第6章受拉构件正截面的性能与设计ppt课件

1、 混凝土结构设计混凝土结构设计教材作者：梁兴文教材作者：梁兴文课件制作：马乐为课件制作：马乐为课件审查：梁兴文课件审查：梁兴文受弯构件受剪性能的试验研究受弯构件受剪性能的试验研究斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算构造要求构造要求偏心受力构件的受剪承载力偏心受力构件的受剪承载力受弯构件受剪性能的试验研究受弯构件受剪性能的试验研究斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算 腹筋的作用腹筋的作用 箍筋：箍筋： 提高斜截面受剪承载力；提高斜截面受剪承载力； 与纵筋绑扎，形成钢筋骨架与纵筋绑扎，形成钢筋骨架 便于施工；便于施工； 防止纵筋过早压曲，约束核心混凝土。防止纵筋过早压曲，约束核心混凝土。

2、弯起钢筋：弯起钢筋： 由纵筋弯起形成由纵筋弯起形成 承受较大的剪力。承受较大的剪力。梁的箍筋和弯起钢筋梁的箍筋和弯起钢筋1 1 无腹筋简支梁的受剪性能无腹筋简支梁的受剪性能 斜裂缝形成以前的应力状态斜裂缝形成以前的应力状态 斜裂缝出现前的应力状态斜裂缝出现前的应力状态2斜裂缝形成以后斜裂缝形成以后斜裂缝出现后的应力状态斜裂缝出现后的应力状态斜截面上的抗力斜截面上的抗力 剪压面上的压力和剪压面上的压力和剪力；剪力； 斜截面相对错动产斜截面相对错动产生的骨料咬合力；生的骨料咬合力； 纵向钢筋的销栓剪纵向钢筋的销栓剪力；力； 纵向钢筋的拉力。纵向钢筋的拉力。应力状态的变化应力状态的变化 剪压区的应力

3、剪压区的应力， 增大；增大； 纵向钢筋的拉力突纵向钢筋的拉力突然增大。然增大。2 有腹筋简支梁的受剪性能有腹筋简支梁的受剪性能 剪跨比剪跨比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对矩形截面梁，任一截面的正应力和剪应力可表示为 那么：那么：定义：定义： 广义剪跨比广义剪跨比 ： 反映了梁截面上正应力与剪应力或弯矩反映了梁截面上正应力与剪应力或弯矩M与与V） 的相的相对大小，影响梁的剪切破坏形态。对大小，影响梁的剪切破坏形态。 较大，说明较大，说明（或（或M较大较大 截面容易被拉坏；截面容易被拉坏； 较小，说明较小，说明（或（或V较大较大 截面容易被压坏

4、。截面容易被压坏。02201bhVbhM021VhM0VhM01010111hahVaVhVMAA02020222hahVaVhVMBB 对于集中荷载作用下的简支梁对于集中荷载作用下的简支梁集中荷载作用下的简支梁集中荷载作用下的简支梁斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏当剪跨比较大当剪跨比较大(3)时，或箍筋配时，或箍筋配置不足时出现。特点是斜裂缝一置不足时出现。特点是斜裂缝一出现梁即破坏。出现梁即破坏。当剪跨比较小当剪跨比较小(1)时，或箍筋配时，或箍筋配置过多时易出现。此破坏系由梁置过多时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致。中主压应力所致。当剪跨比一般当剪跨比一般(13)时，箍

5、筋配时，箍筋配置适中时出现。此破坏系由梁中剪置适中时出现。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梁斜截面剪切破坏形态剪跨比剪跨比试验表明，剪跨试验表明，剪跨比越大，有腹筋比越大，有腹筋梁的抗剪承载力梁的抗剪承载力越低，如下图。越低，如下图。对无腹筋梁来说，对无腹筋梁来说，剪跨比越大，抗剪跨比越大，抗剪承载力也越低，剪承载力也越低，但当但当3 ，剪跨，剪跨比的影响不再明比的影响不再明显。显。3 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剪跨比对有腹筋梁受剪承载力的影响剪跨比对有腹筋梁受剪承载力的影响 混凝土强度混凝土强度

6、 斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。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。压破坏时，混凝土强度的影响则居于上述两者之间。 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

7、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纵向钢筋配筋率对有腹筋梁受剪承载力的影响 配箍率和箍筋强度配箍率和箍筋强度 有腹筋梁出现斜裂缝后，有腹筋梁出现斜裂缝后，箍筋不仅直接承受相当部分的剪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，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、箍筋剪承载力随配箍量

8、的增多、箍筋强度的提高而有较大幅度的增长。强度的提高而有较大幅度的增长。 bsAnbsAsvsvsv1箍筋对有腹筋梁受剪承载力的影响箍筋对有腹筋梁受剪承载力的影响 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 +Vsv+Vsb VuVcVsVsb受剪承载力的组成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+Vsv 那么 Vu=Vcs+Vsb 1 计算原则计算原则 相对名义剪应力相对名义剪应力Vcs/ftbho与配箍系数的关

