受弯构件斜截面承载力教学课件PPT.ppt

受弯构件是指在荷载作用下截面上产生弯矩和剪力的构件 第四章受弯构件斜截面承载力计算 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 概述 在弯矩作用区段 产生正截面受弯破坏 在弯矩和剪力共同作用的区段 产生斜截面受剪破坏 斜截面破坏 第三章受弯构件正截面承载力计算 概述 为防止斜截面破坏 须配箍筋或箍筋和弯起钢筋 箍筋和弯起钢筋用量通过受弯构件斜截面受剪承载力计算确定 弯起钢筋 箍筋 弯起钢筋和箍筋统称为腹筋 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 概述 弯起钢筋和箍筋统称为腹筋 腹筋 纵向钢筋和架立钢筋构成刚劲的钢筋骨架 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 概述 4 1受弯构件 梁 斜截面受力分析及破坏形态 无腹筋梁 是仅配纵向受力钢筋而无箍筋和弯起钢筋的梁 有腹筋梁 是指纵筋和腹筋 箍筋和弯起钢筋 都配置的梁 一 无腹筋梁斜裂缝发生前后梁内应力状态的变化二 无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与发生条件三 有腹筋梁斜截面受力分析四 有腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 概述 一 无腹筋梁斜裂缝发生前后梁内应力状态的变化1 斜裂缝出现前 荷载较小时 裂缝尚未出现 钢筋砼梁可视为均质弹性体 截面上任一点的正应力和剪应力均可用材料力学的公式求出 当主拉应力超过砼的轴心抗拉强度时 产生与主拉应力垂直的斜裂缝 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 概述 弯剪斜裂缝 弯剪区段截面的下边缘 先出现较小的垂直裂缝 然后向集中荷载作用点发展延伸成斜裂缝 上细下宽 最常见 腹剪斜裂缝 中和轴附近 中间宽两头细 呈枣核形 常见于薄腹梁中 斜裂缝的类型 按其出现位置的不同 a b 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 2 出现斜裂缝后应力状态 Cc MAB MA MA 外荷载在斜截面上引起的弯矩 VA 外荷载在斜截面上引起的剪力 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 斜截面上平衡MA和VA的力有 纵向钢筋的拉力T 余留剪压面 AA 上砼承担的剪力Vc及压力Cc 骨料咬合力Va 垂直分量Vy 纵筋的 销栓力 Vd MA 外荷载在斜截面上引起的弯矩 VA 外荷载在斜截面上引起的剪力 力的平衡 力矩的平衡 B Cc 剪压区 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 斜裂缝发生后应力状态的变化 开裂后 砼承担的剪应力增大 开裂前 VA由全截面承受 开裂后有余留截面AA 来抵抗剪力 穿过斜裂缝的纵筋应力增大 斜裂缝出现前 各截面纵筋拉力由该截面弯矩决定 斜裂缝出现后 截面BB 钢筋拉力决定于截面A的弯矩 MA MB 剪压区砼的压应力增大 纵筋拉力突增 斜裂缝向上开展 受压区砼面积缩小 砼沿纵筋受到撕裂力 由于Vd作用 对于集中荷载作用下的简支梁 二 无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与发生条件 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 a 剪跨 集中荷载作用点到支座截面的距离 h0 截面有效高度 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 剪跨比反映了弯矩和剪力的相对大小 也是正应力和剪应力的相对关系 无腹筋梁在集中荷载作用下 斜截面破坏形态主要与剪跨比有关 在均布荷载作用下 则与高跨比l0 h有关 主要有斜压破坏 剪压破坏和斜拉破坏 首先在加载点和支座之间梁腹部先出现一条斜裂缝 然后随着荷载增加 出现若干条大体平行的斜裂缝 梁腹被分割成几个倾斜的受压柱体 过大的主压应力将梁腹砼斜向压碎 称为斜压破坏 破坏取决于砼的抗压强度 斜压破坏 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 