第3章3.5_受弯斜截面

混凝土结构原理第3.5节受弯构件斜截面承载力计算一、概述弯筋箍筋PPs纵筋弯剪段（本章研究的主要内容）统称腹筋----帮助混凝土梁抵御剪力有腹筋梁----既有纵筋又有腹筋无腹筋梁----只有纵筋无腹筋hbAsv11svsvnAA箍筋肢数二、简支无腹筋梁的抗剪机制1.构件的开裂bhh0AsPPaaAA0MyI0bIVS2242tp2242cp当tpmaxft时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝根据a的不同(M和V比值不同)裂缝可能由截面底部开始出现（弯剪裂缝）图1(a)裂缝可能由截面中部开始出现（腹剪裂缝）图1(b)bhh0AsPPaa引入一概念：剪跨比000VhMVhVaha反映了集中力作用截面处弯矩M和剪力V的比例关系计算剪跨比广义剪跨比二、简支无腹筋梁的抗剪机制1.构件的开裂二、简支无腹筋梁的抗剪机制2.斜裂缝破坏的三种主要破坏形态①斜拉破坏（λ＞3）斜裂缝一旦出现，迅速向集中荷载作用点延伸，很快形成临界裂缝，梁破坏，具有明显的脆性（承载力小）。图2(a)②剪压破坏（1＜λ≤3）斜裂缝缓慢向集中荷载作用点发展，剪压区混凝土最终压碎，破坏有一定的预兆，但不明显，仍属于脆性破坏（承载力较斜拉破坏时高一些）图2(b)③斜压破坏（λ≤1）梁腹处的斜向混凝土最终压碎，破坏前变形很小，亦属于脆性破坏（承载力很高）。图2(c)二、简支无腹筋梁的抗剪机制3.抗剪机制以剪压破坏为例(相对于斜压破坏和斜拉破坏，它更能给人以破坏预告)VuVcCcVdViTsa销栓力，随着裂缝的发展逐渐增大咬合力，随着裂缝的发展逐渐减小dicuiscVVVVYVTCXsin,0cos,0三、无腹筋梁抗剪承载力的影响因素及计算公式1.剪跨比0.40.30.20.10123450bhfVc斜压剪压斜拉PPaa00.7ctVfbh01.751.0ctVfbh混凝土的强度提高纵筋配筋率增大抗剪承载力提高5.无腹筋梁的受剪承载力计算公式在均布荷载作用下:在集中荷载作用下:1.51.5;3.0.0当时，取＝当时，取＝3三、无腹筋梁抗剪承载力的影响因素及计算公式2.混凝土的强度和纵筋配筋率4.截面的尺寸和形状（T型梁）3.斜截面上的骨料咬合力不配箍筋的一般板类受弯构件的抗剪承载力00.7chtVfbh4/10800hh200020008008000000hhhh时，取时，取三、无腹筋梁抗剪承载力的影响因素及计算公式4.无腹筋单向板的受剪承载力截面高度影响系数四、有腹筋梁的斜截面受剪承载力1、有腹筋梁的受力模型以剪压破坏为例sinsin,0cos'cos,0bvdicubiscTTVVVVYTVTCX’VdTbVuVcCcViTsaTv四、有腹筋梁的斜截面受剪承载力2.影响因素0.40.30.20.10123450bhfVc斜压剪压斜拉（1）剪跨比----和无腹筋梁类似PPaa混凝土的强度提高在一定的范围内，腹筋配筋率增大抗剪承载力提高抗剪承载力提高四、有腹筋梁的斜截面受剪承载力2.影响因素（2）混凝土强度和箍筋的配筋率（3）其他因素：同无腹筋梁0cstVfbhtyvsvtsvyvffsbhfhAf000001.751.0yvsvcsttfAhVfbhfbhs《混凝土结构设计规范》（GB50010）取试验结果的下包值：001.751.0svcstyvAVfbhfhs集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75%以上的独立梁000.71.25svcstyvAVfbhfhs矩形、T形、I形截面的一般受弯构件四、有腹筋梁的斜截面受剪承载力3.