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文档简介
1、 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斜截面配筋的形式斜截面配筋的形式梁中设置钢筋承担开裂后的拉力:箍筋、弯筋、纵筋、架立筋 形成钢筋骨架,如图4-1所示。图4-1 箍筋及弯起钢筋有腹筋梁:箍筋、弯起钢筋(斜筋)、纵筋无腹筋梁:纵筋弯终点弯起点弯起筋纵筋箍筋架立筋ash0Asvssb. . 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
2、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。 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有腹筋梁:箍筋、弯起钢筋(斜筋)、纵筋无腹筋梁:纵筋无腹筋梁无腹筋梁是指不配箍筋、弯起钢筋的梁。实际中一般都要配箍箍筋,有时还配有弯起钢筋。实际中一般都要配箍箍筋,有时还配有弯起钢筋。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
3、态斜截面上的抗力斜截面上的抗力 剪压面上的压剪压面上的压力力Dc和剪力和剪力Vc ; 斜截面相对错斜截面相对错动产生的骨料咬合动产生的骨料咬合力力Sa; 纵向钢筋的销纵向钢筋的销栓剪力栓剪力Vd ; 纵向钢筋的拉纵向钢筋的拉力力Ts 。应力状态的变化应力状态的变化 剪压区的应力剪压区的应力 , 增大;增大; 纵向钢筋的拉纵向钢筋的拉力突然增大。力突然增大。斜裂缝出现后梁中受力状态的变化主要表现在:斜裂缝出现后梁中受力状态的变化主要表现在:开裂前的剪力是全截面承担的,开裂后则主要由剪压区承担,混凝土的切应力大大增加;混凝土剪压区面积因斜裂缝出现和发展而减小,剪压区内的混凝土压应力将大大增加;与斜
4、裂缝相交处的纵向钢筋应力,由于斜裂缝的出现而突然增加;纵向钢筋拉应力的增加导致钢筋与混凝土之间粘结应力的增加,有可能出现沿纵向钢筋的粘结裂缝(图4-5a)或撕裂裂缝(图4-5b);粘结裂缝和撕裂裂缝粘结裂缝和撕裂裂缝1、斜裂缝梁中受力状态图:现将梁沿斜裂缝AAB切开,取出斜裂缝顶点左边部分脱离体。AABBDC(a)BDCAACaVASaVdTsDcVcMBMAPP图4-3 梁中斜裂缝的受力变化2、应力状态变化分析: 开裂前,剪力VA由全截面承受;开裂后,VA为残余的较小面积承受;同时VA和VC组成的力偶应由TS及Dc来平衡,残余面上既受剪又受压剪压区,且 , 明显增大。 开裂前,BB处钢筋应力
5、由MB决定;开裂后,BB处钢筋应力由MA决定, MA MB ,所以,BB处钢筋应力突增。 最终随着荷载加大,斜裂缝形成,梁的受力有如一拉杆拱的作用。在弯剪区段,由于M 和V 的存在产生正应力和剪应力。将弯剪区段的典型微元进行应力分析,可以由,求得主拉应力和主压应力。并可求得主应力方向。剪弯区段的主应力迹线如图4-1所示。主应力的作用方向与梁轴线的夹角1 按下式确定: 由于弯剪区的主拉应力tp ft时,即产生斜裂缝, 故其破坏面与梁轴斜交 称斜截面破坏。22tg(4-3) 斜截面受力特点及破坏形态 钢筋混凝土梁的剪应力和主应力2222tp主拉应力: 主压应力: 2222cp2arctan21时,
6、出现斜裂缝,应力产生重分布。ttpf当 无腹筋简支梁斜截面破坏形态) 3(m1)斜拉破坏 特点:斜裂缝出现后,梁很快被拉断2)剪压破坏) 31 (m特点:斜裂缝产生后存在剪压区,最终剪压破坏。 3)斜压破坏) 1( m混凝土沿斜方向压坏。有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态1 1、 配置箍筋抗剪配置箍筋抗剪= (a) 单肢箍 (b) 双肢箍 (c) 四肢箍箍筋的肢数 衡量配箍量大小的指标4-8bsnAbsA1svsvsv 配箍率Asv1ssbAsv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积,见图4-9 ;Asv1单肢箍筋的截面面积; 图4-9 配箍率n 箍筋的肢数,一般取n2,
7、当b400mm时 n=4,见上图。s 沿构件长度方向箍筋的间距;b 梁的宽度。2、 有腹筋梁的破坏形态配箍率sv很低,或间距S 较大且较大的时候;sv很大,或很小(1)斜向压碎,箍筋未屈服;配箍和剪跨比适中,破坏时箍筋受拉屈服,剪压区压碎,斜截面承载力随sv及fyv的增大而增大。 斜拉破坏: 斜压破坏: 剪压破坏: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 则:则: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
