受弯构件斜截面承载力课件

第六章受弯构件斜截面承载力受弯构件在荷载作用下，同时产生弯矩和剪力。在弯矩区段，产生正截面受弯破坏，而在剪力较大的区段，则会产生斜截面受剪破坏。“”第六章受弯构件斜截面承载力§6.1概述6.1概述第六章受弯构件斜截面承载力6.1概述6.1.1斜截面承载力

包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。6.1.2对斜截面承载力有影响的两个参数剪跨比λ广义剪跨比第六章受弯构件斜截面承载力6.1概述如：aaaaapppp12342pp2pa3pa2pp2pa3pa第六章受弯构件斜截面承载力6.1概述对均布荷载简支梁均布荷载作用下的简支梁，剪跨比λ与跨高比成正比，可用跨高比来反映梁斜截面的破坏形态和受剪承载力。allq第六章受弯构件斜截面承载力6.1概述配箍率ρsvssbAsv

配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；n

同一截面内箍筋的肢数；Asv1

单肢箍筋的截面面积；s

沿构件长度方向箍筋的间距；b

梁的宽度。6.1.3斜裂缝的形成FormationofDiagonalCracks③①②①②③第六章受弯构件斜截面承载力6.1概述③①②腹剪斜裂缝第六章受弯构件斜截面承载力常出现于薄腹梁或剪跨比较小的梁特征：裂缝中部宽，两头细，呈枣核状6.1概述③①②①②③弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝箍筋弯起钢筋腹筋第六章受弯构件斜截面承载力6.1概述6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理第六章受弯构件斜截面承载力§6.2受弯构件斜截面受剪的破坏形态和破坏机理6.2.1无腹筋梁的受剪性能受剪承载力的组成VaTSCC斜裂缝顶部截面处外剪力：V外弯矩：M=Va抗力：Vc、Cc、Ts、Vd、Va★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)★斜裂缝出现前，支座附近截面a-a的钢筋应力ss与Ma成正比；MaMb第六章受弯构件斜截面承载力受力特点6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理★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)★斜裂缝出现前，支座附近截面a-a的钢筋应力ss与Ma成正比★斜裂缝出现后，截面a-a

的钢筋应力ss取决于临界斜裂缝顶点截面b-b处的Mb，即与Mb成正比。★因此，斜裂缝出现使支座附近的ss与跨中截面的ss相近，这对纵筋的锚固提出更高的要求。★同时，销栓作用Vd使纵筋周围的混凝土产生撕裂裂缝，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。第六章受弯构件斜截面承载力受力特点6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理受剪破坏形态第六章受弯构件斜截面承载力斜压破坏

或剪压破坏

或斜拉破坏

或6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理录像录像录像■最后，拱顶处混凝土在剪应力和压应力的共同作用下，达到混凝土的复合受力下的强度而破坏。■部分拱作用，部分斜拉传递，取决于混凝土的复合应力下（剪压）的强度。Pf◆剪压破坏■剪跨比较小，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。剪压破坏shearcompressionfailure第六章受弯构件斜截面承载力6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理录像◆斜拉破坏■剪跨比l较大，主压应力角度较小，拱作用较小。■剪力主要依靠拉应力（梁作用）传递到支座，■一旦出现斜裂缝，就很快形成临界斜裂缝，荷载传递路线被切断，承载力急剧下降，脆性性质显著。■破坏是由于混凝土（斜向）拉坏引起的，称为斜拉破坏。■斜拉传力机构，取决于混凝土的抗拉强度。Pf斜拉破坏diagonaltensionfailure第六章受弯构件斜截面承载力6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理录像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。不同破坏形态的原因主要是由于传力路径的变化引起应力状态的不同而产生的。第六章受弯构件斜截面承载力6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理6.2.2有腹筋梁的受剪性能第六章受弯构件斜截面承载力受剪承载力的组成aVTSCCVSVSbVSaVSv斜裂缝顶部截面处外剪力：V外弯矩：M=Va抗力：Vc、Cc、Ts、Vd、Va、Vsv、Vsb6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理第六章受弯构件斜截面承载力受力特点开裂前，与无腹筋梁的受力性能相近；

开裂后，腹筋应力显著增大，直接承担部分剪力；腹筋限制裂缝的开展，增大剪压区面积，提高剪压区抗剪能力；

腹筋能提高骨料咬合作用，提高纵筋销栓作用。6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比l和配箍率rsv第六章受弯构件斜截面承载力受剪破坏形态斜压破坏

破坏特征：剪压区混凝土被压碎，而箍筋尚未屈服。特点：梁的受剪承载力取决于构件的截面尺寸和混凝土强度，抗剪能力较大，但脆性较大，工程中不允许出现。预防措施：控制最大配箍率或控制构件的最小截面尺寸。6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理第六章受弯构件斜截面承载力受剪破坏形态破坏特征：斜裂缝一出现，箍筋即达到屈服，箍筋对斜裂缝开展的约束作用不复存在，相当于无腹筋梁。特点：梁的受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度，抗剪能力小，属于脆性破坏。预防措施：控制最小配箍率，并满足最小直径、最大间距的构造要求。斜拉破坏