9、系如下与配箍系数的关系如下 系数系数ssv与荷载形式和截面形状等因素有关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仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力tyvsvsvttcsffbhfV025. 17 . 0svt对于矩形、对于矩形、T形等的一般受弯形等的一般受弯构件构件0 . 11/75. 1svt）（集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁 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 0svyv0tcsu25. 17 . 0hsAfbhfVV

10、0svyv0tcsu0 . 10 . 175. 1hsAfbhfVV3 配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力ssby0svyv0tusin8 . 025. 17 . 0AfhsAfbhfVVssby0svyv0tusin8 . 0175. 1AfhsAfbhfVV上限值上限值最小截面尺寸最小截面尺寸 当 4.0时，属于一般的梁，应满足 bhw0cc25.0bhfV当 6.0时，属于薄腹梁，应满足 bhw0cc2.0bhfV当4.0 规定，配箍率应大于最小配箍率，箍筋最小配筋率为 5 连续梁、框架梁和外伸梁的斜截面受剪承剪力连续梁、框架梁和外伸梁的斜截面受

11、剪承剪力连连续续梁梁的的应应力力重重分分布布 aaMMMaaMMaM)11(,111MMhaVhVaVhM00101100haVhMuV（1） 支座边缘截面支座边缘截面1-1）；）；（2腹板宽度改变处截面腹板宽度改变处截面2-2）；）；（3箍筋直径或间距改变处截面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受拉区弯起钢筋弯起点处的截面4-4）。）。1 计算截面的确定计算截面的确定斜截面受剪承载力的计算按下列斜截面受剪承载力的计算按下列步骤进行设计：步骤进行设计： 1 1求内力，绘制剪力图；求内力，绘制剪力图；2 2验算是否满足截面限制条件，验算是否满足截面限制条件，如

12、不满足，则应加大截面尺寸或如不满足，则应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级；提高混凝土的强度等级；3 3验算是否需要按计算配置腹筋。验算是否需要按计算配置腹筋。4 4计算腹筋计算腹筋 （1 1对仅配置箍筋的梁，可按下对仅配置箍筋的梁，可按下式计算：式计算： 对矩形、对矩形、T T形和工字形截形和工字形截面的一般受弯构件面的一般受弯构件00125.17.0hfbhfVsnAyvtsv 2 设计计算对集中荷载作用下的独立梁对集中荷载作用下的独立梁 0010.10.175.1hfbhfVsnAyvtsv（2 2同时配置箍筋和弯起钢筋的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梁，可以根据

13、经验和构造要求配置箍筋确定箍筋确定VcsVcs，然后按下式计算弯，然后按下式计算弯起钢筋的面积。起钢筋的面积。 sin8.0sbycsfVVA 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： 00125. 1sin8 . 07 . 0hfAfbhfVsnAyvsbytsv0010 . 1sin8 . 00 . 175. 1hfAfbhfVsnAyvsbytsv 然后验算弯起点的位置是否满足斜截面承载力的要求。 1 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算偏心受压构件斜截面受剪承载力计算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矩形、矩形、T T形和形和I I形截面的计算公式

14、形截面的计算公式NhsAfbhfVV07.0175.10svyv0tu2 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算NhsAfbhfVV2.0175.10svyv0tu3 剪力墙的斜截面受剪承载力计算剪力墙的斜截面受剪承载力计算为了防上斜压破坏，剪力墙的受剪截面应符合下列条件为了防上斜压破坏，剪力墙的受剪截面应符合下列条件 0cc25. 0bhfV钢筋混凝土剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力按下列公式计算钢筋混凝土剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力按下列公式计算 0vshyvw0tu13. 05 . 05 . 01hsAfAANbhfVV钢筋混凝土剪力墙在偏心受拉时的

15、斜截面受剪承载力按下列公式计算钢筋混凝土剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力按下列公式计算 0vshw0tu)13. 05 . 0(5 . 01hsAfAANbhfVVyv小结小结 斜截面承载力计算是钢筋混凝土结构的一个重要问题。斜截面承载力计算是钢筋混凝土结构的一个重要问题。设计梁、柱、剪力墙等结构构件时，应同时解决正截面设计梁、柱、剪力墙等结构构件时，应同时解决正截面承载力和斜面截面承截力的计算和构造问题。承载力和斜面截面承截力的计算和构造问题。 斜截面剪切破坏的主要形态有斜压、剪压和斜拉三种。斜截面剪切破坏的主要形态有斜压、剪压和斜拉三种。斜截面受剪承截力计算公式是以剪压破坏特征为基础建斜截面受剪承截力计算公式是以剪压破坏