钢筋混凝土受弯构件(三)ppt课件

1、5.5 受弯构件剪弯段的受力特点及斜截面受剪破坏受弯构件剪弯段的受力特点及斜截面受剪破坏纯弯段、剪弯段纯弯段、剪弯段斜裂痕的构成斜裂痕的构成 当主拉应力超越混当主拉应力超越混凝土复合受力下的凝土复合受力下的抗拉强度时，就会抗拉强度时，就会出现与主拉应力迹出现与主拉应力迹线大致垂直的裂痕。线大致垂直的裂痕。 抵抗主拉应力抵抗主拉应力 的钢筋：的钢筋： 弯起钢筋弯起钢筋 箍筋箍筋 腹筋腹筋研讨中同时采用无腹筋梁和有腹筋梁进展分析研讨中同时采用无腹筋梁和有腹筋梁进展分析1弯剪斜裂痕弯剪斜裂痕 在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是程度向的。在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是程度向的。所以在这些区段仍

2、能够首先出现一些短的垂直裂痕，然后所以在这些区段仍能够首先出现一些短的垂直裂痕，然后延伸成斜裂痕，向集中荷载作用点开展，这种由垂直裂痕延伸成斜裂痕，向集中荷载作用点开展，这种由垂直裂痕引申而成的斜裂痕的总体，称为弯剪斜裂痕。引申而成的斜裂痕的总体，称为弯剪斜裂痕。 特点：裂痕下宽上窄特点：裂痕下宽上窄 一、无腹筋梁的斜截面受剪性能研讨一、无腹筋梁的斜截面受剪性能研讨1、斜裂痕的类型、斜裂痕的类型2腹剪斜裂痕腹剪斜裂痕 中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为应力方向大致为450，当荷载增大，拉应变到，当荷载增大，拉应变到达混凝土的极限拉应变时，混凝

3、土开裂。达混凝土的极限拉应变时，混凝土开裂。特点：腹剪斜裂痕中间宽特点：腹剪斜裂痕中间宽两头细，呈枣核形，常见两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁中。于薄腹梁中。2、剪跨比、剪跨比的定义的定义 广义剪跨比：广义剪跨比： 集中荷载下的简支梁集中荷载下的简支梁, 计计算剪跨比为：算剪跨比为：0VhM0ha0101011hahVaVhVMAAA0202022hahVaVhVMBBB3、斜裂痕构成后的应力形状及破坏分析、斜裂痕构成后的应力形状及破坏分析剪力剪力V由几部分承当：由几部分承当：1剪压区剪力剪压区剪力VC2骨料咬合力分力骨料咬合力分力Vay3纵筋销栓力纵筋销栓力Vd 破坏时的受力模型：破坏时的受力

4、模型： 拉杆拉杆拱构造拱构造1剪压区剪应力和压应力明显增大剪压区剪应力和压应力明显增大 2与斜裂痕相交的纵筋应力忽然增大与斜裂痕相交的纵筋应力忽然增大 应力形状发生变化：应力形状发生变化：4、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形状、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形状 斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏 1斜拉破坏斜拉破坏 发生条件：剪跨比较大，发生条件：剪跨比较大， a/h03 或或l0/h08 破坏特点：首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂痕；随即，其中破坏特点：首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂痕；随即，其中一条弯曲裂痕很快地斜向伸展到梁顶的集中荷载作用点处，构一条弯曲裂痕很快地斜向伸

5、展到梁顶的集中荷载作用点处，构成所谓的临界斜裂痕，将梁劈裂为两部分而破坏，同时，沿纵成所谓的临界斜裂痕，将梁劈裂为两部分而破坏，同时，沿纵筋往往伴随产生程度撕裂裂痕筋往往伴随产生程度撕裂裂痕 。 抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度 (2)剪压破坏 发生条件：剪跨比适中1a/h03 或3l0/h08 破坏特点：首先在剪跨区出现数条短的弯剪斜裂痕，其中一条延伸最长、开展较宽的裂痕成为临界斜裂痕；临界斜裂痕向荷载作用点延伸，使混凝土受压区高度不断减小，导致剪压区混凝土到达复合应力形状下的极限强度而破坏 。 抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应力下的抗压强度 3斜压破坏斜压