6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理第六章受弯构件斜截面承载力6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理第六章受弯构件斜截面承载力6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理第六章受弯构件斜截面承载力6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理第六章受弯构件斜截面承载力6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理⑵混凝土强度

◆当剪跨比一定时，梁的受剪承载力随混凝土强度的提高而增大；◆斜压破坏的受剪承载力取决于混凝土的抗压强度；剪压破坏的受剪承载力取决于混凝土的压剪复合受力强度；斜拉破坏的受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度。第六章受弯构件斜截面承载力6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理⑶纵筋配筋率纵筋配筋率的提高可提高梁的抗剪能力。⑷箍筋配箍率及箍筋强度梁的斜截面受剪承载力随配箍率与箍筋强度的乘积的增大而提高，两者呈线性关系。第六章受弯构件斜截面承载力6.2斜截面受剪的破坏形态和破坏机理⑸截面形状——T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%），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。⑹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fc、r、l相同的情况下，截面尺寸增加4倍，受剪承载力降低25%~30%。对于高度较大的梁，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。第六章受弯构件斜截面承载力6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算§6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算6.3.1计算原理《混凝土结构设计规范》的受剪承载力计算公式是依据剪压破坏特征建立的。基本假定：略去纵筋数量对受剪承载力的影响；略去钢筋销栓力Vd和骨料咬合力Va，则对于配有箍筋和弯起钢筋的简支梁，斜截面上的抗剪力V=Vc+Vsv+Vsb；剪压破坏时，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋均屈服；承受集中荷载为主的矩形截面独立梁应考虑剪跨比λ的影响。第六章受弯构件斜截面承载力6.3.2计算公式无腹筋梁斜截面受剪承载力不配置箍筋和弯起钢筋的一般单向板类构件的受剪承载力计算公式Vc=0.7bh

ftbh0当h0小于800mm时取h0=800mm当h0≥2000mm时取h0=2000mm注：斜截面破坏具有明显的脆性，《规范》规定，只有截面高度小于150mm的小梁，才允许使用无腹筋梁。6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算第六章受弯构件斜截面承载力仅配置箍筋梁的斜截面受剪承载力矩形、T形和工形截面的一般受弯构件只要确定了、，受剪承载力公式即可确定。6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算矩形、T形和工形截面的一般受弯构件第六章受弯构件斜截面承载力根据试验曲线，得。6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算第六章受弯构件斜截面承载力集中荷载作用下的独立梁6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算矩形、T形和工形截面的一般受弯构件集中荷载作用下的独立梁第六章受弯构件斜截面承载力注：λ为计算截面的剪跨比

λ<1.5时，取λ=1.5；λ>3时，取λ=36.3受弯构件斜截面受剪承载力计算矩形、T形和工形截面的一般受弯构件集中荷载作用下的独立梁第六章受弯构件斜截面承载力配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力为弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。一般为45°,当梁高大于800mm时，一般为60°。6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算截面限制条件为防止斜压破坏，箍筋不能配得太多，或者说截面尺寸不能太小，《规范》规定：当4£bhw时，

025.0bhfVccb£当6³bhw时，

020.0bhfVccb£当64<<bhw时，按直线内插法取用。bc为高强混凝土的强度折减系数，当fcu,k≤50N/mm2时，bc=1.0，当fcu,k=80N/mm2时bc=0.8，其间线性插值。第六章受弯构件斜截面承载力6.3.3抗剪承载力公式的适用条件6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算hw=h0hw=h0-hf'hf’hw=h0-hf'-hfhf'hfhw截面腹板高度◆当配箍率小于一定值时或箍筋间距过大时，会发生斜拉破坏。◆当剪跨比较大时，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，配箍率应满足第六章受弯构件斜截面承载力6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算最小配箍率和构造配箍同时应满足箍筋的最小直径和最大间距等的构造要求。对矩形、T形和工形截面的一般受弯构件，当符合下列条件：第六章受弯构件斜截面承载力6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算集中荷载为主的矩形、T形和工形截面的独立梁，当符合下列条件：均可不进行斜截面受剪承载力计算（即不按计算配箍），但应按构造配置箍筋。第六章受弯构件斜截面承载力6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算⑴支座边缘截面（1-1）；⑵腹板宽度改变处截面（2-2）；⑶箍筋直径或间距改变处截面（3-3）；⑷受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。第六章受弯构件斜截面承载力6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算6.3.4斜截面受剪承载力的位置钢筋混凝土梁一般先进行正截面承载力设计，初步确定截面尺寸和纵向钢筋后，再进行斜截面受剪承载力设计计算。