8、梁截面上正应力与剪应力(或弯矩M与与V) 的相对大小,影响梁的剪切破坏形态。的相对大小,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 截面容易被截面容易被拉坏拉坏; 较小,说明较小,说明 (或(或V)较大)较大 截面容易被截面容易被压坏压坏。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
9、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 ,试 验 表 明 ,剪跨剪跨比越大,比越大,有 腹 筋 梁 的有 腹 筋 梁 的抗 剪 承 载 力抗 剪 承 载 力越 低 , 如 图越 低 , 如
10、图所 示 。 对 无所 示 。 对 无腹筋梁来说,腹筋梁来说,剪跨比越大,剪跨比越大,抗 剪 承 载 力抗 剪 承 载 力也 越 低 , 但也 越 低 , 但当当3 ,剪剪跨跨比 的 影 响 不比 的 影 响 不再明显。再明显。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 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。梁为斜拉斜压破坏时,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
11、承载力取决于混凝土的抗拉强度,而抗拉强度的破坏时,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。剪压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。破坏时,混凝土强度的影响则居于上述两者之间。 纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率 试验表明,梁的受试验表明,梁的受剪承载力随纵向钢筋剪承载力随纵向钢筋配筋率配筋率的提高而增的提高而增大大 。这主要是纵向受。这主要是纵向受拉钢筋约束了斜裂缝拉钢筋约束了斜裂缝长度的延伸,从而增长度的延伸,从而增大了剪压区面积的作大了剪压区面积的作用。用。纵向钢筋配筋率对有腹筋
12、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,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,梁的受剪承载力随配箍筋量的增多、箍筋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. 纵筋配筋率 纵筋的受剪产生了销栓力,所以纵筋的配筋越大,梁的受剪承载力也就提高。. 斜截面上的骨料咬合力 斜裂缝处的骨料咬合力对无腹筋梁的斜截面受剪承载力影响较大
13、 。(1)尺寸的影响: 截面尺寸大的构件,破坏时的平均剪应力比尺寸小的构件要降低。试验表明,其他参数保持不变时梁高扩大四倍,受剪承载力下降25%40%。(2)形状的影响: 增加翼缘宽度(T形梁)及梁宽可相应提高受剪承载力。. 截面尺寸和形状有腹筋梁的抗剪承载力有腹筋梁的抗剪承载力 有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与无腹筋梁一样:斜压破坏、剪压破坏和斜压拉破坏三种。在工程设计时应设法避免。采用方式:斜压破坏 通常用限制截面尺寸的条件来防止;剪压破坏 用满足最小配箍率条件及构造要求来防止;斜拉破坏 通过计算使构件满足一定的斜截面受剪承载力; 1 计算原则计算原则1、基本假设 我国混凝土结构设计规范中所
14、规定的计算公式就是根据剪压破坏形态而建立的。考虑了的平衡条件 ,引入一些试验参数及四项基本假设。 0y (1)剪压破坏时,斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度; (2)剪压破坏时,不考虑斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力; (3)为计算公式应用简便,仅在计算梁受集中荷载作用为主的情况下,才考虑剪跨比。(4)剪压破坏时,斜裂缝所承受的剪力由三部分组成,见下图: 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 VuVcVsV
