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第3章钢筋混凝土受弯构件第3章钢筋混凝土受弯构件
概述◆结构中仅承受弯矩和剪力作用的构件常用的梁、板是典型的受弯构件◆受弯构件应满足承载能力和正常使用两类极限状态要求:(1)承载能力极限状态,计算和配置钢筋(2)正常使用极限状态,裂缝宽度和挠度计算◆承载能力极限状态计算包括两种破坏:(1)正截面受弯破坏;(2)斜截面受剪破坏。第3章钢筋混凝土受弯构件受弯构件配筋第3章钢筋混凝土受弯构件双筋和单筋截面的概念常用截面形式矩形T形工形矩形板空心板槽形板叠合梁十字形第3章钢筋混凝土受弯构件第3章钢筋混凝土受弯构件3.1受弯构件正截面承载力计算材料力学中的受弯构件1、适筋梁的试验结果
3.1.1受弯构件正截面抗弯性能的试验研究第3章钢筋混凝土受弯构件habAsh0xnecesf4.2.2受弯构件截面受力的几个阶段第3章钢筋混凝土受弯构件适筋梁构件截面受力的几个阶段(a)第I阶段:截面开裂前的阶段第3章钢筋混凝土受弯构件(b)适筋梁构件截面受力的几个阶段第I阶段:截面开裂前的阶段第3章钢筋混凝土受弯构件(c)第II阶段:带裂缝工作阶段第3章钢筋混凝土受弯构件As(d)第II阶段:带裂缝工作阶段第3章钢筋混凝土受弯构件As(e)第III阶段:破坏阶段第3章钢筋混凝土受弯构件As(f)第III阶段:破坏阶段第3章钢筋混凝土受弯构件弹性受力阶段(Ⅰ阶段)◆从开始加荷到受拉区混凝土开裂,梁的整个截面均参加受力。虽然受拉区混凝土在开裂以前有一定的塑性变形,但整个截面的受力基本接近线弹性,荷载-挠度曲线或弯矩-曲率曲线基本接近直线。截面抗弯刚度较大,挠度和截面曲率很小,钢筋的应力也很小,且都与弯矩近似成正比。◆当受拉边缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时(et=etu),为截面即将开裂的临界状态(Ⅰa状态),此时的弯矩值称为开裂弯矩Mcr
crackingmoment适筋梁的三个破坏阶段及内应力分布第3章钢筋混凝土受弯构件带裂缝工作阶段(Ⅱ阶段)◆
在开裂瞬间,开裂截面受拉区混凝土退出工作,其开裂前承担的拉力将转移给钢筋承担,导致钢筋应力有一突然增加(应力重分布),这使中和轴比开裂前有较大上移。第3章钢筋混凝土受弯构件带裂缝工作阶段(Ⅱ阶段)◆随着荷载增加,受拉区不断出现一些裂缝,拉区混凝土逐步退出工作,截面抗弯刚度降低,荷载-挠度曲线或弯矩-曲率曲线有明显的转折。◆虽然受拉区有许多裂缝,但如果纵向应变的量测标距有足够的长度(跨过几条裂缝),则平均应变沿截面高度的分布近似直线。(平截面假定)第3章钢筋混凝土受弯构件带裂缝工作阶段(Ⅱ阶段)◆荷载继续增加,钢筋拉应力、挠度变形不断增大,裂缝宽度也不断开展,但中和轴位置没有显著变化。◆由于受压区混凝土压应力不断增大,其弹塑性特性表现得越来越显著,受压区应力图形逐渐呈曲线分布。第3章钢筋混凝土受弯构件带裂缝工作阶段(Ⅱ阶段)◆当钢筋应力达到屈服强度时,梁的受力性能将发生质的变化。此时的受力状态记为Ⅱa状态,弯矩记为My,称为屈服弯矩(yieldingmoment)。◆此后,梁的受力将进入屈服阶段(Ⅲ阶段),挠度、截面曲率、钢筋应变及中和轴位置曲线均出现明显的转折。◆荷载继续增加,钢筋拉应力、挠度变形不断增大,裂缝宽度也不断开展,但中和轴位置没有显著变化。◆由于受压区混凝土压应力不断增大,其弹塑性特性表现得越来越显著,受压区应力图形逐渐呈曲线分布。第3章钢筋混凝土受弯构件破坏阶段(Ⅲ阶段)◆对于配筋合适的梁,钢筋应力达到屈服时,受压区混凝土一般尚未压坏。◆在该阶段,钢筋应力保持为屈服强度fy不变,即钢筋的总拉力T保持定值,但钢筋应变es则急剧增大,裂缝显著开展。◆中和轴迅速上移,受压区高度xn有较大减少。