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建筑结构与选型第5章混凝土结构2§5.3钢筋混凝土受弯构件受弯构件:同时受到弯矩M和剪力V共同作用,而N可以忽略的构件。截面形式:配筋形式:破坏形式:正截面破坏斜截面破坏钢筋混凝土受弯构件的设计内容:1.受弯构件正截面承载力计算;2.受弯构件斜截面承载力计算;3.钢筋布置;4.正常使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。§5.3.1受弯构件基本构造要求一、板的构造要求

1、板厚板的类别厚度/mm单向板屋面板60民用建筑楼板60工业建筑楼板70行车道下的楼板80双向板80密肋板面板50肋高250悬臂板(根部)悬臂长度不大于500mm60悬臂长度1200mm100无梁楼板150现浇空心楼盖200

2、板的钢筋布置

2、板的钢筋布置◆受力筋直径:通常为6~12mm;板厚度较大时,钢筋直径可用14~18mm。间距:当板厚h≤150mm时,在70~200mm之间;当板厚h>150mm时,在70~1.5h之间,且不应大于250mm。◆分布筋

垂直于受力钢筋的方向布置,以便将荷载均匀地传递给受力钢筋,并便于在施工中固定受力钢筋的位置,同时也可抵抗温度和收缩等产生的应力。直径:不宜小于6mm。间距:不宜大于250mm,;对于集中荷载较大的情况,不宜大于200mm。

3、混凝土保护层◆指最外层钢筋边缘至板边混凝土表面的距离,用c表示。保护层的最小厚度应符合规范规定,且不应小于受力钢筋直径d。

4、有效高度h0◆指受拉钢筋合力作用点至混凝土受压边缘的距离。板的截面有效高度h0=h-as=h一20mm。≤200≥70C≥15,d分布筋h0h0

=h

-201.有明显屈服点和无明显屈服点钢筋屈服强度分别如何确定?2.钢筋与混凝土的粘结力有哪几部分组成?3.什么是混凝土保护层,什么是有效高度,板的混凝土保护层c和有效高度h0如何取值?思考题二、梁的构造要求

1、梁的截面尺寸

梁的截面高度h可根据使用要求按高跨比(h/l)来估计,梁高h确定以后,梁的宽度b可由常用的高宽比(h/b)来估计。

1、梁的截面尺寸1)矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0~2.5;T形截面梁的h/b一般取2.5~4.0(此处b为梁肋宽)。矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100、120、150、(180)、200、(220)、250、300、350mm等,300mm以后的级差为50mm;括号中的数值仅用于木模。

2)梁的高度采用h=250、300、350……750、800、900、1000mm等尺寸。800mm以后的级差为l00mm。

2、梁的钢筋布置

2、梁的钢筋布置◆纵向受力筋等级:梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400级或RRB400级(Ⅲ级)和HRB335级(Ⅱ级)。直径:梁底部纵向受力钢筋一般不少于2根,直径常用10~32mm。钢筋数量较多时,可多排配置,也可以采用并筋配置方式;

2、梁的钢筋布置◆纵向受力筋净距:为保证混凝土浇注的密实性,梁底部钢筋的净距不小于25mm及钢筋直径d,梁上部钢筋的净距不小于30mm及1.5d;◆构造筋梁上部无受压钢筋时,需配置2根架立筋,以便与箍筋和梁底部纵筋形成钢筋骨架,直径一般不小于8~12mm;

梁高度h>450mm时,要求在梁两侧沿高度每隔250设置一根纵向构造钢筋,以减小梁腹部的裂缝宽度,直径≥10mm;◆箍筋梁内箍筋由抗剪计算和构造要求确定。箍筋的直径与梁高有关:对截面高度大于800mm的梁,箍筋直径≥

