的要求？8.何为架立筋？作用？直径如何确定？何为架立筋？作用？直径如何确定？9.何为梁侧构造筋？作用？拉筋？何为梁侧构造筋？作用？拉筋？问问 题题3.1.2 梁的一般构造要求梁的一般构造要求 截面尺寸截面尺寸 b h常见常见:b:120,150,180,200,220,250,大于大于250后以后以50mm递增递增 h:250,300,350,400,750,800，以，以50mm的模数递增，的模数递增，800mm以上以以上以100mm为模数。为模数。1.梁的截面形式及尺寸梁的截面形式及尺寸高度高度h:由高跨比而定由高跨比而定,简支简支 h=(1/81/14)

7、l0，悬臂悬臂 h=1/6l0宽度宽度b:h/b=2.0 3.0（矩形）（矩形）h/b=2.5 4.0（T形）形）2.2.梁的支撑长度梁的支撑长度梁高梁高500mm时，时，a180mm240mm；梁高梁高500mm500mm时，时，a370mma370mm；梁支撑在钢筋混凝土柱上时，梁支撑在钢筋混凝土柱上时，a180mma180mm；3.1.2 梁的一般构造要求梁的一般构造要求3.3.梁的配筋梁的配筋受拉纵筋受拉纵筋中和轴中和轴单筋梁单筋梁受拉纵筋受拉纵筋砼受压区砼受压区中和轴中和轴双筋梁双筋梁受压纵筋受压纵筋架立筋架立筋受力钢筋受力钢筋（1 1）级别：）级别：HRB335HRB335、HRB

8、400HRB400级钢筋级钢筋 受力钢筋的构造要求受力钢筋的构造要求(2)直径直径:122525mm.架立筋架立筋构造筋构造筋(3)钢筋净距钢筋净距1.5倍钢筋直径倍钢筋直径30mm净距净距钢筋直径；钢筋直径；25mm3.1.2 梁的一般构造要求梁的一般构造要求受力钢筋受力钢筋架立筋架立筋架立筋的构造要求架立筋的构造要求（1 1）作用：固定箍筋，并与梁底纵）作用：固定箍筋，并与梁底纵向受力钢筋形成钢筋骨架。向受力钢筋形成钢筋骨架。构造筋构造筋1.5倍钢筋直径倍钢筋直径30mm净距净距钢筋直径；钢筋直径；25mm(2)直径直径:跨度跨度6m，钢筋直径，钢筋直径12mm;3.1.2 梁的一般构造要

9、求梁的一般构造要求梁侧构造筋的构造要求梁侧构造筋的构造要求（2）作用：）作用：抵抗温度应力和混凝抵抗温度应力和混凝土收缩在梁侧产生的裂缝，和箍筋土收缩在梁侧产生的裂缝，和箍筋构成骨架利于应力的扩散。构成骨架利于应力的扩散。（3）直径）直径10mm；间距间距200mm。（1）梁高度）梁高度h450mm时，在梁两侧时，在梁两侧沿高度每隔沿高度每隔250mm设置一根设置一根纵向构纵向构造钢筋。造钢筋。拉拉 筋筋拉筋直径与箍筋直径相同拉筋直径与箍筋直径相同间距常取箍筋间距的两倍间距常取箍筋间距的两倍 3.1.2 梁的一般构造要求梁的一般构造要求C 3.1.3 混凝土保护层厚度及截面有效高度混凝土保护层

10、厚度及截面有效高度混凝土保护层厚度混凝土保护层厚度结构构件中钢筋外边缘至构件表面混凝土结构构件中钢筋外边缘至构件表面混凝土外边缘的距离，称作混凝土保护层厚度外边缘的距离，称作混凝土保护层厚度c c。为了使钢筋不发生锈蚀，保证钢筋与为了使钢筋不发生锈蚀，保证钢筋与混凝土间有足够的粘结强度，梁、板混凝土间有足够的粘结强度，梁、板受力受力钢筋钢筋的表面必须有足够的混凝土保护层的表面必须有足够的混凝土保护层 重点重点C 3.1.3 混凝土保护层厚度及截面有效高度混凝土保护层厚度及截面有效高度表表3.2 3.2 混凝土保护层的最小厚度混凝土保护层的最小厚度/mm/mm环境类别环境类别板、墙、壳板、墙、壳