15、sb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 则 Vu=Vcs+Vsb 1 计算原则计算原则式中 Vu 梁斜截面破坏时所承受的总剪力; Vc 混凝土剪压区所承受的剪力; Vsv 与斜裂缝相交的箍筋所承受的剪力; Vsb 梁斜截面破坏时所弯起钢筋承受的剪力; 相对名义剪应力相对名义剪应力Vcs/ftbho与配箍系数的关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
16、矩形、对于矩形、T形等的一般受形等的一般受弯构件弯构件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tyvsvsvttcsffbhfV0 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 0svyv0tcsu25. 17 . 0hsAfbhfVV 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 0svyv0tcsu0 . 10 . 175. 1hsAfbhfVV3.配有箍筋和弯起筋,梁受剪承载力的计算公式Vu=Vcs+Vsb4-16Vsb = 0.8fy Asb sin4-17图4-18
17、弯起钢筋所承担的剪力 fy 弯起钢筋抗拉强度设计值, 按普通钢筋强度设计值表取用;Asb 与斜裂缝相交的配置在同一弯矩平面内的弯起钢筋截面 面积;a s 弯起钢筋与梁纵轴线的夹角,一般为450,当梁截面超 过800mm时,通常是600; 考虑弯起筋在破坏时,不能全部发挥作用,公式中系数取0.8:3 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 .0AfhsAfbhfVV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1.均布荷载作用下矩形、T形和I形截面的简支梁2.对集中荷载作用下的矩形
18、、T形和I形截面独立简支梁ssby0svyv0tusin8 . 0175. 1AfhsAfbhfVVfy -弯起钢筋抗拉强度弯起钢筋抗拉强度Asb-弯起钢筋面积弯起钢筋面积as-弯起角弯起角3、计算公式的适用范围斜压破坏主要由腹板宽度,梁截面高度及混凝土强度决定。1)截面的最小尺寸(上限值):64wbh按直线内插值法取用; 为防止斜压破坏及梁在使用阶段斜裂缝过宽,对梁的截面尺寸作如下规定:4wbh 一般梁V 0.25cfcbh04-18 薄腹梁6bhwV 0.2cfcbh04-19在实际设计中,当不满足(4-18)、(4-19)式时,说明梁截面尺寸太小,会发生斜压破坏,应采取的措施是加大截面尺
19、寸或提高混凝土强度等级。这一点与受弯构件正截面计算中?bh0 相似。 V 剪力设计值; hw 截面的腹板高度,矩形截面取有效高度, T形截面取有 效高度减去翼缘高度,工形截面取腹板净高;c 混凝土强度影响系数,不超过C50时,取c =1.0,当砼强 度等级为C80时,取 c =0.8,其间按直线内插法取用;h0h0h0hfhwhhfhfhw(a) hw = h0 (b) hw = h0 hf (c) hw = h0 hf hf 图4-19 hw 取值示意图 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 4.0时,属于薄腹梁,应满足 b
20、hw0cc2.0bhfV当4.0 4.0时,属于薄腹梁,应满足 bhw0cc)14(025. 0bhfbhVw4 公式的适用范围公式的适用范围 箍筋用量太小,主裂缝形成后,由于应力转变而引起箍筋应力迅速增加而达到强度极限。此时,箍筋已起不到抗剪作用,梁的受力形同于无腹筋梁,在剪跨比较大时极易发生斜拉脆性破坏。为防止这种由于箍筋配置过少而发生的斜拉脆性破坏,规范规定了梁的最小配箍率: 为防止裂缝出现后,拉应力突增,裂缝加剧扩展,甚至导致箍筋被拉断,造成斜拉破坏,规定了配箍率的下限值,即最小配箍率:2)箍筋的最小含量(下限值):最小配箍率:yvtsvff24.0min4-204 公式的适用范围公式