1 斜压破坏 l较小 l 1 无腹筋斜压破坏试验录像 2 剪压破坏 l适当 1 l 3 0 首先在梁的剪弯区段下边缘出现若干条垂直裂缝 随着荷载的增加 裂缝向集中荷载作用点延伸 当荷载增达到某一数值时 将会出现 条临界斜裂缝 压区砼截面不裂通 余留截面主压应力超过砼在压应力和剪应力共同作用下的抗压强度而破坏 称为剪压破坏 破坏取决于砼复合应力 剪压 的强度 剪压破坏 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 无腹筋剪压破坏试验录像 一出现斜裂缝 很快形成临界斜裂缝 延伸到梁顶集载作用点 整个截面裂通 使构件劈裂为两部分而破坏 破坏过程急速而突然 破坏荷载比斜裂缝形成时的荷载增加不多 脆性性质显著 破坏是由于砼余留截面上剪应力增大 使残余截面上的主拉应力超过砼抗拉强度而斜向拉坏 称为斜拉破坏 破坏取决于砼的抗拉强度 斜拉破坏 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 斜拉破坏 剪跨比较大 l 3 无腹筋斜拉破坏试验录像 破坏性质 斜截面三种受剪破坏形态均属于脆性破坏 斜拉破坏为受拉脆性破坏 脆性性质最显著 斜压破坏为受压脆性破坏 脆性性质次之剪压破坏脆性性质与斜拉 斜压相比相对较弱 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 无腹筋梁三种破坏形态比较 斜压 剪压 斜拉 承载能力 三 有腹筋梁斜截面受力分析 1 与斜裂缝相交的腹筋承担很大一部分剪力 2 腹筋抑制斜裂缝的开展 增加剪压区的面积 使Vc增加 骨料咬合力Va也增加 3 吊住纵筋 延缓了撕裂裂缝的开展 增强纵筋销栓作用Vd 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 配置腹筋对斜裂缝出现 或对开裂弯矩 没有影响 裂缝出现前 有腹筋梁与无腹筋梁的受力状态没有显著差异 但裂缝出现后 其斜截面受剪承载力将会大大提高 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 是指配置在同一截面内各肢箍筋的截面面积与构件截面面积之比 Asv 设置在同一截面内的箍筋截面面积 Asv1 单肢箍筋截面面积 Asv1 d2 4d 箍筋直径 n 箍筋肢数 一般取n 2s 箍筋沿梁轴向的间距 b 梁宽 T形 I形截面取肋宽 1 配箍率rsv 四 有腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件 Asv 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积 Asv1 单肢箍筋的截面面积 a 单肢箍 b 双肢箍 c 四肢箍 箍筋的肢数 一般取n 2 当b 400mm时n 4 Asv nAsv1 根据腹筋用量 配箍率 和剪跨比 的不同 有腹筋梁斜截面破坏形态也分为 斜压破坏 剪压破坏和斜拉破坏 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 斜压破坏发生条件 腹筋配置多 sv很大 或剪跨比l l 1 很小时破坏时斜向柱体砼被压碎 内部腹筋未能达到屈服强度 剪压破坏发生条件 腹筋配置较适当 sv适当 且剪跨比l 13 时破坏时内部腹筋先达到屈服 然后剪压区砼被压碎 斜拉破坏发生条件 腹筋配置少 sv很小 且剪跨比l l 3 较大时斜裂缝一出现马上形成临界斜裂缝 箍筋立即屈服 裂缝贯通整个截面 构件被斜向拉坏 2 有腹筋梁斜截面受剪破坏形态 破坏类似于超筋破坏 破坏类似于适筋破坏 破坏类似于少筋破坏 箍筋适量梁受剪破坏试验录像 箍筋较多梁受剪破坏试验录像 箍筋较少梁受剪破坏试验录像 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力 有腹筋梁斜截面受剪破坏形态比较 从承载力角度 斜压 剪压 斜拉从破坏的性质 都为脆性破坏 斜拉 斜压 剪压从材料利用 斜压破坏的承载力由斜向柱体的砼抗压强度决定 腹筋未能充分利用 斜拉破坏的承载力主要由砼的抗拉强度决定 砼的受压性能未充分利用 剪压破坏时 与斜裂缝相交的箍筋先达到屈服 然后剪压区的砼在剪应力和压应力共同作用下被压碎 其材料利用状况最好 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 4 