11、梁、柱、杆梁、柱、杆一1 520二a2025二b2535三a3040三b4050注：注：1.1.混凝土强度等级不大于混凝土强度等级不大于C25C25时，表中保护层厚度数值应增加时，表中保护层厚度数值应增加5mm5mm。2.2.钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层，基础中钢筋的混凝土保护层钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层，基础中钢筋的混凝土保护层 厚度应从垫层顶面算起，且不应小于厚度应从垫层顶面算起，且不应小于40mm40mm。设计使用年限为设计使用年限为5050年的钢筋混凝土结构，年的钢筋混凝土结构，最外层最外层钢筋钢筋的保护层厚度为应符合下表规定，设计使用年限为的保护层厚度为应符合下表规定，设计使用

12、年限为100100年的钢筋混凝土结构的年的钢筋混凝土结构的最外层钢筋最外层钢筋的保护层厚度为下的保护层厚度为下表的表的1.41.4倍倍环境类别环境类别条件条件一室内干燥环境；无侵蚀性静水浸没环境二a室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境；非严寒和非寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；严寒和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触环境。二b干湿交替环境；水位频繁变动环境；严寒和寒冷地区的露天环境；严寒和寒冷地区冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。三a严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境；受除冰盐影响的环境；海风环境；三b盐责土环境；受除冰盐作用的环境；海岸环境。四海水环

13、境五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境 3.1.3 混凝土保护层厚度及截面有效高度混凝土保护层厚度及截面有效高度截面的有效高度截面的有效高度重点重点受拉钢筋的重心到截面受压边缘的垂受拉钢筋的重心到截面受压边缘的垂直距离。直距离。受拉钢筋的重心到截面受拉边缘的受拉钢筋的重心到截面受拉边缘的垂直距离。垂直距离。梁单排梁单排梁双排梁双排板板混凝土强度等级混凝土强度等级C25时，时，截面有效高度的近似取值截面有效高度的近似取值。混凝土强度等级混凝土强度等级C25时，截面有效高度的相应时，截面有效高度的相应减少减少5mm。3.2 受弯构件正截面承载力计算受弯构件正截面承载力计算 受弯构件受弯构件：同时受

14、到弯矩同时受到弯矩M和和剪力剪力V共同作用共同作用,而而N可可以忽略的构件。以忽略的构件。pplllMplVp3.2.1 受弯构件正截面的受力特点受弯构件正截面的受力特点1.受弯构件正截面工作的三个阶段受弯构件正截面工作的三个阶段弯矩图弯矩图剪力图剪力图PP位移计位移计l/3l/3l/3bhh0应变测点应变测点纯弯段纯弯段。目目 的的研究梁正截面的受力和变形的变化规律，为裂缝、变形研究梁正截面的受力和变形的变化规律，为裂缝、变形及承载力的计算提供依据及承载力的计算提供依据应变测点应变测点测量测量 支座的实际挠度支座的实际挠度 荷载采用分级施加，每次加荷后即可测出荷载、挠度、应变荷载采用分级施加

15、，每次加荷后即可测出荷载、挠度、应变值，直至梁不能承担荷载而破坏。值，直至梁不能承担荷载而破坏。试试 验验 过过 程程纵坐标纵坐标:某一荷载作用下的弯矩某一荷载作用下的弯矩M M 相对于梁破坏时极限弯矩相对于梁破坏时极限弯矩M Mu u的无量纲比值的无量纲比值 横坐标：梁跨中挠度横坐标：梁跨中挠度f f的实测值。的实测值。两个明显的转折点，把梁的受力和变形过程划分为三个阶段。两个明显的转折点，把梁的受力和变形过程划分为三个阶段。刚开始加荷时，由于弯矩很小，混凝土处于弹性工作阶段，故截面应力分布刚开始加荷时，由于弯矩很小，混凝土处于弹性工作阶段，故截面应力分布呈直线形变化，受拉区的拉应力呈直线形

16、变化，受拉区的拉应力由钢筋与混凝土共同承担由钢筋与混凝土共同承担 弹性工作弹性工作阶段阶段受拉区混凝土出现塑性特征，拉应力图形呈现曲线分布。受拉区混凝土出现塑性特征，拉应力图形呈现曲线分布。aa状态状态：受拉区混凝土即将出现裂缝，受拉区混凝土即将出现裂缝，开裂弯矩开裂弯矩M Mcrcr：aa状态所对状态所对应的弯矩。应的弯矩。a应力状态将作为应力状态将作为其抗裂度验算的依据其抗裂度验算的依据 随着荷载的增加随着荷载的增加刚开始加荷时，由于弯矩很小，混凝土处于弹性工作阶段，故截面应力分布刚开始加荷时，由于弯矩很小，混凝土处于弹性工作阶段，故截面应力分布呈直线形变化，受拉区的拉应力呈直线形变化，受