◆具体计算步骤如下：⑴验算截面限制条件，如不满足应？⑵如V<0.7ftbh0，？⑶如0.25fcbh0>V>0.7ftbh0，？一般受弯构件集中荷载作用下的独立梁⑷根据Asv/s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。第六章受弯构件斜截面承载力6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算6.3.5计算方法即配箍筋又配弯起钢筋当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂缝相交来提高受剪承载力。a为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取45~60°。第六章受弯构件斜截面承载力6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂缝，使弯筋不能发挥作用，《规范》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距离不应大于表中V>0.7ftbh0栏的最大箍筋间距smax的规定。第六章受弯构件斜截面承载力6.3受弯构件斜截面受剪承载力计算6.4.1斜截面受弯承载力

第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施§6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施斜截面承载力包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。对剪压区合力点O取矩，斜截面受弯承载力应满足下式：通常斜截面受弯承载力是不进行计算的，而是用梁内纵向钢筋的弯起、截断、锚固及箍筋的间距等构造措施来保证。6.4.2纵筋的弯起

为节约钢材，可根据设计弯矩图的变化将钢筋弯起作受剪钢筋或截断。但钢筋的弯起和截断均应满足受弯承载力的要求。1、抵抗弯矩图第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施沿梁长各正截面按实际配置的纵筋计算的抵抗弯矩的图形，称为材料抵抗弯矩图MR。q2f251f22M图MR图≥M图2f251f22Mmax2、纵筋的弯起位置根据M图的变化将钢筋弯起时需绘制MR图，使得MR图包住M图，以满足受弯承载力的要求。按每根(或每组)钢筋的的面积比例划分出各根(或各组)钢筋的所提供的受弯承载力Mui，Mui可近似取第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施考虑到斜裂缝出现的可能性，钢筋弯起时还应满足斜截面受弯承载力的要求。zb≥z第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施

当弯起钢筋作为抗剪腹筋时，其间距还应满足抗剪的构造要求，同时弯折终点应有一直线段锚固长度，当直线段位于受拉区时，直线段长度不小于20d；当直线段位于受压区时，直线段长度不小于10d。

当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载力要求时，可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起钢筋称为“鸭筋”。第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施弯起钢筋要求小结：1、满足正截面受弯承载力要求

MR图≥M图2、满足斜截面受弯承载力要求

弯起点至充分利用点距离≥0.5h03、满足斜截面受剪承载力要求和构造要求第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施6.4.3钢筋的截断◆受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。◆根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断。◆但在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，同时钢筋应力随弯矩变化产生的粘结应力，加上锚固钢筋所需要的粘结应力，因此锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意义不大。因此，一般不在跨中受拉区将钢筋截断。◆对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。◆截断钢筋必须有足够的锚固长度，但这里的锚固与钢筋在支座或节点内的锚固受力情况不同，因为要考虑斜裂缝对钢筋应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、以及无支座压力的影响。第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施延伸长度ld(developmentlength)钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。⑴V<0.7ftbh0：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断。◆

a点为钢筋的充分利用点◆

b点为全部钢筋的不需要点（理论断点）◆

c点为钢筋实际截断点由于ab间还有一段弯矩变化区，实际截断点c到钢筋充分利用点a的锚固长度（即延伸长度ld）要求比基本锚固长度la大。第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施延伸长度ld(developmentlength)钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。⑴V<0.7ftbh0：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断。◆

a点为钢筋的充分利用点◆

b点为全部钢筋的不需要点（理论断点）◆

c点为钢筋实际截断点第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施当弯矩较大时，钢筋可分批截断第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施⑵V≥0.7ftbh0第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施

由于剪力较大可能产生斜裂缝，钢筋强度充分利用点由a点移至斜裂缝与纵筋相交处a‘

点，同时受弯矩分布影响，钢筋强度充分利用点可能还会向右偏移。一次截断情况第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施钢筋分批截断情况第一批截断钢筋其他截断钢筋最后一批截断钢筋各批截断钢筋的配筋百分率不宜超过1.2%。第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施如分批截断第一批截断钢筋其他截断钢筋最后一批截断钢筋不少于两根，伸到悬臂端并向下弯折不小于12d悬臂梁的负弯矩钢筋，一般将钢筋全部伸到悬臂端，并向下弯折不小于12d第六章受弯构件斜截面承载力6.4保证斜截面受弯承载力的构造措施◆锚固区箍筋要求《规范》规定在受力钢筋锚固长度范围内箍筋的直径不小于0.25d（或0.25de），箍筋间距不大于10d，采用机械锚固措施时不应大于5d，在锚固长度范围内箍筋的数量不少于二个。简支支座锚固要求支座处有横向压应力，使粘结作用得到改善。因此支座处的锚固长度