6、破坏 发生条件：剪跨比很小发生条件：剪跨比很小 a/h01 或或l0/h03 破坏特征：在梁腹中垂直于主拉应力方向，先后出现假设干破坏特征：在梁腹中垂直于主拉应力方向，先后出现假设干条大致相互平行的腹剪斜裂痕，梁的腹部被分割成假设干斜向条大致相互平行的腹剪斜裂痕，梁的腹部被分割成假设干斜向的受压短柱。随着荷载的增大，混凝土短柱沿斜向最终被压酥的受压短柱。随着荷载的增大，混凝土短柱沿斜向最终被压酥破坏破坏 。 抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度 斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏 受剪破坏均属于脆受剪破坏均属于脆性破坏性破坏:其中斜拉破其中斜拉破坏最明

7、显，斜压破坏最明显，斜压破坏次之，剪压破坏坏次之，剪压破坏稍好。稍好。 图为斜截面破坏的P-f影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要要素1剪跨比剪跨比 2混凝土强度混凝土强度 3纵筋配筋率纵筋配筋率 4截面方式截面方式 5尺寸效应尺寸效应 6梁的延续性梁的延续性二、有腹筋梁的受剪性二、有腹筋梁的受剪性能能1、箍筋的作用、箍筋的作用2 2、破坏形状、破坏形状有腹筋梁斜截面破坏形状：斜压、剪压和斜拉有腹筋梁斜截面破坏形状：斜压、剪压和斜拉 斜压和斜拉破坏都是不理想的。由于斜压破坏在破坏时箍斜压和斜拉破坏都是不理想的。由于斜压破坏在破坏时箍筋强度未得到充分发扬，斜拉破坏发生大非常忽然，工程中应筋强度未得

8、到充分发扬，斜拉破坏发生大非常忽然，工程中应防止。剪压破坏时箍筋强度得到了充分发扬，且破坏时承载力防止。剪压破坏时箍筋强度得到了充分发扬，且破坏时承载力较高，斜截面承载力计算公式就是据这种破坏模型建立的。较高，斜截面承载力计算公式就是据这种破坏模型建立的。影响有腹筋梁破坏形状的主要要素影响有腹筋梁破坏形状的主要要素 剪跨比剪跨比l 配箍率配箍率sv3 3、影响破坏形状的主要要素、影响破坏形状的主要要素一、无腹筋梁受剪承载力计算一、无腹筋梁受剪承载力计算 1对矩形、对矩形、T形和形和形截面的普通受弯形截面的普通受弯构件，受剪承载力设计值可按以下公式计构件，受剪承载力设计值可按以下公式计算：算：

9、b矩形截面的宽度或矩形截面的宽度或T形截面和形截面和形截面形截面的腹板宽度的腹板宽度 。07 . 0bhfVtc5.6 5.6 受弯构件斜截面受剪承载力计算受弯构件斜截面受剪承载力计算 2集中荷载作用下的矩形、集中荷载作用下的矩形、T形和形和形截面独形截面独立梁包括作用有多种荷载，且集中荷载在支座立梁包括作用有多种荷载，且集中荷载在支座截面所产生的剪力值占总剪力值的截面所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情以上的情况，受剪承载力设计值应按以下公式计算况，受剪承载力设计值应按以下公式计算: ， 当当l.5时，取时，取 = 1.5，当，当3 时，取时，取=3 。为集中荷载作用点到支座或节点边缘为集

10、中荷载作用点到支座或节点边缘的间隔。的间隔。 00 . 175. 1bhfVtc0ha独立梁是指不与楼板整体浇筑的梁。独立梁是指不与楼板整体浇筑的梁。 3厚板类受弯构件斜截面受剪承载力应按以下厚板类受弯构件斜截面受剪承载力应按以下公式计算：公式计算： 普通板类受弯构件主要指受均布荷载作用下的单普通板类受弯构件主要指受均布荷载作用下的单向板和双向板需求按单向板计算的构件。向板和双向板需求按单向板计算的构件。 07 . 0bhfVthc4/10)800(hh需求阐明的是：需求阐明的是：以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有实际以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有实际上的意义。上的意义。实践无腹筋梁不允许

11、采用实践无腹筋梁不允许采用中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的普中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的普通单向板类构件的受剪承载力计算公式通单向板类构件的受剪承载力计算公式Vc=0.7bh ftbh04/10800hh当当h0小于小于800mm时取时取h0=800mm当当h02000mm时取时取h0=2000mm截面高度影响系数h矩形、矩形、T T形和工形截面的普通受弯构件形和工形截面的普通受弯构件0025. 17 . 0hsAfbhfVsvyvtcs集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁000 . 175. 1hsAfbhfVsvyvtcssvccsVVV1 1、仅配箍筋时根本公式：、仅配箍筋时根本