17、拉区的拉应力由钢筋与混凝土共同承担由钢筋与混凝土共同承担 弹性工作弹性工作阶段阶段受拉区混凝土出现塑性特征，拉应力图形呈现曲线分布。受拉区混凝土出现塑性特征，拉应力图形呈现曲线分布。aa状态状态：受拉区混凝土即将出现裂缝，受拉区混凝土即将出现裂缝，开裂弯矩开裂弯矩M Mcrcr：aa状态所对状态所对应的弯矩。应的弯矩。a应力状态将作为应力状态将作为其抗裂度验算的依据其抗裂度验算的依据 随着荷载的增加随着荷载的增加Ia时受拉区最薄弱截面处首先出现第一条裂缝时受拉区最薄弱截面处首先出现第一条裂缝带裂缝工作阶段带裂缝工作阶段 钢筋达到屈钢筋达到屈服强度服强度 随着荷载的增加，裂缝逐渐向上扩展，中和轴

18、位置也随之上升，受压区混随着荷载的增加，裂缝逐渐向上扩展，中和轴位置也随之上升，受压区混凝土高度将逐渐减小。受压区混凝土的应力与应变不断增加，其塑性特征凝土高度将逐渐减小。受压区混凝土的应力与应变不断增加，其塑性特征越来越明显，压应力图形呈曲线分布，越来越明显，压应力图形呈曲线分布，在裂缝截面处受拉区混凝土退出工作，其所承担的拉力转移给受拉钢筋承担在裂缝截面处受拉区混凝土退出工作，其所承担的拉力转移给受拉钢筋承担破坏阶段破坏阶段 受压区混凝土受压区混凝土被压碎被压碎钢钢筋筋应应力力屈屈服服后后，其其应应力力f f y y不不再再增增加加，但但钢钢筋筋应应变变s s迅迅速速增增大大，裂裂缝缝开开

19、展展显显著著，中中和和轴轴迅迅速速上上移移，导导致致受受压压区区高高度度进进一一步步减减小小，混混凝凝土土的的压压应应力力和和压压应应变变不不断断增增大大，受受压压区区混混凝凝土土的的塑塑性性特特征征表表现现得得更更加加充充分分，压压应应力力曲曲线线趋趋于于丰丰满满(图图3.8e)3.8e)。当当荷荷载载增增加加到到混混凝凝土土受受压压区区边边缘缘纤纤维维压压应应变变达达到到混混凝土极限压应变凝土极限压应变cucu时，混凝土被压碎甚至崩脱，时，混凝土被压碎甚至崩脱，第第a状态，作为构件正截面承载力计算的依据。状态，作为构件正截面承载力计算的依据。1 适筋梁适筋梁2 少筋梁少筋梁3 超筋梁超筋梁

20、3.受弯构件正截面的破坏形式受弯构件正截面的破坏形式min max max一一开开裂裂,砼砼应应力力由由裂裂缝缝截截面面处处的的钢钢筋筋承承担担,荷荷截截继继续续增增加加,裂裂缝缝不不断断加加宽。受拉钢筋屈服宽。受拉钢筋屈服,压区砼压碎。压区砼压碎。破坏前裂缝、变形有明显的发展破坏前裂缝、变形有明显的发展,有破坏征兆有破坏征兆,属延性破坏属延性破坏。钢材和砼材料充分发挥。钢材和砼材料充分发挥。设计允许。设计允许。min max 适筋梁：适筋梁：特点特点3.受弯构件正截面的破坏形式受弯构件正截面的破坏形式 一裂即断一裂即断,由砼的抗拉强度控制由砼的抗拉强度控制,承载力很低。承载力很低。破坏很突然

21、破坏很突然,属脆性破坏。属脆性破坏。砼的抗压承载力未充分利用。砼的抗压承载力未充分利用。设计不允许。设计不允许。少筋梁少筋梁特点特点3.受弯构件正截面的破坏形式受弯构件正截面的破坏形式开开裂裂,裂裂缝缝多多而而细细，钢钢筋筋应应力力不不高高,最最终终由由于于压压区区砼砼压碎而崩溃。压碎而崩溃。裂缝、变形均不太明显裂缝、变形均不太明显,破坏具有脆性性质。破坏具有脆性性质。钢材未充分发挥作用。钢材未充分发挥作用。设计不允许。设计不允许。max超筋梁：超筋梁：特点特点3.受弯构件正截面的破坏形式受弯构件正截面的破坏形式以以IIIIIIa a阶阶段段作作为为承承载载力力极极限限状状态态的的计计算算依依

