学习目标掌握剪跨比的概念斜截面受剪的三种破坏形态以及

1、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理1学习目标学习目标掌握剪跨比的概念、斜截面受剪的三种破坏掌握剪跨比的概念、斜截面受剪的三种破坏 形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的响；形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的响；熟练掌握矩形、熟练掌握矩形、T T形和形和I I字形截面斜截面受剪字形截面斜截面受剪 承载力的计算方法；承载力的计算方法；熟悉纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。熟悉纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2 教学提示教学提示应重点介绍斜截面受剪破坏的机理以及以剪应重点介绍斜截面受剪破坏的机理以及以剪 压破坏建立斜截面承载力计算公式的原因。压破坏建立斜截面承载

2、力计算公式的原因。并应强调现有的斜截面承载力计算式是综并应强调现有的斜截面承载力计算式是综 合大量试验结果得出的。合大量试验结果得出的。 本章的难点是材料抵抗弯矩图的绘制以及纵本章的难点是材料抵抗弯矩图的绘制以及纵 向受力钢筋的弯起、截断位置的确定。向受力钢筋的弯起、截断位置的确定。3第五章 受弯构件斜截面受剪承载力受弯构件有受弯构件有正截面受弯破坏正截面受弯破坏（M）斜截面受剪破坏斜截面受剪破坏（M、V）斜截面受弯破坏斜截面受弯破坏（M、V）三三种种破破坏坏形形态态斜截面受剪斜截面受剪通过通过计算计算和和 构造构造来保证。来保证。 斜截面受弯斜截面受弯通过通过构造构造来来 保证。保证。4RS

3、 0uVdV0RS 0uVV ?uV第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5箍筋弯起钢筋腹筋第五章 受弯构件斜截面受剪承载力6第五章 受弯构件斜截面受剪承载力02bhV201bhM021VhM0VhM0hdVdMm VM7第五章 受弯构件斜截面受剪承载力（对集中荷载简支梁）（对集中荷载简支梁）00VhVaVhMaVM=Va0ha影响影响承载力承载力和和破坏形态破坏形态。0ham 8第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 1 首先首先在梁腹部出现在梁腹部出现腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝， 随后随后混凝土被分割成混凝土被分割成斜压短柱斜压短柱， 最后最后斜向短柱斜向短柱混凝土压坏混凝土压坏而破坏。而破坏。 破坏取决于

4、破坏取决于混凝土的混凝土的抗压强度抗压强度。 脆性脆性破坏。破坏。P f斜压破坏斜压破坏91 3。 一旦一旦裂缝裂缝出现，就很快出现，就很快形成形成临界斜裂缝，临界斜裂缝，承载力承载力急急剧剧下降，构件破坏。下降，构件破坏。 承载力主要取决于混凝承载力主要取决于混凝土的土的抗拉强度抗拉强度。 脆性脆性显著。显著。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力P f斜拉破坏斜拉破坏11（斜截面斜截面三种三种破坏破坏都是都是脆性脆性）为受拉脆性为受拉脆性 破坏，破坏，脆性最显著脆性最显著； 且混凝土且混凝土抗压强度抗压强度未未 发挥。发挥。为受压脆性为受压脆性 破坏。破坏。为脆性破坏，为脆性破坏， 脆性相对好些

5、。脆性相对好些。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力Pf斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏斜拉破坏斜拉破坏12第五章 受弯构件斜截面受剪承载力斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏斜拉破坏斜拉破坏剪跨比剪跨比斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏斜拉破坏斜拉破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏剪压破坏剪压破坏 11 3配箍率配箍率无腹筋无腹筋r r sv很小很小r r sv适量适量r r sv很大很大13第五章 受弯构件斜截面受剪承载力14第五章 受弯构件斜截面受剪承载力上弦压杆上弦压杆基本拱体；基本拱体；下弦拉杆下弦拉杆纵筋；纵筋；受压腹杆受压腹杆斜裂缝间的砼；

6、斜裂缝间的砼；受拉腹杆受拉腹杆腹筋；腹筋；15影响影响承载力承载力和和破坏形态破坏形态。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力0VhM 随随 的增大，的增大，抗剪能抗剪能力力降低；降低； 但当但当 3 3时，时， 的的影响不再明显。影响不再明显。0bhV16 剪压破坏剪压破坏是由于是由于剪压区混凝土剪压区混凝土达到达到复合应力状态复合应力状态下的强度下的强度而破坏；而破坏； 斜拉破坏斜拉破坏是由于混凝土是由于混凝土斜向拉坏斜向拉坏而破坏；而破坏； 斜压破坏斜压破坏是由于混凝土是由于混凝土斜向短柱压坏斜向短柱压坏而破坏而破坏。 第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 砼强度砼强度越大，越大，抗剪强度抗剪强度