12、公式：二、有腹筋梁受剪承载力计算根本公式二、有腹筋梁受剪承载力计算根本公式 2 2、同时配箍筋和弯筋时、同时配箍筋和弯筋时sbcsVVVssbysbAfVsin8 . 03 3、截面限制条件、截面限制条件当4bhw时， 025. 0bhfVcc当6bhw时， 020. 0bhfVcc当64bhw时，按直线内插法取用。cc为高强混凝土的强度折减为高强混凝土的强度折减系数系数fcu,k fcu,k 50N/mm250N/mm2时，时，c 1.0c 1.0fcu,k 80N/mm2fcu,k 80N/mm2时，时，c 0.8c 0.8其间线性插值。其间线性插值。3 3、截面限制条件、截面限制条件hw

13、截面腹板高度截面腹板高度 矩形截面取矩形截面取hw=h0 T形截面取形截面取hw=h0-hf 工形截面取工形截面取hw=h0 -hf -hfb为矩形截面的宽度为矩形截面的宽度 或或T形截面和工形截面的形截面和工形截面的腹板宽度腹板宽度当4bhw时， 025. 0bhfVcc当6bhw时， 020. 0bhfVcc当64bhw时，按直线内插法取用。4 4、最小配箍率及配箍构造、最小配箍率及配箍构造yvtsvsvsvffbsA24. 0min,5 5、受剪计算斜截面、受剪计算斜截面 支座边缘截面支座边缘截面1-1； 腹板宽度改动处截面腹板宽度改动处截面2-2； 箍筋直径或间距改动处截面箍筋直径或间

14、距改动处截面3-3； 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。6 6、仅配箍筋梁的设计计算、仅配箍筋梁的设计计算 钢筋混凝土梁普通先进展正截面承载力设计，初步确定截面尺钢筋混凝土梁普通先进展正截面承载力设计，初步确定截面尺寸和纵向钢筋后，再进展斜截面受剪承载力设计计算。寸和纵向钢筋后，再进展斜截面受剪承载力设计计算。 详细计算步骤如下：详细计算步骤如下： 验算截面限制条件，如不满足怎样办？验算截面限制条件，如不满足怎样办？ 如如V Vc ，？，？0025. 17 . 0hfbhfVsAyvtsv000 . 175. 1hfbhfVsAyvtsv普通受弯构件普通受弯构件集

15、中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁 根据根据Asv/s计算值确定箍筋肢数、直径和间距，并应满足最计算值确定箍筋肢数、直径和间距，并应满足最小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求。小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求。7 7、同时配箍筋和弯筋的截面设计计算、同时配箍筋和弯筋的截面设计计算 当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂痕相交来提高受剪承当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂痕相交来提高受剪承载力。载力。0.8fyAsbsin8 . 0sbycsuAfVV 为弯起钢筋与构件轴线的夹角，为弯起钢筋与构件轴线的夹角，普通取普通取45604560。首先按设计阅历及构造要求确定首先按设计

16、阅历及构造要求确定箍筋，并求箍筋承当的剪力箍筋，并求箍筋承当的剪力0000175. 125. 17 . 0hsAfbhfVorhsAfbhfVsvyvtcssvyvtcssin8 . 011ycssbfVVAsin8 . 022ycssbfVVA 为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂痕，使弯筋不为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂痕，使弯筋不能发扬作用，能发扬作用，规定当按计算要求配置弯筋时，前一排弯规定当按计算要求配置弯筋时，前一排弯起点至后一排弯终点的间隔不应大于表中起点至后一排弯终点的间隔不应大于表中V0.7ftbh0栏的最大栏的最大箍筋间距箍筋间距smax的规定。的规定。v

17、5.7 构造要求构造要求纵向钢筋的弯起、截断和锚固纵向钢筋的弯起、截断和锚固悬臂梁弯矩及配筋图悬臂梁弯矩及配筋图a简支梁钢筋弯起简支梁钢筋弯起(b) 悬臂梁负钢筋截断悬臂梁负钢筋截断1. 抵抗弯矩图抵抗弯矩图( 图图)RMRM配置通长直筋的剪支梁的抵抗弯矩图配置通长直筋的剪支梁的抵抗弯矩图)2(bfAfhfAMcsyoysR MsysAfT 0bhfccfnxxRMssiRRiAAMM每根钢筋所能承当的每根钢筋所能承当的RiM为：为：2.纵向钢筋的弯起纵向钢筋的弯起n1纵向钢筋弯起在抵抗弯矩图上的表示纵向钢筋弯起在抵抗弯矩图上的表示方法方法 n为最后一根钢为最后一根钢筋的充分利用点筋的充分利用

