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第六章 受弯构件斜截面承载力 一、概述 弯筋 箍筋 P P s 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 h b Asv1 箍筋肢数 n 箍筋对抑制斜裂缝开展的效果比弯筋好，应优先选 用箍筋。现代建筑结构起抗剪作用的弯筋应用越来越少. 弯筋易引起混凝土劈裂裂缝。因此弯筋不宜位于梁 侧边缘，且直径不宜过大。 二、简支无腹筋梁的受剪破坏形态 1. 构件的开裂 b hh0 As （E-1）As P P aa A A 当maxut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 ) 裂缝可能由截面中部开始出现(腹剪斜裂缝) 裂缝可能由截面底部开始出现(弯剪斜裂缝) B 二、简支无腹筋梁的受剪破坏形态 腹剪斜裂缝：（薄腹梁中出现） 中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力大致 45，当混凝土拉应变达到极限拉应变，混凝土沿主压应 力迹线开裂，腹剪斜裂缝，中间宽两头细，枣核形。 弯剪斜裂缝： （普通梁中出现） 梁弯剪区段截面下边缘，主拉应力水平方向，因此 出现较短的竖向裂缝，然后向集中荷载作用点延伸，呈 弯剪斜裂缝，下宽上细。 二、简支无腹筋梁的受剪破坏形态 b hh0 As P P aa 剪跨比 : 反映了截面正应力与剪应力的比例关系 截面弯矩和剪力的比例关系 计算剪跨比 广义剪跨比 剪跨 剪跨 n二、简支无腹筋梁的受剪破坏形态 n均布荷载作用： n二、简支无腹筋梁的受剪破坏形态 n主应力迹线分布： n . 斜压破坏 集中力与支座间分布主压应力极限，按斜向短柱 形式传递压力，弯矩较小，因此弯矩产生的拉应力较 小，不起控制作用，发生斜压破坏 剪压破坏 弯矩稍大，弯剪区段受拉边缘产生竖向裂缝， 然后斜向延伸，形成斜裂缝，最后发展成一条较宽的 主斜裂缝（临界斜裂缝），迅速延伸，使混凝土剪压 区高度减小，最后剪压区混凝土被压碎。剪压破坏 斜拉破坏 竖向裂缝一出现，迅速向受压区斜向延伸，弯矩 影响增大，斜裂缝穿透混凝土梁，斜拉破坏 n斜压破坏 剪压破坏 斜拉破坏 承载力最高 承载力最小 脆性破坏 脆性破坏 脆性破坏 . 配腹筋后： 腹筋较少，斜裂缝出现后，腹筋承受不了原来由混凝土承 受的拉力，腹筋迅速屈服不能限制斜裂缝开展，斜拉破坏。 腹筋适当，腹筋不会迅速屈服，腹筋限制斜裂缝开展，避 免斜拉破坏，转为剪压破坏。 腹筋过多，腹筋应力增长缓慢，腹筋屈服之前，混凝土斜 向压碎，斜压破坏。 二、简支无腹筋梁的抗剪机制 抗剪机制 以剪压破坏为例 Vu Vc Cc Vd Vi Ts a 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 数值很难估计 . 三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素 1. 剪跨比 PP aa 0.4 0.3 0.2 0.1 0123 45 斜压剪压斜拉 三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素 2. 混凝土的强度与纵筋的配筋率 混凝土强度提高 纵筋配筋率增大 抗剪承载力提高 四、有腹筋梁的抗剪机制 1. 构件的开裂 开裂前构件的受力性能与无腹筋梁相似，腹筋中的应力很小 A P P s A 当maxtu 时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝 开裂后，腹筋的应力增大，限制了斜裂缝的发展，提高了抗 剪承载力 四、有腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态 3且腹筋配置量较小时，斜拉破坏，腹筋用量太少， 腹筋配置较多时， 腹筋屈服后，剪压区混凝土压碎 剪压破坏 起不到应有的作用 腹筋不屈服， 混凝土斜向压碎，斜压破坏 腹筋配置较多时，腹筋不屈服， 混凝土斜向压碎，斜压破坏 . . 配腹筋后： 腹筋较少，斜裂缝出现后，腹筋承受不了原来由混凝土承 受的拉力，腹筋迅速屈服不能限制斜裂缝开展，斜拉破坏。 腹筋适当，腹筋不会迅速屈服，腹筋限制斜裂缝开展，避 免斜拉破坏，转为剪压破坏。 腹筋过多，腹筋应力增长缓慢，腹筋屈服之前，混凝土斜 向压碎，斜压破坏。 四、有腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态 3且腹筋配置量较小时，斜拉破坏，腹筋用量太少，起不到应有的作用 防止斜拉破坏： 满足最小配箍率 四、有腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态 设计时应避免出 现此二种破坏形 态 四、有腹筋梁的抗剪机制 3. 抗剪机制 以剪压破坏为例 Vd Vu Vc Cc Vi Ts aTv Tb 四、有腹筋梁的抗剪机制 3. 抗剪机制 斜截面抗剪承载力 ： 混凝土剪压区抗剪承载力 与斜裂缝相交的箍筋抗剪承载力 与斜裂缝相交的弯起钢筋抗剪承载力 纵筋销栓作用(作用较小) 斜裂缝骨料咬合力(作用较小) 无腹筋梁混凝土剪压区抗剪承载力 五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素 1. 剪跨比-和无腹筋梁类似 0.4 0.3 0.2 0.1 0123 45 斜压剪压斜拉 PP aa 斜拉破坏，抗剪承载力 与剪跨比关系不大 五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素 2. 混凝土的强度与腹筋的配筋量 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 .五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素 3.纵筋配筋率 纵筋受剪产生销栓力，限制混凝土斜裂缝伸展，增大混凝土剪 压区高度 4.截面尺寸与形状 增大截面尺寸可降低截面平均剪应力。 适当增大T形截面翼缘宽度，可提高抗剪承载力，但翼缘宽度 过大，则增大作用趋于平缓。 六、实用抗剪承载力计算公式 0.2 混凝土结构设计规范 .