05b斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围.ppt

第五章受弯构件的斜截面承载力 受弯构件斜截面的受力特点与破坏形态斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围斜截面受剪承载力设计计算与应用 二 斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围 一 斜截面受剪破坏的主要影响因素 二 斜截面受剪承载力的计算公式 三 斜截面受剪承载力的计算公式的适用范围 一 斜截面受剪破坏的主要影响因素 1 剪跨比2 混凝土强度3 箍筋配箍率4 纵筋配筋率5 斜截面上的骨料咬合力6 截面尺寸和形状 1 剪跨比 1 对破坏形态的影响随着剪跨比 的增加 梁的破坏形态按斜压 3 的顺序演变 其受剪承载力则逐步减弱 1 剪跨比 2 对无腹筋梁受剪承载力的影响随着剪跨比 的增加 无腹筋梁的受剪承载力则逐步减弱 当 3 剪跨比的影响不再明显 1 剪跨比 3 与有腹筋梁中配箍的关系低配箍时 剪跨比对受剪承载力的影响大 中等配箍时 剪跨比对受剪承载力的影响次之 高配箍时 剪跨比对受剪承载力的影响小 2 混凝土强度 斜截面破坏是因混凝土到达极限强度而发生的 故斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高 1 梁斜压破坏时 受剪承载力取决于混凝土的抗压强度 混凝土强度的影响大 2 梁为斜拉破坏时 受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度 而抗拉强度的增加较抗压强度来得缓慢 故混凝土强度的影响小 3 剪压破坏时 混凝土强度的影响则居于上述两者之间 2 混凝土强度 有腹筋梁出现斜裂缝后 箍筋不仅直接承受相当部分的剪力 而且有效地抑制斜裂缝的开展和延伸 对提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵向钢筋的销栓作用有着积极的影响 配箍量一般用配箍率 又称箍筋配筋率 sv表示 即 3 箍筋配箍率 Asv 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积 同一截面内箍筋的肢数 Asv1 单肢箍筋的截面面积 s 沿构件长度方向箍筋的间距 梁的宽度 3 箍筋配箍率 a 单肢箍 b 双支箍 c 四肢箍 试验表明 在配箍最适当的范围内 梁的受剪承载力随配箍量的增多 箍筋强度的提高而有较大幅度的增长 配箍率与箍筋强度fyv的乘积对梁受剪承载力的影响 当其它条件相同时 两者大体成线性关系 为了提高斜截面的延性 不宜采用高强度钢筋作箍筋 试验表明 梁的受剪承载力随纵向钢筋配筋率 的提高而增大 这主要是纵向受拉钢筋约束了斜裂缝长度的延伸 从而增大了剪压区面积的作用 4 纵筋配筋率 开裂前 有一定的影响 开裂后 影响很小 5 斜截面上的骨料咬合力 1 截面尺寸的影响无腹筋梁 截面尺寸增加 平均剪应力 V bh0 减小 试验表明 在其他参数 混凝土强度 纵筋配筋率 剪跨比 保持不变时 梁高扩大4倍 破坏时的平均剪应力可下降25 30 对于有腹筋梁 截面尺寸的影响将减小 2 截面形状的影响T形截面梁 其翼缘大小对受剪承载力有一定影响 适当增加翼缘宽度 可提高受剪承载力25 但翼缘过大 增大作用就趋于平缓 另外 梁宽增厚也可提高受剪承载力 6 截面尺寸和形状 二 斜截面受剪承载力的计算公式 1 基本假设2 无腹筋梁受剪承载力的计算公式3 有腹筋梁受剪承载力的计算公式 1 假定梁的斜截面受剪承载力由三部分所组成 Vu Vc Vsv Vsb 令Vcs为箍筋和混凝土共同承受的剪力 即Vcs Vc Vsv则Vu Vcs Vsb 1 基本假设 Vc 斜裂缝上混凝土剪压区所承受的剪力设计值Vsv 与斜裂缝相交的箍筋所承受的剪力设计值Vsb 