2影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素 一 剪跨比ll 1 斜压破坏 13 斜拉破坏 随剪跨比的增大 斜截面受剪承载力降低 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 二 砼强度砼的抗压强度和抗拉强度 对受剪承载力有很大的影响 随着砼强度的提高 Vu与fcu近似成正比 配箍率对梁受剪承载力的影响 在图中横坐标为配筋率 sv与箍筋强度fyv的乘积 纵坐标Vu bh0称为名义剪应力 即作用在垂直截面有效面积bh0上的平均剪应力 由图中可见梁的斜截面受剪承载力随配箍率增大而提高 两者呈线性关系 三 箍筋配筋率及其强度梁的受剪承载力与配箍率及箍筋强度乘积大致呈线性关系 Vu rsv fyv 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 四 纵筋配筋率 及其强度梁的受剪承载力随纵向钢筋配筋率 的提高而增大 越大 剪压区面积越大 并使纵筋的销栓作用也增加 增大纵筋面积还可限制斜裂缝的开展 增加骨料咬合力 五 弯起钢筋梁的受剪承载力随弯起钢筋截面面积的增大 强度的提高而线性增大 六 截面形状及尺寸1 截面形状T形截面受压翼缘增加了剪压区面积 对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力可提高 20 但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高 2 截面尺寸截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力有影响 尺寸大的构件 破坏时的平均剪应力 V bh0 比尺寸小的构件要降低 有试验表明 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 受剪承载力可下降25 30 对于有腹筋梁 截面尺寸的影响较小 无腹筋梁受剪承载力很低 且一出现斜裂缝就迅速发展为临界斜裂缝 除板和基础外 梁内一般不允许不配腹筋 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 4 3有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 一 受剪承载力计算理论概况二 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算基本公式三 有腹筋梁斜截面受剪承载力设计计算公式四 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式的适用条件五 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算的步骤 有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态分为斜压破坏 剪压破坏和斜拉破坏三种 在工程设计时应设法避免 采用方式 斜压破坏 通常用限制截面最小尺寸的条件来防止 剪压破坏 通过斜截面受剪承载力计算使构件满足一定的要求 斜拉破坏 用满足最小配箍率条件及构造要求来防止 一 受剪承载力计算理论概况 水工混凝土结构设计规范 中所规定的受弯构件斜截面受剪承载力计算公式就是根据剪压破坏形态为依据而建立的 目前国内外学者提出的计算理论有 拉杆拱模型 变角桁架模型 拱 梳状齿模型和极限平衡理论 我国规范关于斜截面受剪承载力的计算公式 是在对实验数据进行回归分析的基础上依据极限平衡理论确定的 即Vu Vc Vsv Vsb 如令Vcs为箍筋和混凝土共同承受的剪力 即Vcs Vc Vsv则Vu Vcs Vsb Vu 梁斜截面破坏时所承受的总剪力 Vcs 梁斜截面破坏时砼与箍筋所承受的总剪力 斜裂缝上剪压区混凝土所承受的剪力Vc 与斜裂缝相交的箍筋所承受的剪力Vsv 与斜裂缝相交的弯起钢筋所承受的剪力Vsb 二 基本计算公式 Cc 剪压破坏时 斜截面上的受剪承载力Vu由以下三部分组成 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 三 仅配箍筋梁斜截面受剪承载力的计算公式 砼的受剪承载力 箍筋的受剪承载力 砼和箍筋的受剪承载力 取决于斜裂缝的水平投影长度和箍筋的数量 的计算公式 