构件斜截面的性能与计算分解PPT课件

1、1弯筋箍筋PPs纵筋弯剪段（本章研究的主要内容）统称腹筋统称腹筋-帮助混凝土帮助混凝土梁抵御剪力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hbAsv11svsvnAA 箍筋肢数一、概述一、概述第1页/共73页2单肢箍n=1双肢箍n=2四肢箍n=4一、概述一、概述D=4d135d50mm and 5d第2页/共73页3bhh0As（E-1）AsPPaaAA0IMy0bIVS2242tp2242cp当tpmaxft(二轴抗拉强度)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二

2、、简支无腹筋梁的抗剪机制1. 1. 构件的开裂构件的开裂第3页/共73页4bhh0AsPPaa引入一名词：剪跨比000VhMVhVaha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二、简支无腹筋梁的抗剪机制1. 1. 构件的开裂构件的开裂第4页/共73页53时斜拉破坏二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制2. 2. 裂缝的发展及破坏形态裂缝的发展及破坏形态第7页/共73页8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二、简支无腹筋梁的抗剪机制2. 2. 裂缝的发展及破坏形态裂缝的发展及破坏形态第8页/共73

3、页9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)VuVcCcVdViTsa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dicuiscVVVVYVTCXsin, 0cos, 0数值很难估计数值很难估计二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制3. 3. 抗剪机制抗剪机制第9页/共73页10PPaa0.40.30.20.10123450bhfVcc斜压剪压斜拉三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素1. 1. 剪跨比剪跨比第10页/共73页11混凝土的强度提高混凝土的强度提高纵筋配筋率增大纵筋配筋率增大抗剪承载力提

4、高抗剪承载力提高三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素2. 2. 混凝土的强度与纵筋的配筋率混凝土的强度与纵筋的配筋率第11页/共73页12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A0IMy0bIVS2242tp2242cpPPsA当tpmaxft (二轴抗拉强度)时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝开裂后，腹筋的应力增大，限制了斜裂缝的发展，提高了抗剪承载力四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制1. 1. 构件的开裂构件的开裂第12页/共73页133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四、有腹筋梁的抗剪机制2

5、. 2. 裂缝的发展及破坏形态裂缝的发展及破坏形态第15页/共73页16设计时应避免出现设计时应避免出现此二种破坏形态此二种破坏形态四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制2. 2. 裂缝的发展及破坏形态裂缝的发展及破坏形态第16页/共73页17以剪压破坏为例以剪压破坏为例sinsin, 0coscos, 0bvdicubiscTTVVVVYTVTCXVdVuVcCcViTsaTvTb四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制3. 3. 抗剪机制抗剪机制第17页/共73页180.40.30.20.10123450bhfVcc斜压剪压斜拉PPaa五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素五、影响有腹

6、筋梁抗剪承载力的因素1. 1. 剪跨比剪跨比-和无腹筋梁类似和无腹筋梁类似第18页/共73页19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五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素2. 2. 混凝土强度与腹筋的配筋量混凝土强度与腹筋的配筋量第19页/共73页20VuVcCcVdViTsa忽略ViVdbhh0As1h0)21(, 0, 0, 0010010101hhhbaVMhbVYAhbXcccssc由后二式cccff15 . 01实际上是剪压区的加载规律Vch0asAs1h0c六、受弯构件抗剪承载力分析六、受弯构件抗剪承载力

7、分析1. 1. 无腹筋梁的抗剪承载力无腹筋梁的抗剪承载力第20页/共73页21cccff15 . 01Vch0asAs1h0c6时0max20. 0bhfVVccuu当40.3fcA时，取Nc=0.3fcA0 . 30 . 35 . 15 . 1/,5 . 1:33112/00时，取时，取集中荷载为主时均布荷载其它偏压构件时，取；当时，取当）（假定反弯点在柱中点框架柱：hahHn柱的净高八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力2. 2. 有轴向压力作用构件的抗剪承载力有轴向压力作用构件的抗剪承载力混凝土结构设计规范（GB50010）第36页/共73页370max25. 0bhf