18、点a为其不需求点为其不需求点2 纵向钢筋弯起应满足的条件纵向钢筋弯起应满足的条件 纵向钢筋弯起后正截面应有足够的抗弯才干抵抗弯矩图包住设计弯矩图 n纵向钢筋弯起后斜截面应有足够的抗弯纵向钢筋弯起后斜截面应有足够的抗弯才干才干纵向钢筋的弯起点应设在该钢筋纵向钢筋的弯起点应设在该钢筋的的“充分利用点截面以外不小于充分利用点截面以外不小于h0h02 2处处 3弯起钢筋的构造弯起钢筋的构造 n梁的剪力较小及梁内所配置纵向钢筋少于三根梁的剪力较小及梁内所配置纵向钢筋少于三根时，可不布置弯起钢筋。时，可不布置弯起钢筋。 n对于采用绑扎骨架的主梁、跨度大于或等于对于采用绑扎骨架的主梁、跨度大于或等于6m6m

19、的次梁以及吊车梁，不论计算能否需求，均宜设的次梁以及吊车梁，不论计算能否需求，均宜设置构造弯起钢筋。置构造弯起钢筋。 n位于梁侧的底层钢筋不应弯起。位于梁侧的底层钢筋不应弯起。 n当梁截面宽度大于当梁截面宽度大于350mm350mm时，在一个截面上的弯时，在一个截面上的弯起钢筋不得少于两根。起钢筋不得少于两根。 n弯起钢筋的弯起角度普通为弯起钢筋的弯起角度普通为4545，当梁截面高度，当梁截面高度h h大于大于800mm800mm时，可为时，可为6060，高度较小，并有集中荷，高度较小，并有集中荷载时，可为载时，可为3030。n弯起钢筋的末端应留有直线段，其长度弯起钢筋的末端应留有直线段，其长

20、度在受拉区不应小于在受拉区不应小于20d20d，在受压区不应小于，在受压区不应小于10d10d，对于光面钢筋，在其末端还应设置弯，对于光面钢筋，在其末端还应设置弯钩。钩。n当弯起钢筋是按计算设置时，前一排当弯起钢筋是按计算设置时，前一排( (相对于支相对于支座座) )弯起筋的弯终点至后一排弯起筋弯起点的程度弯起筋的弯终点至后一排弯起筋弯起点的程度间隔不应大于规定的箍筋最大间距间隔不应大于规定的箍筋最大间距n 接近支座的第一排弯起钢筋的弯终点至支座边接近支座的第一排弯起钢筋的弯终点至支座边的间隔不应大于规定的箍筋最大间距的间隔不应大于规定的箍筋最大间距 ，但，但也不宜小于也不宜小于50mm 50

21、mm maxsn当纵向钢筋不能在所需求的地方弯起，当纵向钢筋不能在所需求的地方弯起，或虽有箍筋及弯起筋但仍缺乏以抵抗设计或虽有箍筋及弯起筋但仍缺乏以抵抗设计剪力时，可增设附加抗剪钢筋，普通称为剪力时，可增设附加抗剪钢筋，普通称为“鸭筋，但不准采用鸭筋，但不准采用“浮筋浮筋 3.纵向钢筋的截断和锚固纵向钢筋的截断和锚固n1纵向钢筋的截断纵向钢筋的截断 (2)纵筋的锚固 n计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，受计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，受拉钢筋的锚固长度应按下式计算：拉钢筋的锚固长度应按下式计算： n dffltya钢筋的外形系数钢筋的外形系数n当当HRB335HRB335级、级、HRB400H

22、RB400级和级和RRB400RRB400级纵向级纵向受拉钢筋末端采用机械锚固措施时，包括受拉钢筋末端采用机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可取锚固长附加锚固端头在内的锚固长度可取锚固长度度 的的0.70.7倍。倍。 n机械锚固宜按以下图采用：机械锚固宜按以下图采用：aln当计算中充分利用纵向钢筋的抗压当计算中充分利用纵向钢筋的抗压强度时，其锚固长度不应小于受拉锚强度时，其锚固长度不应小于受拉锚固长度固长度 的的0.70.7倍。倍。n 对接受反复荷载的预制构件，应对接受反复荷载的预制构件，应将纵向非预应力受拉钢筋末端焊接在将纵向非预应力受拉钢筋末端焊接在钢板或角钢上，钢板或角钢应可

