《受弯构件斜》PPT课件.ppt

第4章 受弯构件的斜截面承载力,河南大学土木建筑学院土木工程系贺东青,混凝土结构设计原理,第4章 受弯构件斜截面承载力,主要内容：,受弯构件受剪性能的试验研究 斜截面受剪承载力计算 构造要求,重点：,受弯构件受剪性能的试验研究 斜截面受剪承载力计算,腹筋的作用 箍筋： 提高斜截面受剪承载力； 与纵筋绑扎，形成钢筋骨架 便于施工； 防止纵筋过早压曲，约束核心混凝土。 弯起钢筋： 由纵筋弯起形成 承受较大的剪力。,第4章 受弯构件斜截面承载力,4.1 概述,梁的箍筋和弯起钢筋,1 无腹筋简支梁的受剪性能 斜裂缝形成以前的应力状态,第4章 受弯构件斜截面承载力,4.2 受弯构件受剪性能的试验研究,斜裂缝出现前的应力状态,第4章 受弯构件斜截面承载力,2斜裂缝形成以后,斜裂缝出现后的应力状态,斜截面上的抗力 剪压面上的压力和剪力； 斜截面相对错动产生的骨料咬合力； 纵向钢筋的销栓剪力； 纵向钢筋的拉力。 应力状态的变化 剪压区的应力， 增大； 纵向钢筋的拉力突然增大。,4.2 受弯构件受剪性能的试验研究,2 有腹筋简支梁的受剪性能 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 则： 定义： 广义剪跨比 ： 反映了梁截面上正应力与剪应力（或弯矩M与V） 的相对大小，影响梁的剪切破坏形态。 较大，说明（或M）较大 截面容易被拉坏； 较小，说明（或V）较大 截面容易被压坏。,第4章 受弯构件斜截面承载力,4.2 受弯构件受剪性能的试验研究,4.2 受弯构件受剪性能的试验研究,第4章 受弯构件斜截面承载力,对于集中荷载作用下的简支梁,集中荷载作用下的简支梁,4.2 受弯构件受剪性能的试验研究,第4章 受弯构件斜截面承载力,斜拉破坏,剪压破坏,斜压破坏,当剪跨比较大(3)时，或箍筋配置不足时出现。特点是斜裂缝一出现梁即破坏。,当剪跨比较小(1)时，或箍筋配置过多时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致。,当剪跨比一般(13)时，箍筋配置适中时出现。此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致,梁斜截面剪切破坏形态,第4章 构件斜截面承载力,4.2 受弯构件受剪性能的试验研究,剪跨比 试验表明，剪跨比越大，有腹筋梁的抗剪承载力越低，如图所示。对无腹筋梁来说，剪跨比越大，抗剪承载力也越低，但当3 ，剪跨比的影响不再明显。,3 影响斜截面受剪承载力的主要因素,剪跨比对有腹筋梁受剪承载力的影响,第4章 受弯构件斜截面承载力,混凝土强度 斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。梁斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度。梁为斜拉破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度，而抗拉强度的增加较抗压强度来得缓慢，故混凝土强度的影响就略小。剪压破坏时，混凝土强度的影响则居于上述两者之间。,4.2 受弯构件受剪性能的试验研究,第4章 受弯构件斜截面承载力,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伸，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,4.2 受弯构件受剪性能的试验研究,4.2 受弯构件受剪性能的试验研究,第4章 受弯构件斜截面承载力,配箍率和箍筋强度 有腹筋梁出现斜裂缝后，箍筋不仅直接承受相当部分的剪力，而且有效地抑制斜裂缝的开展和延伸，对提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵向钢筋的销栓作用有着积极的影响。试验表明，在配箍最适当的范围内，梁的受剪承载力随配箍量的增多、箍筋强度的提高而有较大幅度的增长。,箍筋对有腹筋梁受剪承载力的影响,第4章 构件斜截面承载力,4.3 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能力Vc，与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力Vsv和与斜裂缝相交的弯起钢筋的抗剪能力Vsb三部分所组成。