受剪构件学习教案

1、受剪构件受剪构件(gujin)第一页，共44页。5.1 5.1 概述概述(i sh)(i sh)弯剪斜裂缝(li fng)腹剪斜裂缝(li fng)箍筋弯起钢筋腹筋第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.1 概 述第1页/共44页第二页，共44页。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)5.2 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜裂缝、剪跨比及(bj)(bj)斜截面破坏形态斜截面破坏形态一、斜裂缝出现后梁中受力状态一、斜裂缝出现后梁中受力状态(zhungti)(zhungti)的变化的变化斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大( (剪压区剪压区

2、) )第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第2页/共44页第三页，共44页。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)一、斜裂缝出现后梁中受力状态一、斜裂缝出现后梁中受力状态(zhungti)(zhungti)的变化的变化VcVaVd斜裂缝斜裂缝(li fng)(li fng)出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大( (剪压区剪压区) )第五章 受弯构件斜截面受剪承载力斜裂缝出现前，支座附近截面斜裂缝出现前，支座附近截面a-a的钢筋应力的钢筋应力s ss与与Ma成正比；成正比；MaMb5.2 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜

3、截面破坏形态第3页/共44页第四页，共44页。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)一、斜裂缝出现后梁一、斜裂缝出现后梁(HuLing)(HuLing)中受力状态的变化中受力状态的变化斜裂缝出现后，受剪面积斜裂缝出现后，受剪面积(min j)(min j)的减小使受压区混凝土剪力增大的减小使受压区混凝土剪力增大( (剪压区剪压区) )第五章 受弯构件斜截面受剪承载力斜裂缝出现前，支座附近截面斜裂缝出现前，支座附近截面a-a的钢筋应力的钢筋应力s ss与与Ma成正比成正比斜裂缝出现后，斜裂缝出现后，截面截面a-a 的钢筋应力的钢筋应力s ss取决于取决于临界斜裂缝顶点截面临界斜裂缝顶点截面b

4、-bb-b处的处的Mb，即与即与Mb成正比成正比。因此，斜裂缝出现使因此，斜裂缝出现使支座附近的支座附近的s ss与跨中截面的与跨中截面的s ss相近，相近，这对纵筋的锚固提出更高的要求。这对纵筋的锚固提出更高的要求。同时，销栓作同时，销栓作用用Vd使纵筋周围的混凝土产生使纵筋周围的混凝土产生撕裂裂缝撕裂裂缝，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。Vd，TaTbTbMaMb梁由原来的梁由原来的梁传力机制梁传力机制变成变成拉杆拱传力机制拉杆拱传力机制5.2 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态第4页/共44页第五页，共44页。三、斜截面三、斜截

5、面(jimin)(jimin)受剪破坏的三种形态（无腹筋梁）受剪破坏的三种形态（无腹筋梁）0bhV00haVhM对集中对集中(jzhng)荷载简支梁荷载简支梁剪跨比剪跨比Shear span ratio5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件斜截面受剪承载力h0a0VhMs20bhMs第5页/共44页第六页，共44页。（ 3）5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力P f斜拉破坏斜拉破坏diagonal tension failure第6页/共44页第七页，共44页。无腹筋斜拉破坏无腹筋斜拉破坏(phui)试试验录像验录像第7页

6、/共44页第八页，共44页。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力P f（1 3）剪跨比较小，剪跨比较小，有一定拱作用有一定拱作用 斜裂缝出现后，部分荷载通过拱作用传递到支座，承载力没有很快丧失，荷载可以继续增加，并出现其它斜裂缝。斜裂缝出现后，部分荷载通过拱作用传递到支座，承载力没有很快丧失，荷载可以继续增加，并出现其它斜裂缝。剪压破坏剪压破坏shear compression failure第8页/共44页第九页，共44页。无腹筋剪压破坏无腹筋剪压破坏(phui)试验录试验录像像第9页/共44页第十页，共44页。（ 1）5.2 无腹筋梁的受

7、剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力P f斜压破坏斜压破坏diagonal compression failure第10页/共44页第十一页，共44页。无腹筋斜压破坏无腹筋斜压破坏(phui)试验试验录像录像第11页/共44页第十二页，共44页。无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；斜压破坏为受压脆性破坏；斜压破坏为受压脆性破坏；剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。不同破坏形态的原因主要不同破坏形态的原因主要(zhyo)是由于传力

8、路径的变化引起应力状态的不同而产生的。是由于传力路径的变化引起应力状态的不同而产生的。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第12页/共44页第十三页，共44页。一、影响一、影响(yngxing)(yngxing)受剪承载力的因素受剪承载力的因素 剪跨比剪跨比l l 影响荷载传递机构影响荷载传递机构(jgu)(jgu)，从而直接影响到梁中的应力状态，从而直接影响到梁中的应力状态 剪跨比剪跨比l l 大，荷载主要依靠拉应力传递到支座大，荷载主要依靠拉应力传递到支座 剪跨比剪跨比l l 小，荷载主要依靠压应力传递到支座小，荷载主要依靠压应力传递到支