21、的适用范围下限值下限值箍筋最小含量箍筋最小含量 yvt1svminv,s24.0ffbsnA 为了避免发生斜拉破坏,规范规定,配箍率应大于最小配箍率,箍筋最小配筋率为 设计计算设计计算截面选取原则:剪力作用效应沿梁长是变化的,截面的抗剪能力沿梁长也是变化的。在剪力或抗剪能力变化的薄弱环节处应该计算。1、设计方法和计算截面 斜截面受剪承载力的设计计算斜截面受剪承载力的设计计算保证梁不发生斜截面的剪压破坏:uVV 4-22根据受剪分析,应选择合理的计算截面位置。斜截面受剪承载力的计算截面位置s1s2 截面1-1:支座边缘截面,此处设计剪力值最大; 截面2-2:弯起钢筋弯起点(下弯点)截面,无弯筋相
22、交, 受剪承载力变化; 截面3-3:箍筋直径或间距改变,影响此处梁受剪承载力; 截面4-4:截面宽度改变处,影响此处梁受剪承载力。由正截面承载力确定截面尺寸bh,纵筋数量As ;2、计算步骤步 骤: 由斜截面受剪承载力计算公式适用范围的上限值验算截面尺寸; 计算斜截面受剪承载力,配置箍筋或弯筋的数量,要满足下限值;根据构造要求,按最小配筋率设置梁中配筋。具体受弯构件斜截面受剪承载力计算步骤具体受弯构件斜截面受剪承载力计算步骤1 1)截面设计)截面设计(1)计算步骤)计算步骤已知剪力设计值V、材料强度设计值和截面尺寸,要求确定箍筋和弯起钢筋的数量。第一步:第一步:梁的截面尺寸通常先由正截面受弯承
23、载力计算和刚度计算要求确定,再按公式(4-18)或公式(4-19)进行复核。如不满足要求,则应增大截面尺寸或提高混凝土强度等级。4wbh 一般梁V 0.25cfcbh0(4-18) 薄腹梁6bhwV 0.2cfcbh04-19第二步:第二步:确定是否需要按计算配置腹筋当满足公式(4-9)或公式(4-10)的条件时,可按构造要求不配置腹筋,否则按计算配置腹筋。第三步:第三步:计算斜截面上受压混凝土和箍筋的受剪承载力Vcs.当按计算配置腹筋时,一般可根据构造要求等选定箍筋直径、肢数和间距,然后按公式(4-17)或公式(4-18)计算Vcs。(4-10)00 . 175. 1bhfVt (4-9)0
24、7 . 0bhfVt(4-14)0025. 17 . 0hfsAbhfVVcsyvsvt承载力计算公式:承载力计算公式:(4-15)000 .10 .175.1hsAbhfVVcssvt箍筋箍筋1、直径箍筋的最小直径:梁高800mm时,直径不宜小于8mm;梁高800mm时,直径不宜小于6mm; 梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,钢筋直径d/4,d为最大受压钢筋的直径。第四步:第四步:确定是否需要配置弯起钢筋如果剪力设计值 ,则可不配置弯起钢筋。否则按计算配置弯起钢筋。第五步:第五步:计算弯起钢筋截面面积当需按计算配置弯起钢筋时,可按公式(4-17)计算弯起钢筋截面面积Asb,即:csVV sy
25、cssbfVVAsin8 . 0然后,根据计算和改造规定以及弯矩图布置弯筋,并绘构件配筋图。 钢筋混凝土矩形截面简支梁,支承如图,净跨度l0 = 3560mm(见例题图1);截面尺寸bh = 200 500mm。该梁承受均布荷载设计值90kN/m(包括自重),砼强度等级为C20(fc = 9.6N/mm2,ft = 1.1N/mm2),箍筋为热轧HPB235级钢筋(fyv = 210N/mm2),纵筋为HRB335级钢筋 (fy =300N/mm2)。求:箍筋和弯起钢筋的数量例例计算例题计算例题90 kN/m2402403560例题图1(a)160.2kN160.2kN5652 25_3560
26、02501 20_【解】(1)求剪力设计值支座边缘处截面的剪力值最大0max21qlV56. 39021 =160.2kN(2)验算截面尺寸hw = h0= 465mmhw / b = 465 / 200 = 2.325 160.2kN截面尺寸满足要求。砼强度等级为C20(fc = 9.6N/mm2,ft = 1.1N/mm2)所以,取c=1(3)验算是否须计算配置箍筋0.7ftbh0= 0.71.1200465= 71.61kN VA和VB截面尺寸满足要求。c=1 (fcuk 50N/mm2)(3)确定箍筋数量 该梁受集中、均布两种荷载,但集中荷载在梁支座截面上引起的剪力值均占总剪力值的75
27、%以上:A支座:%88180160总集VVB支座:%5.87160140总集VV 所以,梁的左右两半区段均应按集中荷载计算公式计算受剪承载力。 根据剪力的变化情况,可将梁分为AC、CD、DE、及EB四个区段来计算斜截面受剪承载力:ACAC段:段:77. 156510000ha)180000(785295652001 . 1177. 175. 1175. 10NVNbhfAt必须按计算配置箍筋010c0 . 1175. 1hsnAfbhfVVsvccsA)(,855.0006.11003 .502sv1可以snA选配 8100,实有855.05652100 .178529180000sv1snA