第3章钢筋混凝土受弯构件破坏阶段(Ⅲ阶段)◆由于受压区混凝土的总压力C与钢筋的总拉力T应保持平衡,即T=C,受压区高度xn的减少将使得混凝土压应力和压应变迅速增大,混凝土受压的塑性特征表现的更为充分。◆同时,受压区高度xn的减少使得钢筋拉力T与混凝土压力C之间的力臂有所增大,截面弯矩也略有增加。第3章钢筋混凝土受弯构件4.2.2受弯构件截面受力的几个阶段破坏阶段(Ⅲ阶段)◆由于在该阶段钢筋的拉应变和受压区混凝土的压应变都发展很快,截面曲率f和梁的挠度变形f也迅速增大,曲率f和梁的挠度变形f的曲线斜率变得非常平缓,这种现象可以称为“截面屈服”。第3章钢筋混凝土受弯构件破坏阶段(Ⅲ阶段)◆由于混凝土受压具有很长的下降段,因此梁的变形可持续较长,但有一个最大弯矩Mu。◆超过Mu后,承载力将有所降低,直至压区混凝土压酥。Mu称为极限弯矩,此时的受压边缘混凝土的压应变称为极限压应变ecu,对应截面受力状态为“Ⅲa状态”。◆ecu约在0.003~0.005范围,超过该应变值,压区混凝土即开始压坏,表明梁达到极限承载力。因此该应变值的计算极限弯矩Mu的标志。第3章钢筋混凝土受弯构件
配筋合适的钢筋混凝土梁在屈服阶段这种承载力基本保持不变,变形可以持续很长的现象,表明在完全破坏以前具有很好的变形能力,有明显的预兆,这种破坏称为“延性破坏”第3章钢筋混凝土受弯构件4.2.2受弯构件截面受力的几个阶段Ⅰa状态:计算Mcr的依据第3章钢筋混凝土受弯构件Ⅰa状态:计算Mcr的依据Ⅱ阶段:计算裂缝、刚度的依据第3章钢筋混凝土受弯构件Ⅰa状态:计算Mcr的依据Ⅱ阶段:计算裂缝、刚度的依据Ⅱa状态:计算My的依据第3章钢筋混凝土受弯构件Ⅲa状态:计算Mu的依据Ⅰa状态:计算Mcr的依据Ⅱ阶段:计算裂缝、刚度的依据Ⅱa状态:计算My的依据第3章钢筋混凝土受弯构件3.配筋率对破坏特征的影响
钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料,随着它们的配比变化,将对其受力性能和破坏形态有很大影响。配筋率h0haAsbReinforcementRatio第3章钢筋混凝土受弯构件最小配筋率配筋率不同时梁的的破坏形式超筋梁适筋梁少筋梁第3章钢筋混凝土受弯构件配筋率不同时梁的破坏特征超筋梁:(脆性破坏)构件破坏时受拉钢筋不屈服,构件由混凝土受压破坏所致。适筋梁:(塑性破坏)构件破坏起始于受拉钢筋达到屈服强度,随之受压区混凝土达到抗压强度而破坏。少筋梁:(脆性破坏)混凝土开裂后,受拉钢筋立即达到屈服强度并产生很大变形或拉断致使构件破坏。第3章钢筋混凝土受弯构件3.1.2正截面受弯承载力计算的基本理论1.基本假定BasicAssumptions(1)截面应变保持平面;(2)不考虑混凝土的拉应力影响;(3)用混凝土的轴心受压应力-应变关系代替截面应力分布;(4)钢筋的应力-应变关系,受拉钢筋的极限拉应变取0.01。取值参照教材P58注意取值与混凝土强度的关系,为什么?第3章钢筋混凝土受弯构件
根据以上四个基本假定,从理论上来说钢筋混凝土构件的正截面承载力(单向和双向受弯、受压弯、受拉弯)的计算已不存在问题但由于混凝土应力-应变关系的复杂性,在实用上还很不方便。单筋截面和双筋截面的概念:仅仅在构件的受拉区配置受力钢筋的构件称单筋截面;在受拉区和受压区同时配置受力钢筋的构件称双筋截面。第3章钢筋混凝土受弯构件2.矩形截面正截面承载力计算第3章钢筋混凝土受弯构件2.矩形截面正截面承载力计算第3章钢筋混凝土受弯构件简化计算法(等效矩形应力图、规范法)基本假定:(1)混凝土合力不变(2)混凝土合力矩不变第3章钢筋混凝土受弯构件第3章钢筋混凝土受弯构件3.界限相对受压区高度ξb及最大配筋率x0bh0取值P62条件屈服钢筋普通钢筋。第3章钢筋混凝土受弯构件4.最小配筋率ρminx0bh0取值P64目的:防止“一裂极坏”防止收缩裂缝第3章钢筋混凝土受弯构件3.1.3单筋矩形截面正截面承载力计算1.