9、座5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.4 5.4 斜截面承载力计算公式斜截面承载力计算公式第13页/共44页第十四页，共44页。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第14页/共44页第十五页，共44页。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第15页/共44页第十六页，共44页。间接加载，由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使在名义剪跨比较间接加载，由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使在名义剪

10、跨比较(bjio)(bjio)小时，也会产生斜拉破坏。小时，也会产生斜拉破坏。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第16页/共44页第十七页，共44页。 混凝土强度混凝土强度 剪切破坏是由于混凝土达到复合应力（剪压）状态下强度而发生的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。剪切破坏是由于混凝土达到复合应力（剪压）状态下强度而发生的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。 原规范原规范(gufn)(gufn)规范规范(gufn)GBJ10-89(gufn)GBJ10-89取无腹筋梁的受剪承载力取无腹筋梁的受剪承载力VuVu与与fcfc成正比

11、，这在普通强度等级情况下近似成立。成正比，这在普通强度等级情况下近似成立。 试验表明，随着混凝土强度的提高，试验表明，随着混凝土强度的提高，VuVu与与 ft ft 近似成正比。近似成正比。 事实上，斜拉破坏取决于事实上，斜拉破坏取决于ft ft ，剪压破坏也基本取决于，剪压破坏也基本取决于ftft，只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于，只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于fcfc。 而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第17页/共44页第十八页，共44页。5.2 无腹筋梁的

12、受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第18页/共44页第十九页，共44页。纵筋配筋率纵筋配筋率纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面积也越大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积还可限制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面积也越大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积还可限制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。截面形状截面形状TT形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（20%2

13、0%），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。尺寸效应尺寸效应梁高度很大时，撕裂裂缝比较明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也较大，削弱了骨料咬合作用。试验表明，在保持参数梁高度很大时，撕裂裂缝比较明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也较大，削弱了骨料咬合作用。试验表明，在保持参数fcfc、r r、l l 相同的情况下，截面尺寸增加相同的情况下，截面尺寸增加4 4倍，受剪承载力降低倍，受剪承载力降低25%30%25%30%。对于。对于(duy)(duy)高度较大的梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。高度较大的梁，配置梁腹纵筋，

14、可控制斜裂缝的开展。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第19页/共44页第二十页，共44页。5.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第20页/共44页第二十一页，共44页。二、无腹筋梁受剪承载力的计算二、无腹筋梁受剪承载力的计算(j sun)(j sun) 影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑，而且受剪破坏影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑，而且受剪破坏(phui)(phui)都是脆性的。都是脆性的。 规范根据大量的试验结果，取具有一定可靠度（规范根据大量

15、的试验结果，取具有一定可靠度（95%95%）的偏下限经验公式来计算受剪承载力。）的偏下限经验公式来计算受剪承载力。 矩形、T形和工形截面(jimin)的一般受弯构件新规范： Vc=0.7 ftbh0原规范：Vc=0.07fcbh06.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力 上式相当于受均布荷载作用的不同上式相当于受均布荷载作用的不同l0/h的简支梁、连续梁试验结果的偏下限，接近斜裂缝开裂荷载，因此当剪力设计值小于该值时，不会产生受剪破坏，的简支梁、连续梁试验结果的偏下限，接近斜裂缝开裂荷载，因此当剪力设计值小于该值时，不会产生受剪破坏，同时在使用荷载下一般不会出现斜裂缝。同时在

16、使用荷载下一般不会出现斜裂缝。第21页/共44页第二十二页，共44页。6.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第22页/共44页第二十三页，共44页。集中荷载(hzi)作用下的独立梁 对于不与楼板对于不与楼板(lubn)(lubn)整浇的独立梁，在集中荷载下，或同时作用多种荷载时，其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的整浇的独立梁，在集中荷载下，或同时作用多种荷载时，其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的75%75%以上时，以上时，新规范(gufn)：00 . 175. 1bhfVtc当剪跨比当剪跨比 3.0，取取 =3.0，且支座到计算

17、截面之间均应配置箍筋。，且支座到计算截面之间均应配置箍筋。无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的，其应用范围有严格的限制。无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的，其应用范围有严格的限制。规范规范仅对仅对h150的小梁（如过梁、檩条）可采用无腹筋。的小梁（如过梁、檩条）可采用无腹筋。6.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力05 . 12 . 0bhfVcc原规范：第23页/共44页第二十四页，共44页。6.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力第24页/共44页第二十五页，共44页。6.2 无腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受弯构件(gujin

18、)斜截面受剪承载力需要说明的是：需要说明的是：以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。意义。实际无腹筋梁不允许采用实际无腹筋梁不允许采用规范中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般规范中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般(ybn)单向板类构件的受剪承载力计算公式单向板类构件的受剪承载力计算公式Vc=0.7bh ftbh04/10800hhb当当h0小于小于800mm时取时取h0=800mm当当h02000mm时取时取h0=2000mm第25页/共44页第二十六页，共44页。三、有腹筋梁的受剪性能三、有腹筋梁的受剪性能(xngnng)(xngnng)6.