与斜裂缝相交的弯起钢筋所承受的剪力设计值 2 梁剪压破坏时 与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度 但要考虑拉应力可能不均匀 特别是靠近剪压区的箍筋有可能达不到屈服强度 4 截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件 故仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑 1 基本假设 3 斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力 在无腹筋梁中的作用还比较显著 两者承受的剪力可达总剪力的50 90 但试验表明在有腹筋梁中 它们所承受的剪力仅占总剪力的20 左右 5 剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一 但为了计算公式应用简便 仅在计算受集中荷载为主的梁时才考虑了 的影响 2 无腹筋梁受剪承载力的计算公式 当 1 5 y 0 70当 3 0 y 0 44 2 无腹筋梁受剪承载力的计算公式 1 不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件 其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算 截面高度影响系数 当h0小于800mm时 取h0等于800mm 当h0大于2000mm时 取h0等于2000mm 2 无腹筋梁受剪承载力的计算公式 2 对集中荷载作用下的独立梁 也包括作用有多种荷载 但其中集中荷载对支座边缘截面或节点边缘所产生的剪力值应占总剪力值75 以上 2 无腹筋梁受剪承载力的计算公式 计算剪跨比当 1 5时 取 1 5 当 3时 取 3 2 无腹筋梁受剪承载力的计算公式 A 均布荷载作用下矩形 T形和I形截面的简支梁 斜截面受剪承载力的计算公式 3 有腹筋梁受剪承载力的计算公式 1 仅配箍筋 注 这里所指的均布荷载 也包括作用有多种荷载 但其中集中荷载对支座边缘截面或节点边缘所产生的剪力值应小于总剪力值75 3 有腹筋梁受剪承载力的计算公式 1 仅配箍筋 当 1 5时 取 1 5 当 3时 取 3 因而 第一项的系数1 75 1 0 在0 7 0 44之间 说明随着剪跨比的增大 梁的受剪承载力降低 B 集中荷载作用下的矩形 T形和I形截面独立简支梁 包括作用有多种荷载 但其中集中荷载对支座边缘截面或节点边缘所产生的剪力值应占总剪力值75 以上 斜截面受剪承载力的计算公式 3 有腹筋梁受剪承载力的计算公式 集中荷载作用 均布荷载作用 配有箍筋和弯起钢筋时梁的斜截面受剪承载力 其斜截面承载力设计表达式为 3 有腹筋梁受剪承载力的计算公式 2 配有箍筋和弯起钢筋 0 8 应力不均匀系数 弯筋与梁纵轴的夹角 一般取45 h大于或等于800mm时取60 三 计算公式的适用范围 1 截面的最小尺寸2 箍筋的最小含量3 箍筋间距的构造要求4 弯起钢筋的弯终点的构造要求 当梁截面尺寸过小 而剪力较大时 梁往往发生斜压破坏 这时 即使多配箍筋 也无济于事 设计时为避免斜压破坏 同时也为了防止梁在使用阶段斜裂缝过宽 主要是薄腹梁 必须对梁的截面尺寸作如下的规定 当 4 0时 属于一般的梁 应满足 当 6 0时 属于薄腹梁 应满足 1 截面的最小尺寸 上限值 当4 0 6 0时 直线插值 箍筋配量过少 一旦斜裂缝出现 箍筋中突然增大的拉应力很可能达到屈服强度 造成裂缝的加速开展 甚至箍筋被拉断 而导致斜拉破坏 为了避免发生斜拉破坏 规范 规定 箍筋最小配筋率为 2 箍筋的最小含量 下限值 箍筋的间距如果过大 就有可能会出现斜裂缝不与箍筋相交的情况 箍筋就不能发挥作用 因此 规范中规定了箍筋的最大间距 3 箍筋间距的构造要求 梁中箍筋的最大