《水工受剪构件》PPT课件.ppt

第一节 斜截面的破坏形态和受剪机理 箍筋及弯筋统称 腹筋(帮助梁中混 凝土抵御剪力) h b Asv1 弯筋 箍筋PP s 纵筋 M=Pa V=P a a L 弯剪段纯弯段 弯剪段 腹剪裂缝弯剪裂缝 根据材料力学原理,梁任意处的主应力可由下式计算: 当梁混凝土的主拉应力t ft 时，剪弯段将出现斜裂缝。 （E-1）As b h h0 As A PP aa 腹剪裂缝弯剪裂缝 根据截面上的弯矩M和剪力V的变化情况，梁上可能出现下 列类型的斜裂缝： （1）在截面中部首先出现的斜裂缝（腹剪裂缝）； （2）由梁下部的弯曲裂缝变化产生的斜裂缝 (弯剪裂缝)。 梁中和轴附近的正应力小，剪应力大，由此产生的主拉应 力方向大致为45。当拉应变达到混凝土的极限拉应变值时， 梁腹部出现沿主压应力迹线的斜裂缝（腹剪斜裂缝）。裂缝呈 中间宽两头细的形状，薄腹梁中较为多见。 梁剪弯区段下边缘，主拉应力基本为水平向。这些区段先 出较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝（弯剪斜裂缝），并向 集中荷载作用点扩展。裂缝呈上细下宽的形状，是最常见的。 腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝 二、剪跨比和配箍率的概念 1. 剪跨比 剪跨比是指剪弯段同一截面上弯矩M 和剪力V 的比值，也 即反映了同一截面上正应力与剪应力的相对大小。 剪跨比有两种： a . 广义剪跨比 （用于均布荷载） b. 计算剪跨比 （用于集中荷载） 因a 称为“剪跨”，故称为剪跨比。大量的试验结果证明 了剪跨比对构件抗剪承载力有非常明显的影响。 2. 配箍率rsv 在箍筋的一个间距范围内，箍筋各肢的总截面积与混凝土水 平截面面积的比值，即 配箍率rsv 是衡量梁抗剪承载 能力的重要指标。 h b Asv1 s a a L h b Asv1 s sss AsvAc.H sss AsvAc.H s b h h0 As 剪跨比的大小反 映了拱的坡度， 也间接反映了拱 的承载能力（梁 的抗剪能力） PP a a PP a a 梁机制 拱机制 y T T y T 四、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态 斜拉破坏：常发生在剪跨比较大(3)时，破坏是由梁中 主拉应力超过混凝土抗拉强度所致，与正截面承载力的少筋破坏 相似。其特点是当垂直裂缝一转为斜裂缝，即迅速向受压区斜向 扩展，斜截面承载力随之丧失。 剪压破坏：多发生在梁剪跨比一般(13) 斜压破坏：多发生在剪跨比较小(ft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，保留更大的混凝土剪压区用于 承受剪力，同时也提高了骨料间的咬合力和纵筋的销拴力，因而 提高了钢筋混凝土梁的抗剪承载力。 2.破坏形态 与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要有三 种：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。 当 3且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破坏；如 3 ，但箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉破坏，而发生剪压破坏 ； 当1 3但箍筋的配置数量过多，一般会发生斜压破坏。 