28、3, 354. 356520000取ha)50000(543815652001 . 11375. 1175. 10NVNbhfCt仅需按构造配置箍筋,选配 8350CDCD段:段:3, 354. 356520000取ha)70000(543815652001 .11375.1175.10NVNbhfEt必须计算配置箍筋010c0 . 1175. 1hsnAfbhfVVsvccsEDEDE段:段:)(,132.0402.02503 .502sv1可以snA选配 8350,实有132.05652100 v1snA%)126. 02101 . 124. 024. 0(%2
29、. 0200402. 0yvtmin,svffsv77. 156510000ha)160000(785295652001 . 1177. 175. 1175. 10NVNbhfBt必须按计算配置箍筋EBEB段:段:010c0 . 1175. 1hsnAfbhfVVsvccsB)(,687.0838.01203 .502sv1可以snA选配 8120,实有687.05652100 .178529160000sv1snA已知材料强度设计值ftfcfy;梁截面尺寸 b、h0 ;配筋量n、Asv1、s等,其它数据与例题4-1相同。要求复核斜截面所能承受的剪力值Vu。 例例4-34-3uVhsnAfbh
30、fV0sv1yv0tcs25. 107. 0N173939102329716104651203 .25021025. 14652001 . 17 . 0根据例题4-1的数据,不配弯筋, 8120由Vu还能求出该梁所能承受的设计荷载值q,021qlVu因为则mNlVqu/72.9756. 3173939220 本节习题:本节习题:习习4-14-1 已知:矩形截面简支梁b h250 600mm (见下图) ;环境类别为一级,承受均布荷载设计值(包括自重)q=90kN/m,混凝土强度等级为C30。 求:1)不设弯起钢筋时的受剪箍筋; 2)利用现有纵筋为弯起筋,求所需箍筋; 3)当箍筋为 8 200时
31、,弯起筋应为多少?习习4-24-2 已知:矩形截面简支梁(见下图) ;环境类别为一级,荷载设计值为两个集中力(不包括自重)P=100kN/m,混凝土强度等级为C30。 求:1)所需纵向拉筋; 2)求所需受剪箍筋(无弯起筋); 3)利用受拉钢筋为弯起筋时,求所需受剪箍筋?习习4-34-3 已知:简支梁(见下图) ,求其能承受的极限荷载设计值P。环境类别为一级。 不计梁自重,并认为该梁受弯承载力足够大。混凝土强度等级为C30。 保证斜截面受弯承载力的构造措施保证斜截面受弯承载力的构造措施5.6图4-23 斜截面承载力计算斜截面受剪斜截面受弯斜截面承载力对受压区A的内力矩之和(见图4-23): 受弯
32、承载力是指斜截面上的纵向受拉钢筋、弯起钢筋、箍筋等在斜截面 破坏时,各自提供的拉力。sbsbsvsvsuzFzFzFM4-23沿梁纵轴方向钢筋的布置,应结合正截面承载力,斜截面受剪和受弯承载力综合考虑。以简支梁在均布荷载作用下为例。跨中弯矩最大,纵筋As最多,而支座处弯矩为零,剪力最大,可以用正截面抗弯不需要的钢筋作抗 剪 腹筋。正由于有纵筋的弯起或截断,梁的抵抗弯矩的能力可以因需要合理调整。 斜截面受弯承载力不进行计算而通过构造措施来保证。措施要求:5.6.1 5.6.1 材料抵抗弯矩图材料抵抗弯矩图指按实际配置的纵筋,绘制的梁上各截面正截面所能承受的弯矩图。材料抵抗弯矩图,MR图必须包住荷
33、载效应图,M图,才能保证梁的各个正截面受弯承载力4-24可简化考虑,抗力依钢筋面积的比例分配。即siRisRAMAM材料图:ABabMMRcd 1 25 1 20 1 25 1 2043211423图4-24 配通长直筋简支梁的材料抵抗弯矩图)2(10bfaAfhfAMcsyysR4-25利用下式求得MR图外围水平线的位置,即图4-25 配弯起筋简支梁的材料抵抗弯矩图ab1234ABFfHhEeGgMuij 上图示,除跨中外,MR图比M图大的多,临近支座处钢筋富裕。设计中,为经济目的,往往将部分纵筋弯起,利用其受剪。梁底受拉纵筋不能截断,进入支座不能少于两根,选弯起3、4号筋;绘图时此两号筋画