取试验结果的下包值： 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 矩形、T形、I形截面的一般 受弯构件 六、实用抗剪承载力计算公式 集中荷载下或集中 荷载引起的支座边 缘的剪力设计值占 总剪力75%以上的 独立梁 P q L0 P/2+qL0/2 P/2 n六、实用抗剪承载力计算公式 发生斜压破坏，抗剪承载力高于剪压破坏 因此偏安全地取 发生斜拉破坏，抗剪承载力与剪跨比关系不大 因此取 抗剪承载力计算公式 集中荷载为主的梁，抗剪承载力小于均布荷载为主的梁 剪跨比增大，抗剪承载力降低。 六、实用抗剪承载力计算公式 不配箍筋的一般板类受弯构件的抗剪 承载力 七、实用抗剪承载力计算公式 配置弯筋和箍筋的受弯构件的 抗剪承载力 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 P P s s 弯筋的弯起角，一般为45,梁高超过800，则为60 七、实用抗剪承载力计算公式 As h0 bf b hf h as As bf As bf h h0 hf hf b b hh0 As 抗剪承载力的上限 当hw/b 4时 矩形截面取h0；T形取h0-hf； I形取h-hf-hf 当hw/b6时 当40.3fcA时， 取N=0.3fcA 八、有轴力作用构件抗剪承载力 2. 有轴向压力作用构件的抗剪承载力 当N0.3fcA时，取N=0.3fcA 八、有轴力作用构件抗剪承载力 3. 有轴向拉力作用构件的抗剪承载力 九、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 九、箍筋的形式和构造要求 2. 最小配箍率和箍筋的最大间距 P P s 最小配箍率 最大箍筋间距 原则 具体数值教材表4-1 十、基本公式的应用 1. 设计 P P s 若不满足调整截面尺寸 按最小配箍率 配箍筋 预先 选定 求 选定s 十、基本公式的应用 2. 已有构件的承载力(截面复核) P P s 十、基本公式的应用 3. 计算截面的位置 1 1 2 2 3 3 *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 十一、保证斜截面受弯的措施 1. 基本概念 Mu斜 Vc Cc Ts Tv Tb Zsv Zsb Z Mu正 Cc Ts Z 一般情况下 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 十一、保证斜截面受弯的措施 2. 抵抗弯矩图 q AB 325 ab 3 2 1 1 125 125 125 抵抗弯矩图 弯矩图 抵抗弯矩 画出每个截面的 抵抗弯矩 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 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 十一、保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固 A B q las MA MB 开裂前A处的弯矩为MA 开裂后斜截面的弯矩为MB 开裂后钢筋的拉力Ts明显 增大。若las不够则容易发 生锚固破坏 十一、保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固 A B q las MA MB 简支板或连续板下部纵筋 伸入支座的长度 纵向钢筋的直径 十一、保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固 A B q las MA MB 简支梁或连续梁简支端下 部纵筋伸入支座的长度 纵向钢筋的直径 如梁内支座处的锚固不能满足上述要求，应采取加焊锚固 钢板等有效措施 十一、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 十一、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 3 2 1 1 a c d e A D E 200 d在2点以外保证正 截面受弯 保证斜截面受弯 十一、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 3 2 1 1 a c d e A D E 200 Ts Tb s1 Z Zsb 未弯起时 弯起后 保证不发生斜截面破坏 十一、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起 Ts Tb s1 Z Zsb 统一取 十一、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的截断 A C B ls1 a c b 12 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，具体数值可图4-34 十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力 1. 均布荷载下 b h l0 sh sv Asv Ash 当l0/h2.0时，取l0/h=2.0 十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力 1. 集中荷载下（包括集中荷载在支座截面产生的剪力超过75% 的情况） b h l0 sh sv Asv Ash 当l0/h2.0时，取=0.25；当2.0l0/h5.0，取=a/h0，（0.42 l0/h 0.58） （0.92 l0/h 1.58） n十三 、梁构造措施 n1.箍筋间距 n箍筋最大间距:表4-1 n当梁内配有计算需要的纵向受压钢筋时，则 n(1)箍筋做成封闭式，弯钩直线长度不小于5d. d为箍筋直径。 n(2)箍筋间距不大于max(15d或10d，400)。当一层纵向受压钢筋 多于5根，且直径大于18,箍筋间距不大于10d。d为纵向受压钢筋 最小直径。 n(3)梁宽度大于400，且一层纵向受压钢筋多于3根，或梁宽度不 大于400，但一层纵向受压钢筋多于4根，应设置复合箍筋。 n梁绑扎骨架，搭接长度内，箍筋直径不小于搭接钢筋直径0.25倍 ，间距满足： n (1)纵筋受拉时，间距不大于min(5d,100) n (2)纵筋受压时，间距不大于min(10d,200) nd为搭接钢筋最小直径 2.锚固 (1)纵向受压钢筋锚固长度不小于相应受拉钢筋锚固 长度的 0.7倍，且不能采用末端弯钩和一侧贴焊锚筋的锚固措施。 (2)连续梁中间支座： 3.钢筋连接 绑扎搭接、机械连接或焊接 (1)绑扎搭接 受拉钢筋搭接长度根据同一连接范围内的搭接钢筋 面积百分率按下式计算： 搭接钢筋面积百分率对梁、板、墙不宜大于25% 对柱不宜大于50% n受压钢筋搭接：取受拉钢筋搭接长度0.7倍。 n机械连接或焊接 n机械连接：