8mm;对截面高度为800mm及以下的梁,箍筋直径≥

6mm,对梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋直径尚应≥

d/4(d为纵向受压钢筋的最大直径)。◆弯起钢筋弯起钢筋是利用梁的部分下部纵向受力钢筋在支座附近弯起成型的。弯起钢筋在弯起前抵抗梁内正弯矩,在弯起段可抵抗剪力,在连续梁中间支座的弯起钢筋还可抵抗支座负弯矩。弯起钢筋的弯起角度一般为45°,当梁高>800mm时,弯起角度可采用60°。

3、梁的混凝土保护层◆指最外层钢筋边缘至梁边混凝土表面的距离,用c表示。保护层的最小厚度应符合规范规定,且不应小于受力钢筋直径d。

4、梁的有效高度h0◆指受拉钢筋合力作用点至混凝土受压边缘的距离。梁的纵向受力钢筋按一排布置时,h0=h-35mm;梁的纵向受力钢筋按两排布置时,h0=h-60mm。一、适筋梁正截面受弯的试验研究hasbAsh0§5.3.2受弯构件正截面受力性能应变图应力图yMyfyAsIIaM2sAsIIsAsM1IcmaxMufyAsIIIaM3fyAsIIIsAstmaxMcrIaft二、适筋梁应力-应变分析:三、试验研究分析主要结论

1)第Ⅰ阶段:从加载至混凝土开裂,弯矩从零增至开裂弯矩Mcr,该阶段结束的标志是混凝土拉应变增至混凝土极限拉应变。第Ι阶段末Ⅰa是混凝土构件抗裂验算的依据。

2)第Ⅱ阶段:弯矩由Mcr增至钢筋屈服时的弯矩My,该阶段结束的标志IIa是钢筋应力达到屈服强度,该阶段混凝土带裂缝工作,第Ⅱ阶段是混凝土构件裂缝宽度验算和变形验算的依据。

3)第Ⅲ阶段:弯矩由My增至极限弯矩Mu,该阶段结束的标志是混凝土压应变达到其非均匀受压时的极限压应变,而并非混凝土的应力达到其极限压应力。第Ⅲ阶段末Ⅲa是混凝土构件极限承载力设计的依据。配筋率纵向受力钢筋截面面积As与截面有效面积的百分比。四、配筋率对正截面破坏性质的影响1.少筋梁:一裂即断,由砼的抗拉强度控制,承载力很低。破坏很突然,属脆性破坏。砼的抗压承载力未充分利用。设计不允许。<minPPPP..2.适筋梁:一开裂,砼应力由裂缝截面处的钢筋承担,荷截继续增加,裂缝不断加宽。受拉钢筋屈服,压区砼压碎。破坏前裂缝、变形有明显的发展,有破坏征兆,属延性破坏。钢材和砼材料充分发挥。设计允许。minmax3.超筋梁:开裂,裂缝多而细,钢筋应力不高,最终由于压区砼压碎而崩溃。裂缝、变形均不太明显,破坏具有脆性性质。钢材未充分发挥作用。设计不允许。>

maxPPPP....(a)(b)(c)PPPPPPPP..PP...PP....进行受弯构件截面各受力工作阶段的分析,可以详细了解截面受力的全过程,而且为裂缝、变形及承载力的计算提供依据。Ia——抗裂计算的依据II

——正常工作状态,变形和裂缝宽度计算的依据;IIIa

——承载能力极限状态;1.适筋梁正截面受力的三个阶段中,第Ι阶段末Ⅰa、第Ⅱ阶段、第Ⅲ阶段末Ⅲa分别是哪些计算的依据?2.适筋梁、少筋梁和超筋梁的破坏特点分别是什么?思考题§5.3.3单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算以IIIa阶段作为承载力极限状态的计算依据,并引入基本假定:1.截面平均应变符合平截面假定;2.不考虑受拉区砼的抗拉强度;3.受压区砼的—关系采用理想曲线;4.钢筋的

