混凝土结构基本原理第六章构件受剪性能

1、第六章 构件受剪性能 一、概述 弯筋 箍筋 p p s 纵筋 弯剪段（本章研究的主要内容） 统称腹筋-帮助混凝土 梁抵御剪力 有腹筋梁-既有纵筋又有腹筋 无腹筋梁-只有纵筋无腹筋 h b asv1 1svsv naa 箍筋肢数 二、简支无腹筋梁的抗剪机制 1. 构件的开裂 b h h0 as （e-1）as p p aa a a 0 1 i nasv 0 bi vs 2 2 42 tp 2 2 42 cp 当tpmaxft时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝 根据a的不同 (m和v比值不 同) 裂缝可能由截面中部开始出现（腹剪裂缝） 裂缝可能由截面底部开始出现 二、简支无腹筋梁的抗剪机制 1. 构件

2、的开裂 b h h0 as p p aa 引入一概念：剪跨比 000 vh m vh va h a 反映了集中力作用截面处弯矩m和剪力v的比例关系 计算剪跨比广义剪跨比 二、简支无腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态 3时斜拉破坏 二、简支无腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态 所有的破坏均表所有的破坏均表 现为脆性现为脆性 二、简支无腹筋梁的抗剪机制 3. 抗剪机制 以剪压破坏为例以剪压破坏为例(相对于斜压破坏和 斜拉破坏，它更能给人以破坏预告) vu vc cc vd vi ts a 销栓力，随着裂缝 的发展逐渐增大 咬合力，随着裂缝 的发展逐渐减小 dicu isc vv

3、vvy vtcx sin, 0 cos, 0 数值很难估计数值很难估计 三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素 1. 剪跨比 pp aa 0.4 0.3 0.2 0.1 0123 45 0 bhf v c 斜压剪压斜拉 三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素 2. 混凝土的强度与纵筋的配筋率 混凝土的强度提高 纵筋配筋率增大 抗剪承载力提高 四、有腹筋梁的抗剪机制 1. 构件的开裂 开裂前构件的受力性能与无腹筋梁相似，腹筋中的应力很小 a 0 1 i nasv 0 bi vs 2 2 42 tp 2 2 42 cp p p s a 当tpmaxft时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝 开裂后，腹筋的应力增大，限

4、制了斜裂缝的发展，提高了抗 剪承载力 四、有腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态 3且腹筋配置量较小时，斜拉破坏，腹筋用量太少，起不到应有的作用 四、有腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态 设计时应避免出设计时应避免出 现此二种破坏形现此二种破坏形 态态 四、有腹筋梁的抗剪机制 3. 抗剪机制 以剪压破坏为例以剪压破坏为例 vd sinsin, 0 coscos, 0 bvdicu bisc ttvvvvy tvtcx vu vc cc vi ts atv tb 五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素 1. 剪跨比-和无腹筋梁类似 0.4 0.3 0.2 0.1 0123 45 0

5、bhf v c 斜压剪压斜拉 pp aa 五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素 2. 混凝土的强度与腹筋的配筋量 混凝土的强度提高 在一定的范围内在一定的范围内， 腹筋配筋率增大 抗剪承载力提高 抗剪承载力提高 六、受弯构件抗剪承载力分析 1. 无腹筋梁的抗剪承载力 vu vc cc vd vi ts a 忽略vivd b h h0 as 1h0 ) 2 1 (, 0 , 0 , 0 01001 01 01 hhhbavm hbvy ahbx cc c ssc 由后二式 c c c ff 1 5 . 01 实际上是剪压区 的加载规律 vc h0 a sas 1h0 c 六、受弯构件抗剪承载力分析

6、1. 无腹筋梁的抗剪承载力 c c c ff 1 5 . 01 vc h0 a sas 1h0 c 6时 0max 20. 0bhfvv ccuu 当40.3fca时，取n=0.3fca 0 . 30 . 3 5 . 15 . 1 /, 5 . 1: : 3311 2/ 0 0 时，取 时，取 集中荷载为主时 均布荷载 其它构件 时，取；当时，取当 ）（假定反弯点在柱中点框架柱： ha hhn 柱的净高 八、有轴力作用构件抗剪承载力 2. 有轴向压力作用构件的抗剪承载力 0max 25. 0bhfv ccu nbhfv tu 07. 0 0 . 1 75. 1 0min nh s a fbhf