22、据据,并并引入基本假定：引入基本假定：（1）截面平均应变符合平截面假定；（2）不考虑受拉区未开裂砼的抗拉强度；（3）设定受压区砼的 关系(图3-10)；（4）设定受拉钢筋的 关系(图3-11)。3.2.2 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的计算单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的计算1）基本假定 1.计算原则计算原则 cu=0.00330fc0砼砼=0.010fyfy钢筋钢筋xc 实际受压区高度实际受压区高度x 计算受压区高度，计算受压区高度，x=1xcCMuMuAsfyAsfy曲线应力图曲线应力图等效矩形应力图等效矩形应力图xcx2）等效矩形应力图形等效矩形应力图形 极极限限弯弯矩矩时时，受受

23、压压区区混混凝凝土土压压应应力力图图形形为为曲曲线线形形，为为了了简简化化计算，采用等效矩形应力图形代替曲线图形。计算，采用等效矩形应力图形代替曲线图形。替换原则：替换原则：(1)合力大小不变合力大小不变(2)作用点位置不作用点位置不变变fc1fc规范规范规定：规定：当混凝土强度等级当混凝土强度等级C50C50时时，1=1.0；1=0.8；混凝土强度等级为混凝土强度等级为C80时，时，1=0.94；1=0.74；介于两者之间按线性插入法确定。介于两者之间按线性插入法确定。3.2.2 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的计算单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的计算1）截面设计已知弯矩设计值M，而材料

24、的强度等级、截面尺寸均须选择，因此未知数有fy、fc、b、h(或ho)、As和x首先选择材料种类和强度等级首先选择材料种类和强度等级混凝土：混凝土：规范规范规定钢筋砼结构不应低于规定钢筋砼结构不应低于C20C20当采用当采用HRB400HRB400和和RRB400RRB400时，砼不宜低于时，砼不宜低于C25C25梁：HRB400HRB400、HRB500HRB500 、HRBF400HRBF400、HRBF500HRBF500或或HRB335HRB335级、级、RRB400RRB400板：HRB400HRB400 、HRB335HRB335级和级和HPB300HPB300其次确定截面尺寸正截

25、面承载力基本公式的建立正截面承载力基本公式的建立bhh0As单筋矩形截面单筋矩形截面xT=fyAsu 1fc截面等效应力截面等效应力C=1fcbx重点重点2 2）适用条件）适用条件注意注意2 2）适用条件）适用条件（1 1）不超筋）不超筋（2 2）不少筋）不少筋重点重点有明显屈服点钢筋配筋时的有明显屈服点钢筋配筋时的x xb限值限值规范规范规定的界限受压区高度规定的界限受压区高度x xb限值限值钢筋种类钢筋种类C50C50C60C60C70C70C80C80HPB300HPB3000.576(0.410)0.576(0.410)H HR RB335B335HRBF335HRBF3350.550

26、(0.399)0.550(0.399)0.531(0.3900.531(0.390)0.512(0.3810.512(0.381)0.493(0.3710.493(0.371)HRB400HRB400HRBF400HRBF400RRB400RRB4000.518(0.384)0.518(0.384)0.499(0.3740.499(0.374)0.481(0.3650.481(0.365)0.463(0.3560.463(0.356)HRB500HRB500HRBF500HRBF5000.482(0.366)0.482(0.366)0.464(0.3560.464(0.356)0.447(0.

27、3470.447(0.347)0.429(0.3370.429(0.337)梁的截面设计：已知：M、fc、fy、b、h。求：As其计算步骤如下：求出x判别是否超筋。判别是否超筋。xxb bh ho o，为适筋梁，否则属超筋梁为适筋梁，否则属超筋梁若为超筋梁，应加若为超筋梁，应加大截面尺寸，或提高混凝土强度等级，大截面尺寸，或提高混凝土强度等级，或改为或改为双筋截面双筋截面重新计算重新计算若为适筋梁，若为适筋梁，求出纵向受拉钢筋截面面积求出纵向受拉钢筋截面面积A As s梁的截面设计：已知：M、fc、fy、b、h。求：As其计算步骤如下：根据计算的根据计算的A As s，查附录，查附录A A，选

28、择钢筋的直径和根数，并复，选择钢筋的直径和根数，并复核构造要求。用实际配筋的钢筋面积核构造要求。用实际配筋的钢筋面积A As s验算最小配筋率验算最小配筋率minmin选配钢筋，并验算最小配筋率选配钢筋，并验算最小配筋率minmin 应适当减小截面尺寸应适当减小截面尺寸，或，或按最小配筋率进行配筋按最小配筋率进行配筋若若A As sh f/h0 0.05当当h f/h0 hf (图b)，受压区面积为T形。(a)(b)h fhb fb fxh fxbbASASh此时的平衡状态可以作为第一,二类T形截面的判别条件：两类T型截面的界限状态是 x=hfh fh0 h f/2fcb fhb x=h f中