基本公式及适用条件第3章钢筋混凝土受弯构件适用条件防止超筋脆性破坏防止少筋脆性破坏第3章钢筋混凝土受弯构件1)截面设计已知:弯矩设计值M求:截面尺寸b,h(h0)、截面配筋As,以及材料强度fy、fc未知数:受压区高度x、b,h(h0)、As、fy、fc两个基本公式:推导出:没有唯一解设计人员应根据受力性能、材料供应、施工条件、使用要求等因素综合分析,确定较为经济合理的设计。2.截面设计及截面复核第3章钢筋混凝土受弯构件已知: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:x≥xbh0时,Mu=?As<rminbh,?这种情况在施工质量出现问题,混凝土没有达到设计强度时会产生。2)截面复核第3章钢筋混凝土受弯构件3.对影响受弯承载力的主要因素
1)截面宽度和高度2)混凝土轴心抗压强度设计值3)钢筋的抗拉设计强度4)受拉钢筋面积关于受拉区混凝土不参与工作的基本假定?4.表格的制作及使用
第3章钢筋混凝土受弯构件例题3-1解选择材料选用HRB335钢筋作为受拉钢筋,混凝土强度等级选用C30查表3-2附表1-2和附表2-3得2.截面尺寸确定根据梁的跨度确定截面尺寸3.内力计算永久荷载分项系数为,楼面活载的分项系数为结构重要性系数为1.0,混凝土标准容重为25kN/m3,则作用在梁上的总均布永久荷载为第3章钢筋混凝土受弯构件梁的跨中截面最大弯矩设计值为:以恒载为主时第3章钢筋混凝土受弯构件4.配筋计算在钢筋直径尚未选定时,可先按一排考虑,则第3章钢筋混凝土受弯构件5.验算适用条件在以上计算中已验算满足的条件,以下仅验算最小配筋率适用条件6.选择钢筋查附表11-1,本题选用2Ф22+2Ф20,As=1388mm2第3章钢筋混凝土受弯构件
双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。3.1.4双筋矩形截面正截面承载力计算
第3章钢筋混凝土受弯构件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。第3章钢筋混凝土受弯构件1.基本公式及适用条件配置受压钢筋后,为防止受压钢筋压曲而导致受压区混凝土保护层过早崩落影响承载力,必须配置封闭箍筋。当受压钢筋多于3根时,应设复合箍筋。受压钢筋强度的利用第3章钢筋混凝土受弯构件◆
双筋截面在满足构造要求的条件下,截面达到Mu的标志仍然是受压边缘混凝土达到ecu。◆在受压边缘混凝土应变达到ecu前,如受拉钢筋先屈服,则其破坏形态与适筋梁类似,具有较大延性。◆在截面受弯承载力计算时,受压区混凝土的应力仍可按等效矩形应力图方法考虑。第3章钢筋混凝土受弯构件当相对受压区高度x≤xb时,截面受力的平衡方程为,第3章钢筋混凝土受弯构件第4章正截面受弯承载力计算如轴心受压构件所述,钢筋的受压强度是根据混凝土极限压应变所确定,因此fy’≤435MPa。为使受压钢筋的强度能充分发挥,其应变不应小于0.002。由平截面假定可得,ecu=0.0033第3章钢筋混凝土受弯构件基本公式h0asas’A
s’AsCs=ss’As’Cc=a1fcbxT=fyAsMxecu>eyse¢第3章钢筋混凝土受弯构件单筋部分As1纯钢筋部分As2第3章钢筋混凝土受弯构件第3章钢筋混凝土受弯构件单筋部分纯钢筋部分受压钢筋与其余部分受拉钢筋As2组成的“纯钢筋截面”的受弯承载力与混凝土无关因此截面破坏形态不受As2配筋量的影响,理论上这部分配筋可以很大,如形成钢骨混凝土构件。第3章钢筋混凝土受弯构件适用条件●
防止超筋脆性破坏(超筋梁限制,受拉钢筋屈服)●保证受压钢筋强度充分利用,受压钢筋屈服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。●考虑经济效果一般第3章钢筋混凝土受弯构件不满足适用条件怎么办?●