7、v sv yvtu 07. 0 0 . 1 75. 1 00 当n0.3fca时，取n=0.3fca 八、有轴力作用构件抗剪承载力 3. 有轴向拉力作用构件的抗剪承载力 nh s a fbhfv sv yvtu 2 . 0 0 . 1 75. 1 00 00 0 36. 0bhfh s a fv h s a f t sv yvu sv yv 取 时，当上式的计算值小于 九、箍筋的形式和构造要求 1. 箍筋的形式 单肢箍n=1双肢箍n=2 四肢箍n=4 九、箍筋的形式和构造要求 2. 最小配箍率和箍筋的最大间距 p p s yvt sv sv ff bs a /24. 0 min 最小配箍率 最

8、大箍筋间距 原则0max hs 具体数值教材表6-3 十、基本公式的应用 1. 设计 p p s 0max )25. 02 . 0(bhfvv ccu 若不满足调整截面尺寸 n n vv c 2 . 0 07. 0按最小配箍率 配箍筋 )25. 1 ()7 . 0( sin8 . 0 2 . 0 07. 0 0 . 1 75. 1 00 sbyb sv yvtu af n n h s a fbhfvv 预先选定 求 s asv sv a yvtsvsv ff /24. 0 min 选定s 十、基本公式的应用 2. 已有构件的承载力 p p s n n vv cu 2 . 0 07. 0 min

9、svsv n n vvv bhf v bsc cc u 2 . 0 07. 0 )25. 02 . 0( min 0 minsvsv 十、基本公式的应用 3. 计算截面的位置 1 1 2 2 3 3 *支座边缘处截面支座边缘处截面1-1 *纵筋弯起点处截面纵筋弯起点处截面2-2 *箍筋面积或间距改变处截面箍筋面积或间距改变处截面3-3 *腹板宽度改变处截面腹板宽度改变处截面 十一、保证斜截面受弯的措施 1. 基本概念 mu斜 vc cc ts tv tb zsv zsb z mu正 cc ts z sbbsvvsu ztztztm 斜 ztm su 正 一般情况下 正斜 uu mm 斜截面受弯

10、承 载力总能满足 支座处纵筋 锚固不足 纵筋弯起、 切断不当 异常情况 需采取构 造措施 十一、保证斜截面受弯的措施 2. 抵抗弯矩图 q ab 325 ab 3 2 1 1 125 125 125 抵抗弯矩图 弯矩图 抵抗弯矩 )5 . 0( 0 bf fa hafmm c ys syur ssirri aamm/ 画出每个截面的 抵抗弯矩 抵抗弯矩图 1、2、3分别为、 、 筋的充分利用点 2、3、a分别为、 、 筋的不需要点 设计时，应尽量使抵抗弯设计时，应尽量使抵抗弯 矩图包住弯矩图，且两者矩图包住弯矩图，且两者 越近越经济越近越经济 十一、保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支

11、座处的锚固 a b q las ma mb 开裂前a处的弯矩为ma 开裂后斜截面的弯矩为mb ab mm 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 十一、保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固 a b q las ma mb 简支板或连续板下部纵筋 伸入支座的长度 dlas5 纵向钢筋的直径 十一、保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固 a b q las ma mb 简支梁或连续梁简支端下 部纵筋伸入支座的长度 时当 0 7 . 0bhfv t 纵向钢筋的直径 dlas5 时当 0 7 . 0bhfv t dlas12带肋钢筋： dla

12、s15光圆钢筋： 如梁内支座处的锚固不能满足上述要求，应采取加焊锚固如梁内支座处的锚固不能满足上述要求，应采取加焊锚固 钢板等有效措施钢板等有效措施 十一、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起 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剪承载力 *保证斜截面的受弯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 十一、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起 几何中心轴 3 2 1 1 a c d e a d e 200 2/ 01 hs d在2点以外保证 正截面受弯 保证斜截面受弯

13、？ 十一、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起 几何中心轴 3 2 1 1 a c d e a d e 200 2/ 01 hs ts tb s1 z zsb 未弯起时ztztm bsu 斜 弯起后 sbbsu ztztm 斜 保证不发生斜截面破坏 zzszsbcossin 1 sin )cos1 ( 1 z s 十一、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起 ts tb s1 z zsb sin )cos1 ( 1 z s 0 )77. 091. 0(hz 取 01 0 01 0 )445. 0525. 0(,60 )319. 0372. 0(,45 hs hs 统一取 01 5 . 0 hs 十一、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的截断 a c b ls1 a c b 12 跨中受拉钢筋一般不宜截断，支座负筋的截断应符合下 列规定 延伸长度，具体数值可参阅有关规范 十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力 1. 均布荷载下 b h l0 sh sv asv ash 0 0 0 0 0 0 6 )/5( 3 )2/( 25. 1 3 )/8( 7 . 0 h s a f hl h s a f hl bhf hl v v sh yh h sv yvtu 当l0/h2.0时，取l0/h=2.0 十二