29、和轴中和轴判别条件：截面复核时:截面设计时:1）第一类第一类T T形截面形截面与与bf h的矩形截面相同的矩形截面相同（2）适用条件3.基本计算公式及适用条件基本计算公式及适用条件为防止超筋破坏为防止少筋破坏注意（1）计算公式 b fbxh0hhfAsfch0 h f/2fc(b f b)h fAs1fyM1fcfcbxh0 x/2As2fyM2fcfc(b f b)h ffcbxMAsfyb fbxAs2h0hb fbxAs1h0h2 2）第二类第二类T T形截面形截面2）第二类T形截面的计算公式（2）适用条件（1）计算公式为防止超筋破坏为防止少筋破坏M=M1+M2As=As1+As24.基

30、本公式的应用截面设计截面复核 1）截面设计解解:首先判断首先判断T形截面的类型形截面的类型:然后利用两类然后利用两类T型截面的公式进行计算。型截面的公式进行计算。已知：已知：M,b,h,bf,hf,fc,fy 求：求：As 2）截面复核首先判别T形截面的类型:计算时由Asfy 与1fcbf hf比较。然后利用两类T形截面的公式进行计算。已知：b,h,bf,hf,fc,fy,As求：Mu3.3 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算正截面破坏正截面破坏斜截面破坏斜截面破坏弯矩和剪力弯矩和剪力引起的斜裂缝引起的斜裂缝3.3.1 受弯构件斜截面的受剪性能和破坏形态受弯构件斜截面的受剪性能和

31、破坏形态13.3.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算受弯构件斜截面受剪承载力计算233.3 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算3.3.3 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3.3.1 受弯构件斜截面承载力的实验研究受弯构件斜截面承载力的实验研究斜裂缝产生的机理斜裂缝产生的机理产生产生第一条第一条斜裂缝斜裂缝 出现新出现新斜裂缝斜裂缝 临界临界斜裂缝斜裂缝 斜截面破坏斜截面破坏纯弯段纯弯段临界斜裂缝临界斜裂缝受弯构件斜截面破坏时，沿一条主要裂缝发生破坏。受弯构件斜截面破坏时，沿一条主要裂缝发生破坏。防止受弯构件发生斜截面破坏的措施防止受弯构件发生斜截面破坏的

32、措施1.1.截面尺寸；截面尺寸；2.2.配置箍筋和弯起钢筋（统称为腹筋）配置箍筋和弯起钢筋（统称为腹筋）2.受弯构件斜截面的破坏形式受弯构件斜截面的破坏形式 受弯构件斜截面的受剪破坏形态主要取决于箍筋的数量和剪跨比受弯构件斜截面的受剪破坏形态主要取决于箍筋的数量和剪跨比剪跨比剪跨比aPP斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏三种破坏三种破坏2.受弯构件斜截面的破坏形式受弯构件斜截面的破坏形式 斜拉破坏：斜拉破坏：aPP(a)产生条件产生条件 3，或箍筋配置较少，或箍筋配置较少破坏特点破坏特点n斜裂缝斜裂缝一出现一出现，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸

33、到集中荷载作用点处。因腹筋数量过少，所以腹筋应力到集中荷载作用点处。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，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梁斜向被拉裂成两部分而突然破坏然破坏。aPP2.受弯构件斜截面的破坏形式受弯构件斜截面的破坏形式 斜压破坏：斜压破坏：产生条件产生条件1，或箍筋配置较多，或箍筋配置较多破坏特点破坏特点 在在集集中中荷荷载载与与支支座座之之间间的的梁梁腹腹部部，出出现现一一些些大大体体相相互互平平行行的的斜斜裂裂缝缝，随随着着荷荷载载的的增增加加，这这些些斜斜裂裂缝缝将将混混凝凝土土分分割割成成

34、斜斜向向的的受受压压短短柱柱，在在箍箍筋筋应应力力没没达达到到屈屈服服之之前前，梁梁因因斜斜压压混混凝凝土土柱柱体体被被压压碎碎而而破破坏坏，故故称为斜压破坏；称为斜压破坏；aPP2.受弯构件斜截面的破坏形式受弯构件斜截面的破坏形式 剪压破坏：剪压破坏：产生条件产生条件1 800mm时时取取60 Vsb=0.8fy Asb sin同一弯起截面弯起钢筋的截面面积。同一弯起截面弯起钢筋的截面面积。弯起钢筋抗拉强度设计值弯起钢筋抗拉强度设计值VuVcVsvVsb斜斜压压破破坏坏主主要要由由腹腹板板宽宽度度，梁梁截截面面高高度度及及混混凝凝土土强强度度决决定。定。最小截面尺寸的最小截面尺寸的限制限制。