8、Vccumin01.750.071.0utcVf bhN001.750.071.0svutyvcAVf bhfhNs当N0.3fcA时，取N=0.3fcA八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力2. 2. 有轴向压力作用构件的抗剪承载力有轴向压力作用构件的抗剪承载力混凝土结构设计规范（GB50010）第37页/共73页38tsvyvtuNhsAfbhfV2 . 00 . 175. 10000036. 0bhfhsAfVhsAftsvyvusvyv取时，当上式的计算值小于八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力3. 3. 有轴向拉力作用构件的抗剪承载力有轴向拉力作

9、用构件的抗剪承载力混凝土结构设计规范（GB50010）第38页/共73页39八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力4. 4. 矩形截面双向受剪柱的抗剪承载力矩形截面双向受剪柱的抗剪承载力Vuyx单向受剪时单向受剪时和剪力平行和剪力平行方向的箍筋方向的箍筋肢受力肢受力双向受剪时双向受剪时所有的箍筋所有的箍筋肢均受力肢均受力两者性能有明显差别两者性能有明显差别请自学相关的内容请自学相关的内容第39页/共73页40ssDD八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5. 5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力第40页/共73页41sDsD0.040.

10、030.020.0101232ccVf D21.00.0831.5ctcVf DN当Nc0.3fcA时，取Nc=0.3fcA当3时，取=3。八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5. 5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力第41页/共73页42sDVsAsv1fyv45a a bi1sinssvyviVA fi计算复杂，有必要作简化八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5. 5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力第42页/共73页43111248svyvsvyvsA fA fDVDssbaaVsAsv1fyv/sD /

11、412svyvsA fVDs八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5. 5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力sDVsAsv1fyv45a a bisaa第43页/共73页442max0.25uccVf D2min1.00.0831.5utcVf DN121.0 0.0831.52svyvutcAfVf DDNs当Nc0.3fcA时，取Nc=0.3fcA八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5. 5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力sDVsAsv1fyv45a a bi第44页/共73页4500.44ctVfbh最小

12、配箍率最小配箍率Vch0asAsVch0asAskh0发生斜拉破坏的无腹筋梁发生斜拉破坏的无腹筋梁01.751.0ctVf bh=3.0配置最少量的箍筋时配置最少量的箍筋时0svuyvAVfkhs九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求第45页/共73页46最小配箍率最小配箍率Vch0asAsmin0.44svtsvyvAfbskfVch0asAskh000.44ctVf bh0svuyvAVfkhsVc=Vuk=13min(0.11 0.44)svtsvyvAfbsf九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求第46页/共73页47PPsyvtsvsvffbsA/24. 0min最小配箍率最小配箍率最大

13、箍筋间距最大箍筋间距原则原则max0max,4Dshs圆柱具体数值具体数值教材表教材表7-1（缺圆柱）（缺圆柱）略大于略大于k=2时的值时的值九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求第47页/共73页48PPs0max)25. 02 . 0(bhfVVccu若不满足调整截面尺寸ct0.070.2cNVVN按最小配箍率配箍筋预先选定求sAsvsvAyvtsvsvff /24. 0min选定s十、基本公式的应用十、基本公式的应用1. 1. 基于承载力的斜截面配筋设计基于承载力的斜截面配筋设计sin8 . 02 . 007. 07 . 00 . 175. 100sbybtcsvyvtuAfNNhsAfb

14、hfVV或者第48页/共73页49PPsct0.070.2ucNVVNminminmax,svsvsvsvss，或但0ct(0.2 0.25)min0.070.2ccucsbf bhVNVVVNminsvsv十、基本公式的应用十、基本公式的应用2. 2. 既有构件斜截面的抗剪承载力既有构件斜截面的抗剪承载力第49页/共73页50112233*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4-4十、基本公式的应用十、基本公式的应用3. 3. 计算截面的位置计算截面的位置44第