由平衡条件Y=0可得： Vu= Vc +Vs+Vsb,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+Vs 则 Vu=Vcs+Vsb,1 计算原则,第4章 构件斜截面承载力,4.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算,相对名义剪应力Vcs/ftbho与配箍系数的关系如下,系数s，sv与荷载形式和截面形状等因素有关,2 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力,对于矩形、T形等的一般受弯构件,集中荷载作用下的独立梁,第4章 构件斜截面承载力,4.3 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4章 构件斜截面承载力,4.3 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,第4章 构件斜截面承载力,4.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算,上限值最小截面尺寸,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，按直线内插法取用。,4 公式的适用范围,下限值箍筋最小含量,为了避免发生斜拉破坏，规范规定，配箍率应大于最小配箍率，箍筋最小配筋率为,第4章 构件斜截面承载力,4.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算,5 厚板的计算公式,不配箍筋的一般板类受弯构件的抗剪承载力,第4章 构件斜截面承载力,4.4 斜截面受剪承载力的计算方法,（1） 支座边缘截面（1-1）； （2）腹板宽度改变处截面（2-2）； （3）箍筋直径或间距改变处截面（3-3）； （4）受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。,1 计算截面的确定,第4章 构件斜截面承载力,斜截面受剪承载力的计算按下列步骤进行设计： 1求内力，绘制剪力图； 2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提高混凝土的强度等级； 3验算是否需要按计算配置腹筋。 4计算腹筋 （1）对仅配置箍筋的梁，可按下式计算： 对矩形、T形和工字形截面的一般受弯构件,2 设计计算,对集中荷载作用下的独立梁,（2）同时配置箍筋和弯起钢筋的梁，可以根据经验和构造要求配置箍筋确定Vcs，然后按下式计算弯起钢筋的面积。,4.4 斜截面受剪承载力的计算方法,第4章 构件斜截面承载力,也可以根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。,4.4 斜截面受剪承载力的计算方法,斜截面受弯承载力总能满足,支座处纵筋锚固不足,纵筋弯起、切断不当,需采取构造措施,第4章 构件斜截面承载力,4.5 保证斜截面受剪承载力的构造措施,1 基本概念,抵抗弯矩,抵抗弯矩图,设计时，应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图，且两者越近越经济,2. 抵抗弯矩图,第4章 构件斜截面承载力,4.5 保证斜截面受剪承载力的构造措施,纵筋的弯起必须满足三方面的要求：,*保证正截面的受弯承载力,*保证斜截面的受剪承载力,*保证斜截面的受弯承载力,计算确定,构造确定,计算及构造确定,3纵向受力钢筋的弯起,第4章 构件斜截面承载力,4.5 保证斜截面受剪承载力的构造措施,d在2点以外保证正截面受弯,保证斜截面受弯,第4章 构件斜截面承载力,4.5 保证斜截面受剪承载力的构造措施,3纵向受力钢筋的弯起,未弯起时,弯起后,第4章 构件斜截面承载力,4.5 保证斜截面受剪承载力的构造措施,3纵向受力钢筋的弯起,第4章 构件斜截面承载力,4.5 保证斜截面受剪承载力的构造措施,3纵向受力钢筋的弯起,开裂前A处的弯矩为MA 开裂后斜截面的弯矩为MB,开裂后钢筋的拉力Ts明显增大。若las不够则容易发生锚固破坏,第4章 构件斜截面承载力,4.5 保证斜截面受剪承载力的构造措施,4. 纵向受力钢筋在支座处的锚固,简支板或连续板下部纵筋伸入支座的长度,纵向钢筋的直径,第4章 构件斜截面承载力,4.5 保证斜截面受剪承载力的构造措施,4. 纵向受力钢筋在支座处的锚固,简支梁或连续梁简支端下部纵筋伸入支座的长度,纵向钢筋的直径