35、3.计算公式的适用条件计算公式的适用条件 1）防止斜压破坏的条件）防止斜压破坏的条件 一般梁一般梁 薄腹梁薄腹梁按线性内插法确定按线性内插法确定 规范规范规定：矩形、规定：矩形、T形、工字形截面的受弯构件，其受剪形、工字形截面的受弯构件，其受剪截面的限制条件：截面的限制条件：hw的取值：的取值：h0h0h0hfhwhhfhfhw(a)hw=h0(b)hw=h0 h f(c)hw=h0 h f hf 混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级C50时，时，当混凝土强度等级为当混凝土强度等级为C80时，时，hw截面的腹板高度截面的腹板高度最小配箍率最小配箍率 最小配箍

36、率的限制最小配箍率的限制 2)防止斜拉破坏的条件防止斜拉破坏的条件剪剪力力作作用用效效应应沿沿梁梁长长是是变变化化的的，截截面面的的抗抗剪剪能能力力沿沿梁梁长长也也是是变变化化的的。在在剪剪力力或或抗抗剪剪能能力力变变化化处处应应该该计计算算。应应选选剪剪力力设设计计值值最最大大的的危危险险截截面面或或受剪承载力较为薄弱受剪承载力较为薄弱的截面。的截面。s1s2原原 则：则：4.斜截面受剪承载力的计算截面位置斜截面受剪承载力的计算截面位置如图示如图示 斜截面计算部位：斜截面计算部位：支座边缘截面处；支座边缘截面处；受拉区弯起钢筋弯起点受拉区弯起钢筋弯起点(下弯点下弯点)；箍筋直径或间距改变处；

37、箍筋直径或间距改变处；截面宽度改变处。截面宽度改变处。1-14-43-32-2计算截面处的剪力设计值的取用计算截面处的剪力设计值的取用原则：原则：取相应截面上的取相应截面上的最大剪力值最大剪力值smaxsmax1 1、从支座算起，第一排弯起钢筋取支座边缘处的剪力值；、从支座算起，第一排弯起钢筋取支座边缘处的剪力值；3 3、箍筋的间距及前一排弯起钢筋的弯起点至后一排弯起钢筋弯终点、箍筋的间距及前一排弯起钢筋的弯起点至后一排弯起钢筋弯终点的距离符合箍筋的最大间距要求的距离符合箍筋的最大间距要求2 2、以后每一排弯起钢筋取前一排弯起钢筋弯起点处的剪力值；以后每一排弯起钢筋取前一排弯起钢筋弯起点处的剪

38、力值；4 4、靠近支座的弯起钢筋的弯终点的距支座边缘的距离满足、靠近支座的弯起钢筋的弯终点的距支座边缘的距离满足Smax,且且50mm，一般取，一般取50mm。截面设计的步骤截面设计的步骤求内力，绘制剪力图求内力，绘制剪力图验算是否满足截面限制条件验算是否满足截面限制条件验算是否按计算配腹筋验算是否按计算配腹筋计算腹筋计算腹筋已知已知:截面尺寸和材料强度截面尺寸和材料强度等，求箍筋和弯起钢筋。等，求箍筋和弯起钢筋。否否按构造和最小按构造和最小配箍率配筋配箍率配筋是是5.斜截面受剪承载力的计算方法和步骤斜截面受剪承载力的计算方法和步骤3.3.3 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

39、的构造要求斜截面受剪破坏斜截面受剪破坏斜截面受弯破坏斜截面受弯破坏通过抗剪计算满足受剪承载力的要求通过抗剪计算满足受剪承载力的要求通过构造要求保证受弯承载力的要求通过构造要求保证受弯承载力的要求 规范规范对纵向受拉钢筋正确的弯起和截断的位置，以对纵向受拉钢筋正确的弯起和截断的位置，以及对纵向钢筋的锚固等构造要求作出相应规定，这些构造及对纵向钢筋的锚固等构造要求作出相应规定，这些构造措施都是通过绘制正截面的抵抗弯矩图予以判断。措施都是通过绘制正截面的抵抗弯矩图予以判断。1.抵抗弯矩图的概念（材料图）抵抗弯矩图的概念（材料图）是是指指按按实实际际配配置置的的纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋所所绘绘制制的的