—关系采用理想的双直线。一、基本假定

cu0fc0砼0fyfy钢筋二、等效矩形应力图受压砼的应力图形从实际应力图理想应力图等效矩形应力图x0—实际受压区高度x—计算受压区高度,x=β1

x0。DDDMuMuMuAsfyAsfyAsfy实际应力图理想应力图计算应力图x0x0xα1fcα1fc系数α1和β1

≤C50C55C60C65C70C75C80α11.000.990.980.970.960.950.94β10.800.790.780.770.760.750.74三、计算公式afcbxTs=AsMu

afcx=bxnfy或四、适用条件防止少筋脆性破坏

≥此时配筋率采用右边公式计算

附表11钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率四、适用条件防止超筋脆性破坏软钢:硬钢:钢筋级别≤C50C60C70C80HPB3000.5760.5560.5370.518HRB335HRBF3350.5500.5310.5120.493HRB400HRBF400RRB4000.5180.4990.4810.463HRB500HRBF5000.4820.4640.4470.429界限相对受压区高度ξb★截面设计已知:弯矩设计值M、截面尺寸b,h、以及材料强度fy、fc求:截面配筋As。未知数:受压区高度x、As五、公式应用验算=x/h0

b选择钢筋直径和根数,布置钢筋验算ρ≥ρmin满足满足不满足增大截面尺寸或提高砼强度等级不满足按最小配筋率配筋【例5-3】某矩形截面钢筋混凝土简支梁,计算跨度l0=6.0m,板传来的永久荷载及梁的自重标准值为gk=15.6kN/m,板传来的楼面活荷载标准值qk=3.5kN/m,梁的截面尺寸为250mm×500mm。混凝土的强度等级为C30,钢筋为HRB335钢筋。试求纵向受力钢筋所需面积。引入相对受压区高度=x/h0也可表为:或或或s=(1–0.5)设表格计算法:令s=(10.5)s=10.5,s,s之间存在一一对应的关系,可预先制成表待查。s——钢筋混凝土截面的弹塑性抵抗矩系数。s——内力臂系数。1.单筋矩形截面正截面受弯承载力计算公式是什么?其适用条件是什么?2.简述受弯构件正截面承载力计算中单筋矩形截面设计的步骤。思考题★截面复核已知:截面尺寸b,h(h0)、截面配筋As,以及材料强度fy、fc求:截面的受弯承载力Mu≥M未知数:受压区高度x和受弯承载力Mu基本公式:先验算ρ≥ρmin满足不满足少筋梁,不安全,应修改设计或进行加固验算=x/h0

b满足不满足超筋梁,取=b超筋梁,取=b【例5-1】某单筋矩形梁,已知b×h=250mm×500mm,混凝土强度等级为C25,纵向受拉区钢筋采用HRB335级,受拉区配置的钢筋,混凝土环境类别为一类。求此梁正截面所能承受的弯矩值Mu。【例5-2】某宿舍内廊为预制钢筋混凝土走道板,计算跨长l0=2340mm,板宽600mm,板厚80mm,混凝土的强度等级为C25,受拉区配有5根直径为8mm的HPB300钢筋,当使用荷载及板自重在跨中产生的弯矩最大设计值为M=1.1kN·m时,试验算该截面的承载力是否足够?【补充例】某钢混单筋矩形梁,已知b×h=250mm×500mm,混凝土强度等级为C20,受拉区配置8根直径16mm的HRB400级纵向受力钢筋,混凝土环境类别为一类。求此梁正截面所能承受的弯矩值Mu。1.单筋矩形截面正截面受弯承载力计算公式是什么?其适用条件是什么?2.简述受弯构件正截面承载力计算中单筋矩形截面设计的步骤。3.简述受弯构件正截面承载力计算中单筋矩形截面复核的步骤。

思考题§5.3.4双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算何时采用双筋截面?一般来说采用双筋是不经济的,工程中通常仅在以下情况下采用:

◆当截面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件(或整个工程)限制而不能增加,而计算又不满足适筋截面条件时,可采用双筋截面,即在受压区配置钢筋以补充混凝土受压能力的不足。

