钢筋混凝土结构设计构件斜截面受剪性能与设计.pptx

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1、n 梁的箍筋和弯起钢筋梁的箍筋和弯起钢筋 纵向受拉钢筋箍筋弯起钢筋架立钢筋n 斜截面的概念斜截面的概念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，并可能沿斜截面发生破坏。这种破坏往往比较突然，缺乏明显的预兆。因此，必须保证构件的斜截面承载力。腹筋第1页/共69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p 梁沿斜截面破坏的主要形态第2页/共69页n 斜裂缝形成前的应力状态斜裂缝形成前的应力状态7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能PPbhh0弯矩图剪力图弯剪段第3页/共69页n 斜裂缝形成前的应力状态斜裂缝形成前的应力状态7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能p 在弹性阶

2、段p 弹性阶段的应力分析bhy0主拉应力 主压应力 主应力与纵轴夹角 第4页/共69页n 斜裂缝形成前的应力状态斜裂缝形成前的应力状态7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能PPstt111stpscp45ostp2scp45o2t2s2stp3scp45o123II3t3s3主拉应力迹线主压应力迹线第5页/共69页n 斜裂缝斜裂缝的的形成形成7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能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 弯剪区段截面下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，

3、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6页/共69页PPn 斜裂缝形成斜裂缝形成后后的应力状态的应力状态7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能ZMAMBDCCSVdAa纵筋的销栓作用 a骨料咬合力p 截面的平衡方程第7页/共69页n 斜裂缝形成斜裂缝形成后后的的梁梁应力状态应力状态的变化的变化7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能p 斜裂缝出现前，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

4、，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8页/共69页n 剪跨比剪跨比7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 梁的受剪性能与截面上的 s 和 t 的相对比值有关。p 矩 形 截面梁的广义剪跨比 l a a1M=V1AB2M=V2VAB

5、VaAF23F1 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9页/共69页n 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 剪压破坏 n 当梁的剪跨比适当（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10页/共69页n 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 斜压破坏的特点n 斜裂缝首先

6、在梁腹部出现；n 随着荷载的增加，斜裂缝一端 朝支座另一端朝荷载作用点发 展，梁腹部被这些斜裂缝分割 成若干个倾斜的受压柱体；n 梁是因为斜压柱体被压碎而破 坏，故称为斜压破坏；n 破坏时与斜裂缝相交的箍筋应 力达不到屈服强度，梁的受剪 承载力主要取决于混凝土斜压 柱体的受压承载力。F第11页/共69页n 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 剪压破坏的特点n 弯剪段下边缘先出现初始垂直裂缝；n 随着荷载的增加，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

7、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12页/共69页n 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 斜拉破坏的特点n 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作用点处。n 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。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

8、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13页/共69页n 简支梁斜截面受剪机理简支梁斜截面受剪机理7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能FTp 无腹筋梁(剪跨 a 较大时)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14页/共69页7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 无腹筋梁(剪跨比13时)的拱传力模型 FFFFn 主要内力通过临界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

9、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15页/共69页7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 有腹筋梁的桁架与拱复合传递机构VuVuVuVun斜裂缝间齿状体混凝土有如斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压斜压腹杆腹杆n箍筋的作用有如箍筋的作用有如竖向拉杆竖向拉杆n临界斜裂缝临界斜裂缝上部及受压区上部及受压区混凝土混凝土相当于相当于受压弦杆受压弦杆n纵筋相当于纵筋相当于下弦拉杆下弦拉杆n箍筋将齿状体混凝土传来的荷载箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆，增加了混凝土悬吊到受压弦杆，增加了混凝土传递受压的作用传递受压的作用n斜裂缝间的

10、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16页/共69页n 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7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 剪跨比 ln 剪跨比反映了截面上正应力 和剪应力 的相对关系；n 剪跨比很小时，发生斜压破坏；n 剪跨比较大时，发生斜拉破坏；n 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17页/共69页n 影响斜截面受剪承载力的主要因素

11、影响斜截面受剪承载力的主要因素7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 混凝土强度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18页/共69页n 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7.2.2

12、有腹筋简支梁的受剪性能p 箍筋的配筋率rsv和箍筋强度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19页/共69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p 梁沿斜截面破坏的主要形态第20页/共69页n 按桁架模型推导的受剪承载力公式按桁架模型推