40、梁梁上上各各正正截截面所能承担弯矩的图形面所能承担弯矩的图形(简称简称M MR R图图)。抵抗弯矩图抵抗弯矩图纵向受力钢筋沿梁长不变化时的抵抗弯矩图的作法纵向受力钢筋沿梁长不变化时的抵抗弯矩图的作法 acbdAB跨中最大弯矩计算，需配纵筋跨中最大弯矩计算，需配纵筋 225+222 125 1 22 1 25 1 221 12 23 34 4p 如如果果全全部部纵纵筋筋沿沿梁梁长长直直通通，并并在在支支座座处处有有足足够够锚锚固固长长度度时时，则则沿沿梁梁全全长长各各个个正正截截面面抵抵抗抗弯弯矩矩的的能能力力相相等等，因因而而梁梁抵抵抗抗弯弯矩图为矩形矩图为矩形abcdabcd纵向受力钢筋沿梁

41、长不变化时的抵抗弯矩图的作法纵向受力钢筋沿梁长不变化时的抵抗弯矩图的作法 acbdAB跨中最大弯矩计算，需配纵筋跨中最大弯矩计算，需配纵筋 225+222 125 1 22 1 25 1 221 12 23 34 4p 如如果果全全部部纵纵筋筋沿沿梁梁长长直直通通，并并在在支支座座处处有有足足够够锚锚固固长长度度时时，则则沿沿梁梁全全长长各各个个正正截截面面抵抵抗抗弯弯矩矩的的能能力力相相等等，因因而而梁梁抵抵抗抗弯弯矩图为矩形矩图为矩形abcdabcd充分利用点充分利用点理论截断点理论截断点指某根钢筋按正截面承载力计算被充分利用的截面位置指某根钢筋按正截面承载力计算被充分利用的截面位置 某根

42、钢筋按正截面承载力计算不再需要的截面称该根钢筋的某根钢筋按正截面承载力计算不再需要的截面称该根钢筋的理论截断点理论截断点 弯起钢筋抵抗弯矩图的绘制弯起钢筋抵抗弯矩图的绘制在简支梁设计中，一般不宜在在简支梁设计中，一般不宜在跨中截面将纵筋截断，而是在跨中截面将纵筋截断，而是在支座附近将纵筋弯起抗剪。支座附近将纵筋弯起抗剪。弯起点至充分利用点间的弯起点至充分利用点间的距离距离S1应大于或等于应大于或等于h0/2该斜线段始于钢筋弯起点，该斜线段始于钢筋弯起点，终止于弯起钢筋与梁轴线的终止于弯起钢筋与梁轴线的交点，交点，M MRiRi从上向下的排列顺序依次为：从上向下的排列顺序依次为：从支座向跨中移动

43、遇到的纵向钢从支座向跨中移动遇到的纵向钢筋和弯起钢筋的顺序，筋和弯起钢筋的顺序，abABFfHhEeGgMRij 在简支梁设计中，一般不宜在在简支梁设计中，一般不宜在跨中截面将纵筋截断，而是在跨中截面将纵筋截断，而是在支座附近将纵筋弯起抗剪支座附近将纵筋弯起抗剪。125 122 125 122弯起点至充分利用弯起点至充分利用点间的距离点间的距离s1应应大于或等于大于或等于h0/2 s1h0/21 1）保证正截面受弯承载力）保证正截面受弯承载力 MRM2 2）保证斜截面受剪承载力）保证斜截面受剪承载力 V VU U计算计算3 3）保证斜截面受弯承载力）保证斜截面受弯承载力p弯起点至充分利用点间的

44、距离弯起点至充分利用点间的距离s1应大于或等于应大于或等于h0/2p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 弯筋与梁纵弯筋与梁纵轴的交点应位于轴的交点应位于理论截断点以外理论截断点以外2.纵向钢筋的弯起纵向钢筋的弯起而负弯矩钢筋可在设计图以外切断。而负弯矩钢筋可在设计图以外切断。3.纵筋钢筋的截断纵筋钢筋的截断 不可截断的钢筋：不可截断的钢筋：梁跨中承受正弯矩的纵筋不宜在受拉区截断；梁跨中承受正弯矩的纵筋不宜在受拉区截断；可以截断的钢筋：可以截断的钢筋：原因原因截断点位置应满足的条件截断点位置应满足的条件保证该钢筋截断后斜截面仍有足

45、够的受弯承载力保证该钢筋截断后斜截面仍有足够的受弯承载力保证被截断的钢筋有一定的粘结锚固长度。保证被截断的钢筋有一定的粘结锚固长度。M 图V 图0.07fcbh0abcd 20d 1.2la+h01.2la+h020d20d实际延伸长度实际延伸长度 20d(从不需要点起算从不需要点起算)1.2la+h0(从充分利用点起算从充分利用点起算)4.纵向钢筋在支座处的锚固纵向钢筋在支座处的锚固 为了保证钢筋混凝土构件正常可靠地工作，防止纵筋在支座为了保证钢筋混凝土构件正常可靠地工作，防止纵筋在支座处被拔出而导致构件发生沿斜截面的弯曲破坏。处被拔出而导致构件发生沿斜截面的弯曲破坏。规范规范对钢筋对钢筋混