34、在MR图外侧。反映材料的利用程度确定纵筋的弯起数量和位置确定纵筋的截断位置斜截面抗剪纵筋弯起的作用,作支座负钢筋材料图的作用:5.6.2 5.6.2 纵筋的弯起纵筋的弯起1、弯起点位置 纵筋的弯起位置:材料图在设计弯矩图以外弯起点及弯终点的位置应保证S Smax (斜截面抗剪要求) (斜截面抗弯要求) (正截面抗弯要求)下弯点距该筋的充分利用点20h图4-26 弯起点位置图4-27 弯起点与弯矩图的关系 1 在受拉区域中的弯起钢筋; 2 按计算不需要钢筋“b”的截面; 3 正截面受弯承载力图; 4 按计算充分利用钢筋强度的截面; 5 按计算不需钢筋“a”的截面。2、弯终点位置图4-28 弯终点
35、位置 弯起钢筋的弯终点到支座边或到前一排弯起钢筋弯起点之间的距离,都不应大于箍筋的最大间距。使每根弯起钢筋都能与斜裂缝相交,以保证斜截面的受剪和受弯承载力。锚固钢筋的外形系数锚固钢筋的外形系数a表4-10.16光面钢筋 0.140.190.13外形系数 0.170.16钢筋类型七股钢 绞线 三股钢 绞线 刻痕钢丝 螺旋肋 钢丝 带肋钢筋 5.6.3 5.6.3 纵筋的锚固纵筋的锚固1、锚固长度 dffaltya4-25按下式计算:(a)末端带1350弯钩(b)末端与短钢筋双面贴焊(c)末端与钢板穿孔塞焊图4-28 钢筋机械锚固的形式2、支座处锚固长度 混凝土设计规范规定:钢筋混凝土梁简支端的下
36、部纵向受拉钢筋伸入支座范围的锚固长度las,见图4-29: 要符合以下条件:图4-29 钢筋机械锚固的形式条件:(1)当dlhbfVast57.00时(2)当时07.0hbfVt光面钢筋 。dlas15dlas12带肋钢筋 ;式中, las为钢筋的受拉锚固长度; d为锚固钢筋的直径。5.6.4 5.6.4 纵筋的截断纵筋的截断承受正弯矩的纵筋不截断,弯向支座;负弯矩钢筋可以截断,见纵筋截断图4-32。图4-30 截断钢筋延伸长度1.2la或1.2la+h020d图4-31 截断钢筋的锚固图4-32 支座负弯筋截断长度示意图M 图V 图0.07fcbh0abcd20d1.2la+h01.2la+
37、h020d1.2la20d 梁支座截面负弯矩纵向受拉钢筋必须截断时,应符合以下规定: (从不需要点起算)(1)当aastldlhbfV1.2207.00时 (从充分利用点起算)(2)当时07.0bhfVt002 .1,20hlhdlaas和 (从不需要点起算) (从充分利用点起算)(3)截断点仍处于负弯矩受拉区内007 .12 .1,3 .120hlhdlaas和 (从充分利用点起算) (从不需要点起算)梁中箍筋的最大间距(梁中箍筋的最大间距(mm)表4-2150200梁 高 h07.0hbfVt07.0hbfVt200250300300350400300150 h500300 h800500
38、 h800h5.6.5 5.6.5 箍筋的间距箍筋的间距箍筋的间距除按计算确定外,还应满足下表要求:当 时,箍筋的配筋率还不应小于 hbfVt7 . 00yvtff24. 0满足最小配箍率及最小直径、最大间距的要求。梁宽400mm 且一般钢筋多于5根,采用四肢箍,一般用双肢。(封闭式、开口式)纵筋搭接区箍筋应加密受拉 s 5d(100mm)受压 s 10d(200mm)图4-33 箍筋配置示意图b400b400b400受压钢筋其他构造要求其他构造要求5.75.7.1 5.7.1 纵向受力筋纵向受力筋1、锚固 受拉纵筋锚固长度,不小于0.7( )及 250mm。 dffaltya 简支板和连续板
39、中,下部纵筋锚固长度 。dlas5 受连续梁的中间支座,出现上、下部都受拉时,分为 上部受拉和下部受拉两种情况考虑:las 0.7la上部受拉纵筋贯穿支座;上部:下部:a、不利用支座下部纵筋受拉强度时:光面钢筋 。dlas15dlas12带肋钢筋 ; b、充分利用支座下部纵筋受拉强度时:c、充分利用支座下部纵筋受压强度时:las la受拉钢筋搭接长度修正系数受拉钢筋搭接长度修正系数表4-31.2 搭接长度修正系数 1.61.4纵向钢筋搭接接头面积百分率%25501002、搭接 受拉钢筋搭接长度all14-26 受拉钢筋搭接接头面积百分率图4-34 一连接段内的纵受拉筋钢筋绑扎搭接接头同一连接区段内的纵向受拉筋钢筋绑扎搭接接头面积百分率:梁、板、墙类:不大于25%柱类:不大于50% 任何情况下,纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度均不应小于300mm。5.7.2 5.7.2 弯起钢筋弯起钢筋图4-35 弯筋端部锚固 弯起钢筋的弯终点以外,也应留有一定的锚固长度:受拉区不应小于20d,受压区不应小于10d。图4-36
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