13、导的受剪承载力公式qzzcosqa fcVuVuqzsVu第21页/共69页n 三种主要破坏形态的抵抗方法三种主要破坏形态的抵抗方法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；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22页/共69页n 三种主要破坏形态的抵抗方法三种主要破坏形态的抵抗方法p 斜截面的受剪承载力的组成 Vu=Vc+Vsv+Vsb+Vd+Va DC

14、CVdVuasvasassbp 破坏截面的位置和倾角及剪压区面积难以确定，剪压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，第23页/共69页n 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Vcsp Vcs/bh0与砼抗拉强度ft和配箍 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)Vc/(bh0)(N/mm2)l=3,n=453.02.0ah=2.0f

15、=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24页/共69页n 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Vcsp 情况一：矩形、T形和I形截面一般受弯构件受剪承载力计算0.00.01.02.03.00.54.01.51.0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25页/共69页n 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力

16、仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力Vcsp 情况二：集中荷载作用下的矩形、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3.01.00.00.04.03.02.07.06.05.09.08.00.51.01.52.02.53.03.5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26页/共69页VuassAsvAsb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

17、 45；当梁截面较高时，可取 60；应力不均匀折减系数。n 弯起钢筋的受剪承载力n 配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力一般情况集中荷载，独立梁第27页/共69页n 公式的上限公式的上限截面尺寸限制条件截面尺寸限制条件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。n 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强度和截面尺寸。压强度和截面尺寸。n 防防止止斜斜压压破破坏坏的的截截面面限限制制条条件：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28页/共69页n 公

18、式的公式的下下限限构造配箍条件构造配箍条件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范规规定定了箍筋的最小配筋率，即了箍筋的最小配筋率，即n 斜截面受剪承载力的下限值斜截面受剪承载力的下限值Vu,min第29页/共69页p 当满足下列要求时，箍筋的构造要求 对矩形、T形和I形截面梁对集中荷载作用下的矩形、T形和I形截面独立梁n 箍筋的构造要求箍筋的构造要求梁截面高度梁截面高度h最

19、最 大大 间间 距距最最 小小 直直 径径V0.7ft bh0V0.7ft bh0150h3001502006300h5002003006500h8002503506h8003004008p 当不满足以上两式时，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30页/共69页p 受力特点n 有正负两个方向的弯矩并存在一个反弯点n 受剪承载力降低p 影响受剪承载力的主要参数n 弯矩比z=|M-|/|M+|粘结裂缝斜裂缝a负弯矩区理论反弯点DcDs正弯矩区TMT1T2Dcp 受剪承载力降低的原因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

20、 均布荷载作用下第31页/共69页p 厚板定义n 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。p 厚板受剪的特点n 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。n 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32页/共69页p 计算截面的确定p 设计计算p 算例第33页/共69页n 计算截面的确定计算截面的确定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

21、面积或间距改变处腹板宽度改变处的截面。n 剪力计算值的取法剪力计算值的取法V1V2V3V1V2第34页/共69页n 截面设计的步骤截面设计的步骤求内力，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。否按构造和最小配箍率配筋是第35页/共69页p 计算截面的确定p 设计计算p 算例第36页/共69页n 问题的提出问题的提出JCfy AsvCJVfy(As-Asb)fy Asbzsvzzsbp 斜截面上所有力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

22、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。McMmax第37页/共69页n 抵抗弯矩图抵抗弯矩图又称又称材料图材料图，它是按梁实际配置的纵向受力钢筋，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的弯矩图形。所确定的各正截面所能抵抗的弯矩图形。acbdABn 纵向受力钢筋沿梁长不变化时的抵抗弯矩图纵向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

23、长直通，并在支座处有足够锚固长度时，则沿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p 理论截断点第38页/共69页acbdABn 纵筋弯起时的抵抗弯矩图纵筋弯起时的抵抗弯矩图 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39页/共69页n 纵筋被截断时的抵抗弯矩图纵筋被截断时的抵抗弯矩图2C181C161C1

24、6设计弯矩图抵抗弯矩图p 但是，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40页/共69页7.5.2 纵筋的弯起n 保证正截面受弯承载力保证正截面受弯承载力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p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