46、凝土梁、板中的纵向受力钢筋伸入梁支座内的锚固长度应满足混凝土梁、板中的纵向受力钢筋伸入梁支座内的锚固长度应满足构造要求。构造要求。1）梁端纵筋的锚固）梁端纵筋的锚固当时：当时：带肋肋钢筋筋 光面光面钢筋筋 A.在梁端将纵向受力钢筋上弯在梁端将纵向受力钢筋上弯；B.在纵筋端部加焊横向锚固钢筋在纵筋端部加焊横向锚固钢筋或锚固钢板；或锚固钢板；C.将钢筋端都焊接在梁端的预埋将钢筋端都焊接在梁端的预埋件上。件上。锚固长度不符合规定时，应采取下述锚固措施：（伸入支座水锚固长度不符合规定时，应采取下述锚固措施：（伸入支座水平长度不应小于平长度不应小于5d）5.箍筋的构造要求箍筋的构造要求1）箍筋的形式箍筋

47、的形式 (a)开口式开口式 (b)封封闭式式 一般均一般均应采用封采用封闭式，式，特特别是当梁中配置有受是当梁中配置有受压钢筋筋时。箍筋一般采用箍筋一般采用135度弯钩，度弯钩，平直段长度不应小于平直段长度不应小于5d和和50mm。b400b400b400受压钢筋箍筋的肢数箍筋的肢数梁内一般采用双肢箍筋梁内一般采用双肢箍筋(n=2)。当梁的宽度大于当梁的宽度大于400mm400mm，且一层内的纵向受压钢筋多于，且一层内的纵向受压钢筋多于3 3根时，或当梁的宽度小于根时，或当梁的宽度小于400mm400mm，但一层内的纵向受压钢筋，但一层内的纵向受压钢筋多于多于4 4根时，应设置复合箍筋（根时，

48、应设置复合箍筋（4 4肢箍）。肢箍）。梁宽度梁宽度150mm，可采用单肢箍筋，可采用单肢箍筋(n=1)。箍筋的直径箍筋的直径 箍筋一般推荐采用箍筋一般推荐采用HRB335级（可获得较好的经济效益），目级（可获得较好的经济效益），目前较多采用前较多采用HPB235级钢级钢。规范规范规定截面高度规定截面高度800的梁，箍筋直径不宜小于的梁，箍筋直径不宜小于8mm。截面高度截面高度800的梁，箍筋直径不宜小于的梁，箍筋直径不宜小于6mm。梁内配有纵向受压钢筋时，箍筋直径不应小于纵向受压梁内配有纵向受压钢筋时，箍筋直径不应小于纵向受压钢筋最大直径的钢筋最大直径的0.25倍。倍。箍筋的箍筋的间距距见表见

49、表3.8。间距不应大于间距不应大于15d(d为纵向受压钢筋的最小直径为纵向受压钢筋的最小直径)，同时不应，同时不应大于大于400mm；当一层内的纵向受压钢筋多于当一层内的纵向受压钢筋多于5根且直径大于根且直径大于18mm时，时，箍筋间距不应大于箍筋间距不应大于10d；高度高度为150300mm：端部各端部各14跨度范周内跨度范周内设置箍筋，但置箍筋，但当梁的中部当梁的中部12跨度范跨度范围内有集中荷内有集中荷载作用作用时，则应沿梁的沿梁的全全长配置箍筋配置箍筋 箍筋的箍筋的设置置高度小于高度小于150mm：可不可不设箍筋。箍筋。高度大于高度大于300m：全长设置箍筋全长设置箍筋 6.弯起钢筋的

50、构造要求弯起钢筋的构造要求 弯起钢筋的弯起角度一般为弯起钢筋的弯起角度一般为45，当梁截面高度，当梁截面高度h大于大于800mm时，可为时，可为60。位于梁侧的底层钢筋不应弯起。位于梁侧的底层钢筋不应弯起。绑扎钢筋混凝土梁中，承受剪力的钢筋应优先采用绑扎钢筋混凝土梁中，承受剪力的钢筋应优先采用箍筋箍筋。v 弯起钢筋的末端应留有直线段，其长度在受拉区不应弯起钢筋的末端应留有直线段，其长度在受拉区不应小于小于20d，在受压区不应小于在受压区不应小于10d，对于光面钢筋，在其末对于光面钢筋，在其末端还应设置弯钩。端还应设置弯钩。v 当纵向钢筋不能在所需要的地方弯起，或虽有箍筋及当纵向钢筋不能在所需要