23、靠地钢板或角钢上，钢板或角钢应可靠地锚固在混凝土中。锚固在混凝土中。 aln钢筋混凝土简支梁的下部纵向受力钢筋，其伸钢筋混凝土简支梁的下部纵向受力钢筋，其伸入支座范围内的锚固长度应符合以下规定：入支座范围内的锚固长度应符合以下规定： otbhfV7 . 0当时：dlas5当otbhfV7 . 0时： 带肋钢筋 dlas12光面钢筋光面钢筋 dlas15n延续梁或框架梁的上部钢筋应贯穿其中间支座或中间延续梁或框架梁的上部钢筋应贯穿其中间支座或中间节点范围。下部纵向钢筋伸入中间支座或中间节点范围节点范围。下部纵向钢筋伸入中间支座或中间节点范围内的锚固长度应符合以下要求：内的锚固长度应符合以下要求：

24、 na当计算中不利用其强度时，其伸入的锚固长度应符合当计算中不利用其强度时，其伸入的锚固长度应符合前述简支梁中前述简支梁中 的要求；的要求； nb当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，其伸入锚固长当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，其伸入锚固长度应不小于度应不小于 的数值；的数值；n c当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，其伸入的锚固当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，其伸入的锚固长度不应小于长度不应小于0.7 alalotbhfV7 . 0钢筋骨架中的光面受力钢筋，应在钢筋末端做弯钩。钢筋骨架中的光面受力钢筋，应在钢筋末端做弯钩。 4、箍筋的构造要求、箍筋的构造要求n1.箍筋的设置箍筋的设置 n 高度

25、大于高度大于300m：全长设置箍筋：全长设置箍筋 高度为高度为150300mm：端部各：端部各14跨度范跨度范周内设置箍筋，但当梁的中部周内设置箍筋，但当梁的中部12跨度范跨度范围内有集中荷载作用时，那么应沿梁的全围内有集中荷载作用时，那么应沿梁的全长配置箍筋长配置箍筋 高度小于高度小于150mm：可不设箍筋。：可不设箍筋。n2. 箍筋的直径箍筋的直径 n 箍筋直径应不小于箍筋直径应不小于规定规定 当梁中配有计算需求的纵向受压钢筋时，当梁中配有计算需求的纵向受压钢筋时，箍筋直径尚不应小于箍筋直径尚不应小于 为纵向受压钢为纵向受压钢筋的最大直径筋的最大直径 。 4dn3. 箍筋的间距箍筋的间距

26、n 符合表符合表5-7的要求。的要求。 n 配有纵向受压钢筋时：配有纵向受压钢筋时： n 间距不应大于间距不应大于15d(d为纵向受压钢筋的最小直径为纵向受压钢筋的最小直径)，同时不应大于同时不应大于400mm； 当一层内的纵向受压钢筋多当一层内的纵向受压钢筋多于于5根且直径大于根且直径大于18mm时，箍筋间距不应大于时，箍筋间距不应大于10d； n 当梁的宽度大于当梁的宽度大于400mm且一层内的纵向受压钢且一层内的纵向受压钢筋多于筋多于3根时，或当梁的宽度不大于根时，或当梁的宽度不大于400mm但一层内但一层内的纵向受压钢筋多于的纵向受压钢筋多于4根时，应设置复合箍筋。根时，应设置复合箍筋

27、。n4. 箍筋的方式箍筋的方式 n 普通均应采用封锁式，普通均应采用封锁式，特别是当梁中配置有特别是当梁中配置有受压钢筋时。受压钢筋时。对于对于T形截面梁，当形截面梁，当不接受动荷载和扭矩不接受动荷载和扭矩时，其跨中接受正弯时，其跨中接受正弯矩区段内，可采用开矩区段内，可采用开口式箍筋。口式箍筋。 (a) 开口式 (b)封锁式 n 5. 箍筋的肢数 梁宽不大于梁宽不大于150mm时，时，采用单肢箍采用单肢箍 梁宽在梁宽在150mm350mm时采用双肢箍时采用双肢箍 梁宽大于等于梁宽大于等于300mm时时或受拉钢筋一排超越或受拉钢筋一排超越5根根或受压钢筋一排超越或受压钢筋一排超越3根根时采用四肢箍时采用四肢箍 (a)单肢单肢 (b)双肢双肢 (c)四肢四肢 受弯构件斜截面受剪承载力计算小结受弯构件斜截面受剪承载力计算小结1.钢筋混凝土受弯构件在剪力和弯矩共同钢筋混凝土受弯构件在剪力和弯矩共同作用区段，会产生垂直于主拉应力方向作用区段，会产生垂直于主拉应力方向的斜裂痕，并能够沿斜裂痕发生破坏。的斜裂痕，并能够沿斜裂痕发生破坏。为了防止发生斜截面破坏，应使构件有为了防止发生斜截面破坏，应使构件有一个合理的截面尺寸，并配置必要分腹一个合理的截面尺寸，并配置必要分