25、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41页/共69页7.5.2 纵筋的弯起n s1h0/2的原因的原因BAJCHOzsbzaAs-AsbasAsbVBACOCzasfyAsaVas1+zcotaszsbAsbzAss1对O点力矩平衡条件得正截面CC受弯承载力斜截面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42页/共69页7.5.2 纵筋的截断n 支座负弯矩钢筋的截断支座负弯矩钢筋的截断ad20l1.220d0h或0a1.2h+l(c)p 当V0.7ftb

26、h0时p 当V0.7ftbh0时01.3h或20d+1.7h1.2la0p 负弯矩区相对长度较大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43页/共69页p 受剪承载力计算p 基本构造规定p 斜截面抗裂控制条件第44页/共69页n 截面尺寸限制条件截面尺寸限制条件(c)n 斜

27、截面抗裂控制条件斜截面抗裂控制条件p 当 4.0时，应满足 p 当 6.0时，应满足 p 当4 hw/b 6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45页/共69页7.6.2 受剪承载力计算n 矩矩形形、T形形和和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作作用用下下，当当配配有有竖竖向向分分布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：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

28、：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来满足受剪承载力要求。级来满足受剪承载力要求

29、。第46页/共69页7.6.3 基本构造规定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p腹板宽度腹板宽度b不应小于不应小于140mm，混凝土强度等级不应低于，混凝土强度等级不应低于C20p当当l0/h 1时，时，h/b不宜大于不宜大于25；当；当l0/h 1时，时，l0/b 不宜大于不宜大于25。n 纵向受拉钢筋的布置与锚固纵向受拉钢筋的布置与锚固n 深梁的水平和竖向分布钢筋及拉筋深梁的水平和竖向分布钢筋及拉筋0.4hl0Sh0.4hSvhb0.2h下部纵筋及其弯折锚固 水平及竖向分布钢筋 拉筋 第47页/共69页7.6.3 基本构造规定0.4l00.4h0.4 h0.2h0.4h0

30、.4h0.4h0.4l0水平分布钢筋 下部纵筋竖向分布钢筋 支座截面上部附加水平钢筋钢筋种类钢筋种类纵向受拉钢筋纵向受拉钢筋水平分布钢筋水平分布钢筋竖向分布钢筋竖向分布钢筋HPB2350.250.250.20HRB335，HRB400，RRB4000.200.200.15n 深梁中钢筋的最小配筋率深梁中钢筋的最小配筋率第48页/共69页p 偏心构件的斜截面受剪承载力计算p 框架柱双向受剪承载力计算p 剪力墙的斜截面受剪承载力计算第49页/共69页7.7.1 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算n 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0.70.100.080.160.240.5 0.

31、60.2 0.3 0.41.00.8 0.9n 矩形、矩形、T T形和形和I I形截面偏心受压构件的斜截面受剪承载力形截面偏心受压构件的斜截面受剪承载力n 圆形截面受弯构件和偏心受压构件的斜截面受剪承载力圆形截面受弯构件和偏心受压构件的斜截面受剪承载力p可直接采用配置箍筋的矩形截面受弯构件和偏心受压构件的受剪承载可直接采用配置箍筋的矩形截面受弯构件和偏心受压构件的受剪承载力公式，其中力公式，其中b用用1.76r代替，代替，h0可用可用1.6r代替。代替。第50页/共69页n试验表明，当轴向拉力先作用于构件上时，构件将产生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

32、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 适用条件第51页/共69页n矩形截面柱双向受剪性能x hyVobVyVxux yoVyVxuVuxVuyp试验结果表明，矩形截面柱在两个主轴方向同时受剪时，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关系作用斜向剪力的矩形柱第52页/共69页n双向受剪承载力计算x yoVy

33、VxuVuxVuy矩形截面双向受剪框架柱的斜截面受剪承载力计算公式 第53页/共69页n双向受剪承载力计算的截面复核问题n双向受剪承载力计算的截面设计问题可得第54页/共69页n截面尺寸限制条件和构造配箍条件p 两个方向受剪承载力的上限值分别为 p 双向受剪时的截面尺寸限制条件 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55页/共69页n剪力墙可能出现的斜截面剪切破坏形态7.7.4 剪力墙的斜截面受剪承载力计算p 斜拉破坏剪压破坏斜压破坏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

34、载力第56页/共69页p 板的冲切破坏p 板的受冲切承载力计算p 配筋构造要求第57页/共69页n板的冲切破坏7.1 板的冲切破坏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58页/共69页n