不允许,重新设计或按ξ=ξb代入方程计算承载力●按代入方程或按单筋截面计算计算承载力第3章钢筋混凝土受弯构件2.截面设计和截面复核1)截面设计未知数:受压区高度x和受拉钢筋和受压钢筋As、As’。问题:未知数多于方程数?第一类:已知:M,b、h、a、a’,fy、fy’、fc求:As,As’一般使混凝土受压区尽可能大,即设x=xb
或ξ=ξb第3章钢筋混凝土受弯构件第二类:已知:M,b、h、a、a’,fy、fy’、fc、As’求:As未知数:x、As
N按As’未知重算x>2a’计算ξ<ξbYN第3章钢筋混凝土受弯构件已知:b、h、a、a’、As、As’
、fy、fy’、fc求:Mu≥M未知数:受压区高度x和受弯承载力Mu两个未知数,有唯一解。问题:当x>xb时,Mu=?当x<2a’时,Mu=?可偏于安全的按下式计算
fy'As'
fyAs2M'2)截面复核第3章钢筋混凝土受弯构件例题例3-3求As和A‘s
已知:解:第3章钢筋混凝土受弯构件选钢筋第3章钢筋混凝土受弯构件例3-4求As第3章钢筋混凝土受弯构件◆截面尺寸确定
●截面应具有一定刚度,满足正常使用阶段的验算能满足挠度变形的要求。
●根据工程经验,一般常按高跨比h/L来估计截面高度●简支梁可取h=(1/10~1/16)L,b=(1/2~1/3)h估计●简支板可取h=(1/30~1/35)L
●
但截面尺寸的选择范围仍较大,为此需从经济角度进一步分析。第3章钢筋混凝土受弯构件给定M时●截面尺寸b、h(h0)越大,所需的As就越少,r
越小,但混凝土用量和模板费用增加,并影响使用净空高度;
●反之,b、h(h0)越小,所需的As就越大,r
增大。第3章钢筋混凝土受弯构件经济配筋率梁:r
=(0.5~1.6)%板:r
=(0.4~0.8)%第3章钢筋混凝土受弯构件3.1.5T形截面正截面承载力计算◆挖去受拉区混凝土,形成T形截面,对受弯承载力没有影响。◆节省混凝土,减轻自重。◆受拉钢筋较多,可将截面底部适当增大,形成工形截面。工形截面的受弯承载力的计算与T形截面相同。1概述◆
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’,◆即认为在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。第4章正截面受弯承载力计算第一类T形截面第二类T形截面界限情况2基本公式及适用条件第4章正截面受弯承载力计算1)第一类T形截面计算公式与宽度等于bf’的矩形截面相同◆为防止超筋脆性破坏,相对受压区高度应满足x≤xb。对第一类T形截面,该适用条件一般能满足。◆为防止少筋脆性破坏,受拉钢筋面积应满足As≥rminbh,b为T形截面的腹板宽度。◆对工形和倒T形截面,则受拉钢筋应满足As≥rmin[bh+(bf-
b)hf]2)第二类T形截面=+=+第二类T形截面为防止超筋脆性破坏,单筋部分应满足:为防止少筋脆性破坏,截面总配筋面积应满足:
As≥rminbh对于第二类T形截面,该条件一般能满足。第二类T形截面的设计计算方法也与双筋截面类似按单筋矩形截面计算As1YN?例题例3-5第一类T形截面正截面承载力计算,求As=?已知:解:判别类型
选用3Ф20,As=886mm2例题例3-6第二类T形截面正截面承载力计算,求As=?已知:解:判别类型3.1.7公路桥涵工程受弯构件正截面承载力计算方法1.
基本假定:与建筑工程相同2.
单筋矩形截面正截面承载力计算计算公式相同,区别(1)材料强度取值不同,符号不同
(2)超筋界限值ξb不同,P85
(3)最小配筋率ρmin不同3.双筋矩形截面承载力计算区别与单筋矩形截面相同4.T形截面正截面承载力计算区别:翼缘宽度取值不同5.两种规范构造不同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。“强剪弱弯”3.2钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