◆另一方面,由于荷载有多种组合情况,在某一组合情况下截面承受正弯矩,另一种组合情况下承受负弯矩,这时也出现双筋截面。

◆此外,由于受压钢筋可以提高截面的延性,因此,在抗震结构中要求框架梁必须必须配置一定比例的受压钢筋。一、基本计算公式与适用条件双筋截面的基本假定及破坏形态与单筋类似,以IIIa作为承载力计算模式。(如图)AsfyMuAsfyAsfyAsfyAsAs(a)(b)(c)α1fcα1fcbasash0xxMuh0由计算图式平衡条件可建立基本计算公式:或:二、公式的适用条件:

bx≥

2as'条件≤b

仍是防止超筋,而x

≥2as'是保证受压钢筋As'达到抗压强度设计值fy'。双筋截面一般不会出现少筋破坏情况,故可不必验算最小配筋率。三、基本公式的应用截面设计截面复核一、截面设计:又可分As和As均未知的情况I和已知As求As的情况II。情况I:已知M,bh,fc,fy,fy',求As及As'利用双筋截面基本公式求解:验算=x/h0

b首先要判断是否需要配置受压钢筋按单筋设计满足不满足超筋不超筋两个方程,三个未知数,无法求解。截面尺寸及材料强度已定,先应充分发挥混凝土的作用,不足部分才用受压钢筋As来补充。令x=xb=bh0这样才能使As+As最省。将As代入求得As:【例5-5】一矩形梁截面尺寸b×h=250×500mm,承受的弯矩M=280kN·m。该梁混凝土强度等级为C30,钢筋采用HRB335级钢筋,所处环境类别为一类。求该梁所需配置的受压钢筋截面面积As'和受拉钢筋截面面积As。情况II:已知M,bh,fc,fy,fy’,As’,求As。由于As’已知,只有两个未知数As和x,两个方程可以直接求解。验算适用条件当2asxbh0bx≥

2as'xb

h0x≥

2as'说明给定的As太少,会形成超筋破坏,此时应舍弃给定的As,按As未知的情况分别求As及As。当

>b说明As过大,受压钢筋应力达不到fy,此时可偏安全的:取:当x<2a's【例5-6】一矩形梁截面尺寸b×h=250×500mm,承受的弯矩M=300kN·m,在混凝土受压区配置3φ16钢筋。已知该梁混凝土强度等级为C25,钢筋采用HRB335级钢筋,所处环境类别为一类,求该梁所需配置受拉钢筋截面面积As。【补充例】矩形梁截面尺寸b×h=250×500mm,承受的弯矩M=150kN·m,在混凝土受压区配置2φ20钢筋。已知该梁混凝土强度等级为C30,钢筋采用HRB500级钢筋,所处环境类别为一类,求该梁所需配置受拉钢筋截面面积As。双筋矩形截面的应力图形也可以采用分解的办法求解:++(a)(b)(c)α1fcbxMα1fcasxasAsfyAsfyM1asAsfyh0–asAs1fyasAs1fyAshxbAshAsAs1bhAs2bxM2α1fch0–x/2xAs2fy二、截面复核:已知:bh,fc,fy,fy,As,As。求:Mu当2asxbh0验算适用条件截面处于超筋状态,应取x=ξbh0

,求得:当x>bh0,截面此时As并未充分利用,可取当x<2as,【例5-7】一矩形梁截面尺寸b×h=200×450mm,纵向受拉钢筋为3B25,受压钢筋为2φ16,承受的弯矩M=110kN·m。已知该梁混凝土强度等级为C20,钢筋采用HRB335级钢筋,所处环境类别为一类。验算此梁截面是否安全。1.受弯构件单筋矩形截面设计时,若>b,如何处理?截面复核时,若>b又如何处理?2.何时采用双筋截面?3.双筋矩形截面正截面受弯承载力计算公式是什么?其适用条件是什么?思考题一、概述 矩形截面承载力计算时不考虑受拉区砼的贡献,可以将此部分挖去,以减轻自重,提高有效承载力。5.3.5单筋T形截面受弯构件正截面承载力计算图5-30T形截面示意图◆受压翼缘越大,对截面受弯越有利(x减小,内力臂增大)◆但试验和理论分析均表明,整个受压翼缘混凝土的压应力增长并不是同步的。◆翼缘处的压应力与腹板处受压区压应力相比,存在滞后现象。◆随距腹板距离越远,滞后程度越大,受压翼缘压应力的分布是不均匀的。◆计算上为简化采有效翼缘宽度bf’