35、不配置抗冲切钢筋的板7.2 板的受冲切承载力计算Flh0h0h0/2Nh0qh0h0/2p局部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59页/共69页n配置抗冲切钢筋的板7.8.2 板的受冲切承载力计算p当配置箍筋时p当配置弯起钢筋时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 弯起钢筋与板底面的夹角 第60页/共69页n板的受冲切

36、截面限制条件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抗冲切钢筋板的最大承载力，其值为不配置抗冲切钢筋板的1.5倍。第61页/共69页架立钢筋 箍筋 弯起钢筋 45oh0/3 50h0h1.5h01.5h01.5h045o20d30o40o302h/3h/2n配筋构造要求p箍筋应做成封闭式，直径不应小于6mm，间距不应大

37、于h0/3。p弯 筋 的 弯 起 角 在3045之间；倾斜段应与冲切破坏锥面相交，其交点应在集中荷载作用面或柱截面边缘以外（1/22/3）h范围内。弯筋直径不宜小于12mm，且每一方向不宜少于3根。p 配置抗冲切钢筋的板的厚度不应小于150mm。第62页/共69页n斜截面受剪承载力验算位置p 简支梁和连续梁近边支点梁段ch/2chhn距支座中心h/2处截面n受拉区弯起钢筋弯起点处截面n纵向钢筋开始不受力处的截面n箍筋数量或间距改变处的截面n构件腹板宽度变化处的截面3-32-21-15-54-4p 连续梁和悬臂梁近中间支点梁段n支点横隔梁边缘处的截面n变高度梁高度突变处截面n参照简支梁的要求，需

38、要进行验算的截面6-67-7第63页/共69页n基本计算公式p 斜截面受剪承载力计算公式是基于剪压破坏模式建立的p 公路桥规规定的设计表达式p 上式是一个半理论半经验公式，应用时必须按规定的计量单位代入数 值，而计算得到斜截面受剪承载力的计量单位为kN。第64页/共69页n适用条件p 截面限制条件p 构造配筋条件n斜截面水平投影长度p 斜截面水平投影长度 c 是指从纵向钢筋与斜截面底端相交点至斜截面受压端距离的水平投影长度。p 其值与斜截面受压端正截面的有效高度和剪跨比m有关。p 水平投影长度的计算方法第65页/共69页绘制构件的设计剪力包络图 确定箍筋数量确定弯起钢筋数量hh/245Asb1

39、Asb2AsbiVsb1Vsb2Vsbil/2简支梁和连续梁近边支点梁段45Asb1Asb2Asbil/2Vsb1Vsb2Vsbi连续梁和悬臂梁近中支点梁段变高度连续梁和悬臂梁近中支点梁段Asb1Asb2AsbiVsb1Vsb2Vsbil/2AsbfVsbfa第66页/共69页n斜截面受弯承载力C简支梁和连续梁近边支点梁段zsvZsbfsvAsvfsdAsfsdAsbzsxousVcD连续梁和悬臂梁近中支点梁段xzsfsdAsCzsvoVcDfsdAsbusp 斜截面受弯设计表达式p按上式验算斜截面受弯承载力时，应在验算截面处，自下而上沿斜向取几个不同角度的斜截面，按下式试算确定最不利的斜截面

40、位置（受弯承载力最小）：p斜截面受压端受压区高度x，按斜截面内所有力对构件纵轴投影之和为零的平衡条件确定。第67页/共69页n钢筋的构造要求p 纵向钢筋在支座处的锚固n钢筋混凝土梁的支点处，应至少有两根且不少于总数1/5的下层受拉主钢筋通过。p 纵向钢筋在梁跨间的截断与锚固n梁内纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断；n如需截断时，应从充分利用点至少延伸（la+h0）；n纵向受压钢筋如在跨间截断时，应延伸至理论截断点外至少15d。p 纵向受拉钢筋的弯起位置n应设在充分利用点以外不小于 h0/2处。p 箍筋的构造要求n梁中应设置直径不小于8mm且不小于1/4主筋直径的箍筋；n间距1/2hb，400mm；当所箍钢筋为按受力需要的纵向受压钢筋时，不应大于所箍钢筋直径的15倍，且不大于400mm。第68页/共69页感谢您的观看。第69页/共69页