“剪跨比”概念Shearspanratio对集中荷载简支梁h0a3.2.1简支梁剪弯区段的受力过程及剪切破坏形态3.2.1简支梁剪弯区段的受力过程及剪切破坏形态1.斜裂缝出现之前的受力过程2.斜裂缝出现后剪弯区段的受力状况及破坏特征③①②①②③弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝箍筋弯起钢筋腹筋5.1概述三种不同类型的受剪破坏特征1)斜拉破坏(λ>3,箍筋配置较少)★斜裂缝出现后,混凝土的拉力传给箍筋,由于箍筋数量较少,使得箍筋立即受拉屈服,斜裂缝迅速发展而导致破坏。5.1概述2)剪压破坏(1>λ>3,箍筋配置适当)(1)弯剪斜裂缝(2)腹剪斜裂缝◆
梁中配置箍筋,出现斜裂缝后,梁的剪力传递机构变为桁架与拱的复合传递机构◆斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆◆箍筋的作用有如竖向拉杆◆临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆◆纵筋相当于下弦拉杆◆箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆,增加了混凝土传递受压的作用◆斜裂缝间的骨料咬合作用,还将一部分荷载传递到支座(拱作用)斜截面受剪的承载力
Vu斜截面受剪破坏模型及承载力5.1概述3)斜压破坏(λ<1,箍筋配置较多)箍筋的作用◆
斜裂缝出现后,拉应力由箍筋承担,增强了梁的剪力传递能力;◆
箍筋控制了斜裂缝的开展,增加了剪压区的面积,使Vc增加,骨料咬合力Va也增加;◆吊住纵筋,延缓了撕裂裂缝的开展,增强了纵筋销栓作用Vd;◆箍筋参与斜截面的受弯,使斜裂缝出现后纵筋应力ss的增量减小;◆
配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响,也不能提高斜压破坏的承载力,即对小剪跨比情况,箍筋的上述作用很小;对大剪跨比情况,箍筋配置如果超过某一限值,则产生斜压杆压坏,继续增加箍筋没有作用。
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。箍筋较少梁受剪破坏试验录像箍筋适量梁受剪破坏试验录像箍筋较多梁受剪破坏试验录像3.2.2连续梁、框架梁斜截面剪切破坏特征1.集中荷载作用下的连续梁、框架梁
集中荷载作用下的连续梁的破坏特征由于粘结产生的环向劈裂拉应力、纵筋销栓作用产生的竖向拉应力以及剪应力的共同作用下,沿纵向钢筋将产生一系列断断续续的针脚状粘结裂缝(见图3-54c)。1剪跨比和跨高比
◆影响荷载传递机构,从而直接影响到梁中的应力状态◆剪跨比l大,荷载主要依靠拉应力传递到支座◆剪跨比l小,荷载主要依靠压应力传递到支座5.1概述3.2.3影响斜截面受力性能的主要因素5.1概述(b)均布荷载0bhfVtc跨高比=L0/(4h)0.72腹筋的数量◆腹筋由箍筋和弯起钢筋组成◆腹筋的数量增多,斜截面的承载力增大。3混凝土强度等级◆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。◆规范取无腹筋梁的受剪承载力Vu与fc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,Vu与ft近似成正比。◆事实上,斜拉破坏取决于ft,剪压破坏也基本取决于ft,只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于fc。