7、也越大。也越大。 但提高的但提高的幅度幅度因因破坏形态的不同破坏形态的不同而有所变化。而有所变化。 斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏17第五章 受弯构件斜截面受剪承载力bsnAbsAsvsvsv1rAsv1bS 当配箍在当配箍在合适范围合适范围时，时，受剪承载力受剪承载力随随配箍量配箍量的的增多、增多、箍筋强度箍筋强度的提高而的提高而增长增长，且呈，且呈线性线性关系。关系。0bhV18第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 纵筋配筋率越大，纵筋配筋率越大， 剪压区剪压区面积越大，面积越大， 纵筋的纵筋的销栓作用销栓作用越大，越大， 裂缝间骨料裂缝间骨料咬合作用咬合作用也越大。也越大。

8、0bhtfV因此因此，纵筋配筋率纵筋配筋率越大，越大，受剪承载力受剪承载力越高。越高。19 T形截面的形截面的受压翼缘受压翼缘，增加了，增加了剪压区剪压区的面积，的面积，受剪承受剪承载力载力有提高（有提高（25%）。）。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力梁高度梁高度越大，越大，斜裂缝宽度斜裂缝宽度就越大，就越大，销栓作用销栓作用和和骨料咬合作用骨料咬合作用也就越小。也就越小。，尺寸效应尺寸效应的影响减小。的影响减小。20第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 对于对于斜拉、斜压斜拉、斜压破坏，通过破坏，通过构造措施构造措施予以避免。予以避免。 对于对于剪压剪压破坏，则需通过破坏，则需通过设计计算设计计

9、算予以避免。予以避免。 斜截面受剪的斜截面受剪的机理机理非常复杂，非常复杂，所以所以我国规范采用我国规范采用“理论与试验相结合理论与试验相结合”的方法，在的方法，在基本假设基本假设的基础上，的基础上，建立了建立了半理论半经验半理论半经验的实用计算公式。的实用计算公式。21第五章 受弯构件斜截面受剪承载力VuVcVsVsbuV混凝土混凝土项的项的受剪受剪承载力承载力箍筋箍筋项的项的受剪受剪承载力承载力弯起钢筋弯起钢筋项的项的受剪受剪承载力承载力 0YsbVcsVsbscVVV22第五章 受弯构件斜截面受剪承载力025. 107 . 0hssvAyvfbhtfsbVVsbV00175. 1hssv

10、AyvfbhtfsbVcsVsbVssbAyfsbVsin8 . 0VcsV35 . 1230bhfVtur rsvfyv/ft矩形、矩形、T T形和工形截面的一般受弯构件形和工形截面的一般受弯构件第五章 受弯构件斜截面受剪承载力tyvsvtuffbhfVr r25. 17 . 0024第五章 受弯构件斜截面受剪承载力集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁0bhfVtur rsvfyv/ft =1.5 =3tyvsvtuffbhfVr r 175. 1025第五章 受弯构件斜截面受剪承载力csVdV0sbVsvfsvkcufpbhr,)6 . 02(031045. 0321sbVssbA

11、sdfsbVsin31075.00100100bhAPsr5 . 226第五章 受弯构件斜截面受剪承载力06 . 0 mhc 30hdVdMmVuVcC27第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 防止发生防止发生斜压斜压破坏。破坏。 限制在使用阶段的限制在使用阶段的斜裂缝斜裂缝宽度。宽度。 28第五章 受弯构件斜截面受剪承载力砼强度砼强度影响系数影响系数，当当C50时时,b bc =1.0； =C80时时,b bc =0.8； 其间其间线性插值。线性插值。线性插值时，当时，当时，当64020. 06025. 04bwhbhcfcVbwhbhcfcVbwhbb0,31051.00bhkcufdV29第

12、五章 受弯构件斜截面受剪承载力截面截面腹板腹板高度高度30 防止防止斜拉斜拉破坏。破坏。 建工建工规范规范规定当规定当V0.7ftbh0时，配箍率应满足时，配箍率应满足yvtsvsvsvffbsA24. 0min,rr第五章 受弯构件斜截面受剪承载力023105 . 00bhtdfdV道桥道桥规范规范规定当规定当 时，时， 可仅按可仅按构造构造配置箍筋。配箍率应满足配置箍筋。配箍率应满足HRB335%12. 0R235%18. 0min,svvbssvAsvrr31第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 梁高 h(mm) V0.7ftbh0 V0.7ftbh0 150h300 150 200 300

13、h500 200 300 500800 300 400 须有箍筋与斜裂缝相交须有箍筋与斜裂缝相交建工：建工：教材教材P117P117表表5-25-2道桥道桥 0.50.5h建工、道桥建工、道桥均应均应 400400， 15d32第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 梁高 h(mm) 箍筋直径(mm) 250800 6 8 建工、道桥建工、道桥均应均应 0.25d道桥道桥 8 8建工建工33第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 建规中建规中不配置不配置箍筋和弯起钢筋箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯的一般板类受弯构件的构件的受剪承载力受剪承载力计算公式：计算公式：Vc=0.7bh ftbh04/10800hh