15、50页/共73页51类似（略）类似（略）sDsD十、基本公式的应用十、基本公式的应用4. 4. 钢筋混凝土双向受剪柱及圆柱钢筋混凝土双向受剪柱及圆柱第51页/共73页52十、基本公式的应用十、基本公式的应用5. 5. 支座处计算截面的剪力支座处计算截面的剪力扇形压力区45454545设计剪力（当然，设计时直接取支座边缘的剪力时偏于安全，但进行进行既有构件安全性评定时不同的剪力值会带来相反的结果）h0h0h0h0第52页/共73页53十、基本公式的应用十、基本公式的应用5. 5. 支座处计算截面的剪力支座处计算截面的剪力h0注意：下列情况只能取支座边缘的剪力注意：下列情况只能取支座边缘的剪力第5

16、3页/共73页54十、基本公式的应用十、基本公式的应用6. 6. 变截面梁的剪力变截面梁的剪力tan10hMVV截面随弯矩的增大而增大截面随弯矩的增大而增大M1M2VVV1V2C1T1T2C2h01CTh02第54页/共73页55十、基本公式的应用十、基本公式的应用6. 6. 变截面梁的剪力变截面梁的剪力M1M2VVV2V1T2C2C1T1h02TCh01截面随弯矩的增大而减小截面随弯矩的增大而减小tan01hMVV第55页/共73页56十、基本公式的应用十、基本公式的应用6. 6. 变截面梁的剪力变截面梁的剪力VV1C tanac均布荷载下的屋面梁均布荷载下的屋面梁第56页/共73页57十、

17、基本公式的应用十、基本公式的应用6. 6. 变截面梁的剪力变截面梁的剪力均布荷载下的加腋梁均布荷载下的加腋梁VV1T tant第57页/共73页58Mu斜VcCcTsTvTbZsvZsbZTs+TbMu正CcZsbbsvvsuZTZTZTM斜ZTTMbsu)(正ZsbZ正斜uuMM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、切断不当异常情况需采取构造措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施1. 1. 基本概念基本概念第58页/共73页59抵抗弯矩)5 . 0(0bffAhAfMMcyssyuRssiRRiAAMM/画出每个截面的抵抗弯矩抵抗弯矩图1、2、3分别为、 、

18、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qAB325弯矩图ba3211125125125抵抗弯矩图lalala十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施2. 2. 抵抗弯矩图抵抗弯矩图第59页/共73页60ABqlasMAMB开裂前A处的弯矩为MA开裂后斜截面的弯矩为MBABMM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十一、保证斜截面受弯的措施3. 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固纵向受力钢筋在支座处的锚固第60页/共73

19、页61ABqlasMAMB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十一、保证斜截面受弯的措施3. 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固纵向受力钢筋在支座处的锚固第61页/共73页62简支梁或连续梁简支端下部纵筋伸入支座的长度时当07 . 0bhfVt纵向钢筋的直径dlas5时当07 . 0bhfVtdlas12带肋钢筋：dlas15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十一、保证斜截面受弯的措施3. 3. 纵向受力钢筋在支座处的

20、锚固纵向受力钢筋在支座处的锚固ABqlasMAMB第62页/共73页63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及构造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十一、保证斜截面受弯的措施4. 4. 纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起第63页/共73页64d在2点以外保证正截面受弯保证斜截面受弯？2/01hs 1e几何中心轴321acdADE200b十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施4. 4. 纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起第6

21、4页/共73页65TsTbs1ZZsb 未弯起时ZTZTMbsu斜弯起后sbbsuZTZTM斜保证不发生斜截面破坏ZZsZsbcossin1sin)cos1 (1Zs2/01hs 1e几何中心轴321acdADE200b十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施4. 4. 纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起第65页/共73页66TsTbs1ZZsb sin)cos1 (1Zs0)77. 091. 0(hZ 取010010)445. 0525. 0(,60)319. 0372. 0(,45hshs统一取015 . 0 hs 十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施4. 4. 纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起第66页/共73页67跨中受拉钢筋一般不宜