,认为在bf’

范围内压应力为均匀分布,bf’范围以外部分的翼缘则不考虑。◆有效翼缘宽度也称为翼缘计算宽度。◆它与翼缘厚度h'f

、梁的宽度l0、受力情况(单独梁、整浇肋形楼盖梁)等因素有关。情况T形、I形截面倒L形截面肋形梁(板)独立梁肋形梁(板)1按计算跨度l0考虑l0/3l0/3l0/62按梁(纵肋)净距sn考虑b+sn—b+sn/23按翼缘高度hf′考虑hf′/h0≥0.1—b+12hf′—0.1>hf′/h0≥0.05b+12hf′b+6hf′b+5hf′hf′/h0<0.05b+12hf′bb+5hf′表5-6T形、I形及倒L形截面受弯构件翼缘计算宽度b’f

二、基本公式与适用条件第一类T形截面:中和轴在翼缘高度范围内,即

xhf(图a)第二类T形截面:中和轴在梁肋内部通过,即

x>hf(图b)(a)(b)hfhbfbfxhfxbbASASh••••此时的平衡状态可以作为第一,二类T形截面的判别条件:两类T型截面的界限状态是x=hfhfh0–hf/2α1fcbfhb•••x=hf中和轴判别条件:截面复核时:截面设计时:1.双筋矩形截面设计和复核时,若验算适用条件出现

>b应分别如何处理?2.双筋矩形截面设计和复核时,若验算适用条件出现x<2as,应分别如何处理?3.如何判别第一类、第二类T形截面?思考题第一类T形截面的计算公式:与bf'h的矩形截面相同:适用条件:(一般能够满足,可不验算)ρ≥ρmin第二类T形截面:=+第二类T形截面的计算公式:适用条件:(一般能够满足,可不验算)ρ≥ρmin三、基本公式的应用截面设计截面复核判别条件:截面复核时:截面设计时:截面设计---已知:b,h,bf',hf',fc,fy,求As首先判断T形截面的类型第一类T形截面第二类T形截面按单筋矩形截面设计选择钢筋直径和根数,布置钢筋验算ρ≥

ρmin第一类T形截面:公式中b用bf’代替即可!按单筋矩形截面bf’

×h设计验算=x/h0

b第二类T形截面满足不满足超筋,加大截面尺寸或提高砼强度等级,重算。【例5-8】一T形梁截面尺寸b=250mm,h=650mm,bf′=600mm,hf′=120mm,承受的弯矩M=350kN·m。已知该梁混凝土强度等级为C25,钢筋采用HRB335级钢筋,所处环境类别为一类。求所需受拉钢筋截面面积As。【例】某T形梁截面尺寸b=250mm,h=700mm,bf′=600mm,hf′=100mm,承受的弯矩M=510kN·m。已知该梁混凝土强度等级为C30,钢筋采用HRB335级钢筋,所处环境类别为一类。求所需受拉钢筋截面面积As。截面复核---已知:b,h,bf’,hf’,fc,fy,As,求Mu首先判断T形截面的类型第一类T形截面第二类T形截面按bf′×h的单筋矩形截面计算Mu先验算ρ≥ρmin满足不满足少筋梁,不安全,应修改设计或进行加固公式中b用bf’代替即可!第一类T形截面:验算=x/h0

b第二类T形截面满足不满足超筋梁,取=b【例】某T形梁截面尺寸b=250mm,h=600mm,bf′=500mm,hf′=100mm,配4φ25受拉钢筋。已知该梁混凝土强度等级为C20,钢筋采用HRB335级钢筋,所处环境类别为一类。试计算该梁能承受的极限弯矩Mu。1.第一类T形截面设计和截面复核方法。