实用承载力设计公式1)仅配箍筋时梁的斜截面受剪承载力001.751.0svcstyvAVfbhfhs集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75%以上的独立梁PqL0P/2+qL0/2P/275.02/2/2/0qLPP四、有腹筋梁的斜截面受剪承载力3.实用承载力设计公式1)仅配箍筋时梁的斜截面受剪承载力0.8sinucsysbsVVfA考虑到弯筋位于斜裂缝顶端时达不到屈服强度而引入的修正系数PPss四、有腹筋梁的斜截面受剪承载力3.实用承载力设计公式2)配置弯筋和箍筋的受弯构件的抗剪承载力抗剪承载力的上限（截面限制条件）当hw/b4时0max25.0bhfVVccuu截面腹板高度，矩形截面取h0；T形取h0-hf’；I形取h-hf’-hf当hw/b6时0max20.0bhfVVccuu当4hw/b6时四、有腹筋梁的斜截面受剪承载力3.实用承载力设计公式max00.025(14)wuucchVVfbhb22,,50,1.0;80,0.8ccukcukfNmmfNmmcc混凝土强度影响系数；当取当取五、箍筋的形式和构造要求1.箍筋的形式单肢箍n=1双肢箍n=2四肢箍n=4五、箍筋的形式和构造要求2.最小配箍率和箍筋的最大间距PPsyvtsvsvffbsA/24.0min最小配箍率最大箍筋间距原则0maxhs具体数值见教材当采用最小箍筋配筋率时，000000.71.250.71.250241.0svtcstyvtyvtyvAfVfbhfhfbhbfhfbhsf＝.六、计算截面的位置*支座边缘处截面1-1*纵筋弯起点处截面2-2*箍筋面积或间距改变处截面3-3*腹板宽度改变处截面斜截面承载力的设计过程见下图七、保证斜截面受弯的措施1.基本概念Mu斜VcCcTsTvTbZsvZMu正CcTsZsbbsvvsuZTZTZTM斜ZTMsu正一般情况下正斜uuMM斜截面受弯承载力总能满足支座处纵筋锚固不足纵筋弯起、切断不当异常情况需采取构造措施七、保证斜截面受弯的措施2.抵抗弯矩图抵抗弯矩)5.0(0bffAhAfMMcyssyuRssiRRiAAMM/七、保证斜截面受弯的措施2.抵抗弯矩图qAB325ab321’1125125125抵抗弯矩图弯矩图七、保证斜截面受弯的措施2.抵抗弯矩图ab3211125125125抵抗弯矩图弯矩图抵抗弯矩图1、2、3分别为、、筋的充分利用点2、3、a分别为、、筋的不需要点注：设计时，应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图，且两者越近越经济七、保证斜截面受弯的措施3.纵向受力钢筋在支座处的锚固ABqlaMAMB开裂前A处的弯矩为MA开裂后斜截面的弯矩为MBABMM开裂后钢筋的拉力Ts明显增大。若la不够则容易发生锚固破坏七、保证斜截面受弯的措施3.纵向受力钢筋在支座处的锚固简支板或连续板下部纵筋伸入支座的长度dlas5纵向钢筋的直径七、保证斜截面受弯的措施3.纵向受力钢筋在支座处的锚固简支梁或连续梁简支端下部纵筋伸入支座的长度时当07.0bhfVt纵向钢筋的直径dlas5时当07.0bhfVtdlas12带肋钢筋：dlas15光圆钢筋：七、保证斜截面受弯的措施4.纵向受力钢筋的弯起纵筋的弯起必须满足三方面的要求：*保证正截面的受弯承载力*保证斜截面的受剪承载力*保证斜截面的受弯承载力计算确定构造确定计算及构造确定七、保证斜截面受弯的措施4.纵向受力钢筋的弯起几何中心轴321’1acdeADE2002/01hsd在2点以外保证正截面受弯保证斜截面受弯七、保证斜截面受弯的措施4.纵向受力钢筋的截断ACBlsacb12跨中受拉钢筋一般不宜截断，支座负筋的截断应符合下列规定：延伸长度（P117）a点为③号钢筋的充分利用点；2点为③号钢筋的理论截断点。图1斜裂缝斜拉破坏剪压破坏斜压破坏2