19、3 有腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第26页/共44页第二十七页，共44页。（一）箍筋的作用（一）箍筋的作用(zuyng)6.3 有腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第27页/共44页第二十八页，共44页。（二）破坏（二）破坏(phui)(phui)形态形态影响有腹筋梁破坏形态的主要影响有腹筋梁破坏形态的主要(zhyo)因素有剪跨比因素有剪跨比lbsnAbsAsvsvsv1 剪跨比 配箍率11 3无腹筋sv很小sv适量sv很大 剪跨比 配箍率11 3无腹筋斜压破坏剪压破坏斜拉破坏sv很小斜压破坏剪压破坏斜拉破坏sv适量斜压破坏剪压破坏剪压破坏sv

20、很大斜压破坏斜压破坏斜压破坏6.3 有腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受弯构件斜截面受剪承载力和和配箍率配箍率 sv第28页/共44页第二十九页，共44页。箍筋适量箍筋适量(shling)梁受剪破坏试验梁受剪破坏试验录像录像第29页/共44页第三十页，共44页。箍筋较少梁受剪破坏箍筋较少梁受剪破坏(phui)试验录像试验录像第30页/共44页第三十一页，共44页。箍筋较多梁受剪破坏箍筋较多梁受剪破坏(phui)试验试验录像录像第31页/共44页第三十二页，共44页。四四 受剪承载力的计算受剪承载力的计算(j sun)(j sun)（一）计算公式（一）计算公式scuVVVVc为无腹筋梁的

21、承载力为无腹筋梁的承载力考虑到配置箍筋后尺寸效应的影响减小，以及纵向考虑到配置箍筋后尺寸效应的影响减小，以及纵向(zn xin)钢筋的影响并不是很大。钢筋的影响并不是很大。6.4 受剪承载力计算(j sun)第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第32页/共44页第三十三页，共44页。矩形矩形(jxng)(jxng)、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0025. 17 . 0hsAfbhfVsvyvtu现规范：集中荷载集中荷载(hzi)作用下的独立梁作用下的独立梁现规范：000 . 10 . 175. 1hsAfbhfVsvyvtu005 . 107. 0hsAfbhfVsv

22、yvcu原规范：0025. 15 . 12 . 0hsAfbhfVsvyvcu原规范：6.4 受剪承载力计算(j sun)第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第33页/共44页第三十四页，共44页。6.4 受剪承载力计算(j sun)第六章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力矩形、矩形、T T形和工形截面的一般形和工形截面的一般(ybn)(ybn)受弯构件受弯构件第34页/共44页第三十五页，共44页。6.4 受剪承载力计算(j sun)第六章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力集中荷载作用集中荷载作用(zuyng)下的独立梁下的独立梁第35页/共44页第三十六页，共44页。（二）截面（二

23、）截面(jimin)(jimin)限制条件限制条件当4bhw时， 025. 0bhfVccb当6bhw时， 020. 0bhfVccb当64bhw时，按直线内插法取用。bcbc为高强为高强(g(goqing)oqing)混凝土的强度折减系数，当混凝土的强度折减系数，当fcu,k fcu,k 50N/mm250N/mm2时，时，bc 1.0bc 1.0，当，当fcu,k 80N/mm2fcu,k 80N/mm2时时bc 0.8bc 0.8，其间线性插值。，其间线性插值。6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第36页/共44页第三十七页，共44页。（二）截面限制（二）截面限制(xi

24、nzh)(xinzh)条件条件6.4 受剪承载力计算(j sun)第六章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力hw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腹板宽度形截面和工形截面的腹板宽度当4bhw时， 025. 0bhfVccb当6bhw时， 020. 0bhfVccb当640.7ftbh0 V0.7ftbh0 150h300 150 200 300h500 200 300 500800 300 400 表 5-3 梁中箍

25、筋最小直径(mm) 梁高 h(mm) 箍筋直径 h250 250800 4 6 8 第39页/共44页第四十页，共44页。（四）受剪计算（四）受剪计算(j sun)(j sun)斜截面斜截面 支座边缘支座边缘(binyun)截面（截面（1-1）；）； 腹板宽度改变处截面（腹板宽度改变处截面（2-2）；）； 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）；）； 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）。）。第六章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算第40页/共44页第四十一页，共44页。（五）仅配箍筋梁的设计（五）仅配箍筋梁的设计(shj)(shj)计算计算第六章 受弯构件(gujin)斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算(j sun) 钢筋混凝土梁一般先进行正截面承载力设计，初步