2.第二类T形截面设计和截面复核方法。思考题一、适筋梁正截面受弯的试验研究hasbAsh0§5.3.2受弯构件正截面受力性能§5.3.6受弯构件斜截面承载力计算

在受弯构件的剪弯区段,在M、V作用下,有可能发生斜截面破坏。斜截面破坏:

斜截面受剪破坏——通过抗剪计算来满足受剪承载力要求;

斜截面受弯破坏——通过满足构造要求来保证受弯承载力要求。斜截面开裂前的应力分析斜裂缝的形成当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时,就会出现与主拉应力迹线大致垂直的裂缝。抵抗主拉应力的钢筋:

弯起钢筋箍筋腹筋斜截面配筋的形式梁中设置钢筋承担开裂后的拉力:箍筋、弯起筋、纵筋、架立筋–––形成钢筋骨架,如图所示。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......剪跨比反映了截面上正应力和剪应力的相对比值,梁中弯矩和剪力的组合情况。一.

无腹筋梁的受剪破坏形态剪跨比的定义广义剪跨比:计算剪跨比:斜截面受剪破坏形态1.无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏(1)斜压破坏λ<1

破坏特征:在梁腹中垂直于主拉应力方向,先后出现若干条大致相互平行的腹剪斜裂缝,梁的腹部被分割成若干斜向的受压短柱。随着荷载的增大,混凝土短柱沿斜向最终被压酥破坏。抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度

(2)斜拉破坏λ>3

破坏特点:首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂缝;随即,其中一条弯曲裂缝很快地斜向伸展到梁顶的集中荷载作用点处,形成所谓的临界斜裂缝,将梁劈裂为两部分而破坏,同时,沿纵筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度(3)剪压破坏1<λ<3

破坏特点:首先在剪跨区出现数条短的弯剪斜裂缝,其中一条延伸最长、开展较宽的裂缝成为临界斜裂缝;临界斜裂缝向荷载作用点延伸,使混凝土受压区高度不断减小,导致剪压区混凝土达到复合应力状态下的极限强度而破坏。

抗剪承载力取决于混凝土在复合应力下的抗压强度。斜拉破坏剪压破坏斜压破坏受剪破坏均属于脆性破坏,其中斜拉破坏最明显,斜压破坏次之,剪压破坏最缓慢。承载能力:斜压>剪压>斜拉斜截面破坏的F-f曲线2.影响无腹筋梁斜截面承载力的主要因素

•剪跨比λ,在一定范围内,•混凝土强度等级•

纵筋配筋率

,抗剪承载力c

,抗剪承载力,抗剪承载力二.有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态1.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–配箍率Asv1ssbAsv-配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积。Asv1-单肢箍筋的截面面积;图1配箍率n––箍筋的肢数,一般取n=2,当b400mm时

n=4,。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:3.有腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素

随着剪跨比λ的增加,梁的破坏形态按斜压(λ<1)、剪压(1<λ<3

)和斜拉(λ

>3)的顺序演变,其受剪承载力则逐步减弱。当λ

>3时,剪跨比的影响不明显。2).混凝土强度等级梁斜压破坏时,受剪承载力取决于混凝土的抗压强度;梁斜拉破坏时,受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度;剪压破坏时,混凝土强度的影响则居于上述两者之间。