14、b其中当h0 2000mm时，取h0=2000mm34M M +理论理论反弯点反弯点斜裂缝斜裂缝粘粘结结裂裂缝缝出出现现前前第五章 受弯构件斜截面受剪承载力粘结裂缝粘结裂缝粘粘结结裂裂缝缝出出现现后后a35M M +理论理论反弯点反弯点斜裂缝斜裂缝aaMMV0VhMMM011ha0ha第五章 受弯构件斜截面受剪承载力36第五章 受弯构件斜截面受剪承载力371122114433建规建规支座边缘截面（支座边缘截面（1-1）；）； 桥规桥规取取距距边支座边支座中心中心 h / 2h / 2 处截面（处截面（5-55-5） 腹板腹板宽度宽度改变处截面（改变处截面（2-2）；）； 箍筋箍筋直径或间距直径

15、或间距改变处截面（改变处截面（3-3）；）；受拉区弯起钢筋受拉区弯起钢筋弯起点弯起点处的截面（处的截面（4-4）。）。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力h/2h/25 55 538第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 （已知已知b、h、fc、ft、fyv及及配箍配箍，求求Vu）r rsv r rsv ,min及及s smaxNO Vu=0.7ft bh0或或0175. 1bhfVtu Vu=0.20.25b bc fc bh0Vu= Vcs（有一般和集中荷载两种情况）（有一般和集中荷载两种情况）取较小值取较小值yes输出输出Vu比较比较V Vu可靠可靠yes不可靠不可靠NO39第五章 受弯构件斜截面

16、受剪承载力 （已知已知V、 b、h、fc、ft、fyv，求，求配箍配箍）V 0.20.25b bc fc bh0按构造按构造(smax、dmin)配箍配箍NOV 0.7 ft bh0或或0175. 1bhfVt yesyes调大调大b、h或或fcNO 按计算配箍按计算配箍0025. 17 . 0hfbhfVsAyvtsv000 . 175. 1hfbhfVsAyvtsv选配箍筋选配箍筋n、d和和s，并应满足，并应满足r rsv.min、 smax、dmin输出输出n,d,s40第五章 受弯构件斜截面受剪承载力例题例题见见建工教材建工教材P105106 41sin8 . 0sbycsuAfVV第

17、五章 受弯构件斜截面受剪承载力V1V21122V3700mm700mm时，为时，为60600 0。道桥道桥均为均为45450 056第五章 受弯构件斜截面受剪承载力鸭筋鸭筋5712N32N22N12N22N32N2/0h2/0h2 2113312N22N32Nabbcc第五章 受弯构件斜截面受剪承载力58 las应符合下例规定：应符合下例规定：当当V0.7ft bh0时：时：las5d当当V0.7ft bh0时：时： las12d（带肋钢筋） las15d（光面钢筋）第五章 受弯构件斜截面受剪承载力下部纵向受力钢筋下部纵向受力钢筋的锚固长度均取的锚固长度均取las5d。 59纵筋纵筋先由先由控

18、制截面处控制截面处最大弯矩最大弯矩计算计算得到。得到。在在弯矩较小区段弯矩较小区段可将可将一部分纵筋一部分纵筋弯起或弯起或截断。截断。，由于，由于弯矩图弯矩图变化变化平缓平缓，所以，所以正正钢筋钢筋一般一般不截断不截断。可根据可根据弯矩图的变化弯矩图的变化将钢筋将钢筋分分批截断批截断。必须有足够的必须有足够的锚固长度锚固长度。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力60 ac的的水平长度水平长度第五章 受弯构件斜截面受剪承载力1212a.b.c.条件条件1 1条件条件2 2实际实际截断点截断点理论理论截断点截断点强度充分强度充分利用截面利用截面 bc的的水平长度水平长度61第五章 受弯构件斜截面受剪承

19、载力bc 20dac 1.2la 1212a.b.c. 20d20d 1.21.2la62第五章 受弯构件斜截面受剪承载力bc （h0、20d）maxac 1.2la+ h01212a.b.c. 20d20d 1.21.2la+h0 h063则则第五章 受弯构件斜截面受剪承载力bc （1.31.3h0、20d）max ac 1.2la+ 1.7h01212a.b.c. 20d20d 1.21.2la+1.7h0 1.31.3h064抑制抑制斜裂缝斜裂缝的开展，的开展，使斜裂缝出现后使斜裂缝出现后纵筋应力纵筋应力 s 的增量减小；的增量减小； 65第五章 受弯构件斜截面受剪承载力66第五章 受弯构件斜截面受剪承载力1、剪跨比（、剪跨比（ ）的概念。的概念。2、传力机构传力机构：拉杆拉杆-拱模型拱模型。3、破坏形态：、破坏形态：斜拉斜拉、剪压剪压和和斜压斜压破坏。破坏。 发生的发生的条件条件（ ） 、破坏特征。、破坏特征。67第五章 受弯构件斜截面受剪承