一级结构工程师教学ppt混凝土结构斜截面

第四章 构件受剪性能,绍兴文理学院土木工程系 梁超锋,混凝土结构基本原理,一、概述,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,箍筋肢数,优先用箍筋，后弯起钢筋,角筋和侧边钢筋不能弯起,二、简支无腹筋梁的抗剪机制 1. 构件的开裂,主应力迹线,二、简支无腹筋梁的抗剪机制 1. 构件的开裂,当达到tu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),主应力迹线,二、简支无腹筋梁的抗剪机制 1. 构件的开裂,引入一概念：剪跨比,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,楼板值大，抗剪满足,二、简支无腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态,斜压破坏 1时 取决于fc,二、简支无腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态,所有的破坏均表现为脆性,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),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、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,当达到tu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,三、有腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态,斜压破坏 1或较大但腹筋配置较多时， 腹筋在破坏时未屈服,三、有腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态,剪压破坏， 1 3时， 腹筋屈服后，剪压区混凝土压碎,三、有腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏形态,斜拉破坏， 3且腹筋配置量较小时 腹筋少，起不到应有作用,三、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,三、有腹筋梁的抗剪机制 3. 抗剪机制,以剪压破坏为例,四、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,四、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素,混凝土的强度提高,在一定的范围内，增大配箍率,抗剪承载力提高,抗剪承载力提高,3. 箍筋的配筋率,2.混凝土的强度,四、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素,4. 纵筋配筋率,Vd,Vu,Vc,Cc,Vi,Ts,a,Tv,Tb,5. 斜截面上骨料咬合力,6. 截面尺寸和形状,7. 轴向力作用,五、受弯构件抗剪承载力分析 1. 有腹筋梁的抗剪承载力计算公式建立依据,斜压破坏,控制截面最小尺寸,斜拉破坏,满足最小配箍率和构造要求,剪压破坏,计算满足VuV,依据剪压破坏形态建立Vu公式,五、受弯构件抗剪承载力分析 1. 有腹筋梁的抗剪承载力计算公式基本假设,不考虑Vi，Vd Vu=Vc+Vs+Vsb=Vcs+Vsb 箍筋和弯起筋都屈服，fyv、fy 考虑影响,Vd,Vu,Vc,Cc,Vi,Ts,a,Tv,Tb,Vu,Vc,Vsb,a,Vs,简化,六、实用抗剪承载力计算公式,混凝土结构设计规范（GB50010）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占总剪力75%以上的独立梁,六、实用抗剪承载力计算公式,箍筋的形式,单肢箍n=1,双肢箍n=2,四肢箍n=4,六、实用抗剪承载力计算公式,六、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,六、实用抗剪承载力计算公式,抗剪承载力适用条件的上限,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4hw/b6时,按线性插值,截面的最小尺寸剪压比,六、实用抗剪承载力计算公式,抗剪承载力适用条件的下限,无腹筋梁的抗剪承载力,箍筋的最小含量,当V0.7ftbh0时，要求：,当V0.7ftbh0时，要求：?,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、有轴力作用构件抗剪承载力 1. 轴向力对抗剪承载力的影响,七、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(p160),当N0.3fcA时，取N=0.3fcA,柱的净高,七、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(p156),七、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(p172),八、箍筋的形式和构造要求P100 1. 箍筋的形式,单肢箍n=1,双肢箍n=2,四肢箍n=4,八、箍筋的形式和构造要求 2. 最小配箍率和箍筋的最大间距(p100),最大箍筋间距,当V0.7ftbh0时，要求：,最小箍筋直径：d6mm (h800mm); d8mm (h800mm),九、基本公式的应用 1. 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,九、基本公式的应用 2. 设计,若不满足调整截面尺寸,按构造要求配箍筋,预先选定,九、基本公式的应用 3. 已有构件的承载力,十、保证斜截面受弯的措施 1. 基本概念,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,需采取构造措施,十、保证斜截面受弯的措施 2. 抵抗弯矩图,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、保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固,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、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,纵向钢筋的直径,十、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,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、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、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起,d在2点以外保证正截面受弯,保证斜截面受弯？,十、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起,未弯起时,弯起后,十、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起,十、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起,Smax,Smax,弯终点的位置,十、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的截断,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ls1、伸出长度ls2，具体数值可参阅有关规范(教材p104),保证斜截面受弯 保证粘结锚固,十一、其他构造要求 1. 弯起钢筋,端部锚固,不宜弯起情况,单独设置弯起钢筋,十一、其他构造要求,2. 梁内箍筋,箍筋作用、直径、设置,hw450mm时,3. 架立钢筋(d10mm),4. 纵向构造钢筋,十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力 1. 均布荷