1).剪跨比λ3).配箍率和箍筋强度在右图中横坐标为配箍率ρsv与箍筋强度fyv的乘积,纵坐标VU/bh0称为名义剪应力,即所用在垂直截面有效面积bh0上的平均剪应力。由图中可见梁的斜截面受剪承载力随配箍率和箍筋强度的增大而提高,两者呈线性关系。4).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。5).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。(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。6).截面尺寸和形状工程设计中除板类外,一般的受弯构件均需配置腹筋。无腹筋梁是不允许采用的,因此应进行有腹筋梁斜截面受剪承载力的计算。三、受弯构件斜截面承载力计算公式V≤0.7bh

ftbh0当h0<800mm时,取h0=800mm当h0>2000mm时,取h0=2000mm1.不配置腹筋的一般板类受弯构件板类构件通常承受的荷载不大,剪力较小,一般不必进行斜截面承载力的计算,也不配箍筋和弯起钢筋。但是,当板上承受的荷载较大时,需要对其斜截面承载力进行验算。

βh面高度影响系数:2.梁类受弯构件斜截面承载力计算公式我国《混凝土结构设计规范》中所规定的计算公式是根据剪压破坏形态而建立的。考虑了的平衡条件,并引入一些试验参数及基本假设。1、基本假设(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。α

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–––与斜裂缝相交的弯起钢筋所承受的剪力。(4)剪压破坏时,斜裂缝所承受的剪力由三部分组成,见右示:Vu=Vc+Vsv+VsbVcs=Vc+VsvVu=Vcs+VsbVuVcVsvVsb受剪承载力的组成在进行斜截面抗剪计算时,构件斜截面上的最大剪力设计值V应满足下列公式要求:当仅配置箍筋时V≤Vu=VcsV≤Vu=Vcs+Vsb当配置箍筋和弯起钢筋时Vcs和Vsb如何计算?对于矩形、T形和I形截面的独立梁,一般情况下剪力Vcs应按下述公式计算:

集中荷载作用下的矩形截面、T形、工形截面独立简支梁(包括多种荷载作用,其中集中荷载对支座截面产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况)的剪力Vcs应按下述公式计算:

λ

–––计算截面剪跨比,=a/h0;

a–––计算截面至支座截面或节点边缘的距离;λ

=1.5~3,λ<1.5时,取λ=1.5;

λ>3时,取λ=3。对于弯起钢筋所能够承受的剪力Vsb按下式计算:Vsb=0.8fy·Asb·sinVsb

——与斜裂缝相交的弯起钢筋垂直分量承担的剪力;fy

——弯起钢筋的抗拉强度设计值;Asb

——弯起钢筋的截面面积;α

——弯起钢筋与梁轴线夹角,一般取45°,当梁高h>800mm时,取60°;0.8

——应力不均匀系数,用来考虑靠近剪压区的弯起钢筋在斜截面破坏时,可能达不到钢筋抗拉强度设计值。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、剪压破坏和斜拉破坏三种。在工程设计时应设法避免。剪压破坏

—通过斜截面受剪承载力计算来防止;斜压破坏

—通常用限制截面尺寸的条件来防止;斜拉破坏

—用满足最小配箍率条件及构造要求来防止.四、公式的适用条件1、截面限制条件◆当配箍率超过一定值后,则在箍筋屈服前,斜压混凝土已压坏,故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。◆斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。◆

《规范》是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏。1、截面限制条件◆为防止斜压破坏,受剪截面应符合下列截面限制条件:–––薄腹梁V≤0.2βcfcbh0–––一般梁V≤0.25βcfcbh0

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;βc—混凝土强度影响系数,不超过C50时,取βc

=1.0,当砼强度等级为C80时,取βc

=0.8,其间按直线内插法取用。按线性差值取用

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。h0h0h0hfhwhhfhfhw(a)

hw=h0

(b)

hw=h0–hf

(c)

hw=h0–hf–

hf

hw取值示意图2、最小配箍率及配箍构造◆当配箍率小于一定值时,斜裂缝出现后,箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力,而很快达到屈服。◆当剪跨比较大或箍筋数量过少、间距过大时,可能产生斜拉破坏。◆为防止这种少筋破坏,《规范》规定当V>0.7ftbh0时,配箍率应满足表1梁中箍筋最大间距smax

表2梁中箍筋最小直径dmin

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