当 6 时 当 4Vc/gdVVc/gd 1150h3001502006 2300h5002003006 3 500h8002503506 4800h12003004008 5h 12003505008 箍筋的最大间距和最小直径限值表 五、按构造配筋的条件 （a）满足下列条件时，不 需进行抗剪承载力计算，仅需 按构造要求配置箍筋： (以分布荷载为主时) (以集中荷载为主时) 七、抗剪设计的计算方法和步骤 （a）截面设计： 确定抗剪承载力的计算截面和该处的剪力设计值 按最小配箍率选择 箍筋直径、间距 重新拟定截面尺 寸和材料强度 否 是 否 是 先确定Asv，再计算s先确定s ，再计算Asv 结束 （b）截面校核： 检查是否满足最小配箍率 是 否 结束 重新 设计 是 否 八、板的斜截面承载力抗剪计算 一般的钢筋混凝土板不需进行斜截面承载力抗剪计算；而承 受较大荷载的中厚板则通过设置弯筋来提高斜截面承载力，此时 板的抗剪承载力按下式计算： 为限制弯筋数量和板斜裂缝的宽度，要求Asbfysin0.08fcbh0 第四节 斜截面受弯承载力 一、问题的产生 在实际工程中，为了节约钢筋或用于 抵抗剪力，支座处部分纵筋向上弯起，支 座上方的纵筋还需截断，这可能引起斜截 面的受弯承载力不足。 由图示简支梁脱离体可知：按照跨中 截面的最大弯矩Mmax所配置的钢筋，只要 在梁全长内不截断也不弯起，就可以满足 任何斜截面上的弯矩Mn；但在纵筋截断或 弯起截面，其斜截面受弯承载力就有可能 不足。 h0 A TA D B h0 TB D B TB TB TA TB TAAB1m时)的la宜按表中数值乘以1.2； 5钢筋间距180mm，保护层厚度80mm时， la可按表中数值乘以0.8 6纵向受拉的I、级钢筋的la不应小于250mm或20d； 7表中项次1光面钢筋的la值不包括端部弯钩长度。 (二)纵向受力钢筋的接头 梁中钢筋宜采用焊接或机械连接接头。 采用焊接接头时，在钢筋接头左右35d且不小于500mm的区段 内，受拉钢筋的接头截面积与其总截面的比值不宜超过1/2 。 采用绑扎搭接接头时，其搭接长度ll应符合下列规定： 受拉钢筋：ll 1.20la和300mm； 受压钢筋： ll 0.85la和200mm。 采用绑扎接头时，从任一接头中心至1.3倍ll内，受拉钢筋接 头面积比不宜超过1/4：当接头面积比为1/3或1/2时，钢筋的ll应 分别乘以1.1及1.2。受压钢筋的接头比值不宜超过1/2。 (三)架立钢筋的设置要求 为了使纵向受力钢筋与箍筋能够绑扎成骨架，在箍筋四角必 须沿梁全长配置纵向钢筋。没有纵向受力钢筋的区段，应设置架 立钢筋。当梁的跨度l6m时，架立钢筋的直径不小于10mm。 (四)腰筋及拉筋的设置要求 当梁截面高度h700mm时，应在梁两侧沿截 面高度每隔300400mm，设置一根直径不小于 12mm的纵向构造钢筋。腰筋的作用为限制梁腹 因温度收缩变形引起的竖向裂缝宽度以及抵抗 可能的扭矩作用。当腰筋间距以不超过其15倍 直径，对控制裂缝开展最为有效。两侧腰筋之间应设拉筋连系起 来，拉筋的直径可取与箍筋直径相同，间距为箍筋间距的倍数。 架立筋 腰筋 拉筋 二、弯起钢筋的构造要求 当弯起钢筋是由抗剪计算确定时，弯起钢筋的排数和根数由 斜截面受剪承载力确定。弯起钢筋的间距不应大于箍筋最大间距 。 梁跨中纵向受拉钢筋最多弯起2/3， 至少应有1/3且不少于2根纵筋 (底层两 角部钢筋 )沿梁底伸入支座。当粱宽较 大时，在一个截面内宜同时弯起两根。 弯起钢筋的弯角一般为450，当梁高h700mm时，也可取为600。 三、箍筋的构造要求 (一)箍筋的形式与肢数：箍筋形式为封闭式箍筋。其肢数有 双肢、四肢等。箍筋肢数的选取，取决于斜截面受剪承载力计算 的需要和梁宽以及一排内纵向钢筋的根数。当梁宽b350mm时， 常用双肢箍；当梁宽b350mm时，或纵向受拉钢筋在一排中多 于5根(或一排中纵向受压钢筋多于3根)时，应采用四肢箍。 20d 10d (二)箍筋的直径与间距 箍筋的用量除按计算确定外，还应满足最小配箍率的要求。 当