◆而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。4纵向配筋率——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。5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。6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。7其他因素预应力、梁的连续性等剪跨比和配箍率与破坏形态的关系影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比l5.1概述和配箍率rsv抗剪计算理论模型1、变角桁架模型2、拱模型(破坏模型)3.2.4受弯构件的斜截面受剪承载力计算公式
(一)受剪承载力计算公式配箍率试验结果特点称为“剪切特征值”称为“配箍特征值”其中Vcs混凝土和箍筋共同作用的抗剪力,Vsb为弯起钢筋的抗剪力。5.2受弯构件斜截面设计方法矩形、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矩形、T形和工形截面的一般无弯起钢筋受弯构件抗剪公式:集中荷载作用下的独立梁2.配筋率的上限值和下限◆
当配箍率超过一定值后,则在箍筋屈服前,斜压杆混凝土已压坏,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◆受剪截面应符合下列截面限制条件,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。(1)配箍率的上限值或截面限制条件
hw截面腹板高度★矩形截面取hw=h0★T形截面取hw=h0-hf'
★工形截面取hw=h0-hf'
-hfb为矩形截面的宽度或T形截面和工形截面的腹板宽度当4£bhw时,
025.0bhfVccb£当6³bhw时,
020.0bhfVccb£当64<<bhw时,按直线内插法取用。◆
当配箍率超过一定值后,则在箍筋屈服前,斜压杆混凝土已压坏,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◆受剪截面应符合下列截面限制条件,(1)配箍率的上限值或截面限制条件
2.最小配箍率及构造配箍要求
◆
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
梁中箍筋最大间距smax(mm)
梁高h(mm)
V>0.7ftbh0
V≤0.7ftbh0
150<h≤300
150
200
300<h≤500
200
300
500<h≤800
250
350
h
>800
300
400
3.2.5进行受剪承载力验算的部位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)。
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。5.2受弯构件斜截面设计方法仅配箍筋梁的设计计算
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,如不满足则加大截面尺寸⑵若V<0.7ftbh0按构造配箍⑶若0.25fcbh0>V>0.7ftbh0按计算配箍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。弯起钢筋计算
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°。当采用弯起钢筋和箍筋共同抗剪时,一般先确定弯起钢筋。例题例3-8已知:解:⑴复核截面尺寸⑵验
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