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 我国规范关于的具体计算公式 是在对实验数据进行回归分析的基础上确定的 根据试验 和呈线性关系 1 2 待定系数 与荷载作用形式和截面形状有关 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 1 对一般的矩形 T形和工形截面梁 规范 SL191 2008 给出计算公式 一般情况 ft 砼轴心抗拉强度设计值 按附录二表1取值 b 矩形截面的宽度或T形 工形截面的腹板 梁肋 宽度h0 截面有效高度 mm fyv 箍筋抗拉强度设计值 不大于300N mm2 按附录二表3取值 与fy取值相同 AAsv 同一截面内各肢箍筋截面面积 mm2 s 箍筋间距 mm Vcs 砼和箍筋的受剪承载力 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 2 对承受集中荷载为主的重要独立梁 特殊情况 规范 SL191 2008 对集中荷载作用为主的重要独立梁给出了下列计算公式 以集中荷载为主 重要独立梁 是指没有和板整浇在一起的梁 如吊车梁 门机轨道梁等 仅受集中荷载作用 多种荷载同时作用 但集中荷载在支座截面产生的剪力设计值占总剪力设计值的75 以上 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 解决办法 箍筋加密或加粗 增大构件截面尺寸 提高砼强度等级 纵筋弯起成为斜筋或加焊斜筋 纵筋可能弯起时 用弯起的纵筋抗剪可收到较好的经济效果 否则 表明所配的箍筋不能满足抗剪要求 V 计算截面的剪力设计值 根据承载力极限状态的荷载效应的基本组合计算 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 同一弯起平面内弯筋截面面积 弯筋与构件纵向轴线的夹角 一般为450 当梁截面超过800mm时为60 四 箍筋和弯起钢筋同时配置时梁斜截面受剪承载力计算公式 与斜裂缝相交的弯筋应力达到抗拉强度设计值 Vu Vcs Vsb Tsb fyAsb 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 1 对一般矩形 T形和工形截面梁 2 对以集中荷载作用为主的重要独立梁 Vcs Vcs Vsb Vsb 如吊车梁或门机轨道梁 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 计算第一排弯筋面积Asb1时 取支座边缘剪力设计值V0 第一排弯起钢筋只能承受由支座边缘至第一排弯起钢筋弯起点处的剪力 当第一排弯起钢筋弯起点处的剪力V1 Vcs K时 还需要设置第二排弯起钢筋 计算以后每一排弯筋取用前一排弯筋弯起点处的剪力设计值Vi 1 弯筋计算进行到最后一排弯筋进入Vcs K控制区段为止 计算弯起钢筋Asb时剪力设计值应按下列规定取值 从支座边缘算起 V0 V1 V2 返回58 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 为防止由于配箍率过高而发生斜压破坏 并控制正常使用情况下斜裂缝开展宽度 规范规定 构件截面须满足 五 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式的适用条件 T形或工形截面简支梁 当有实践经验时 一 公式的上限 限制最小截面尺寸 截面尺寸不满足要求 加大截面尺寸或提高砼强度等级 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 支座边缘截面的剪力设计值 b 矩形截面的宽度 T形或工形截面的腹板宽度 截面的腹板高度 式中 hw h0 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 二 下限值 最小配箍率和最大箍筋间距 防止腹筋过少过稀而发生斜拉破坏 腹筋间距过大 可能出现不与腹筋相交的斜裂缝 腹筋无从发挥作用 较密的箍筋对抑制斜裂缝宽度有利 限制腹筋的间距s smax smax取值见表4 1 表4 1梁中箍筋的最大间距smax及箍筋的最小直径dmin mm 最小箍筋直径dmin 当梁高h 800mm时 dmin 8mm当梁高h 800mm时dmin 6mm 当梁内设有受压钢筋时 箍筋直径 0 25d d为受压钢筋的直径 Vc 0 7ftbh0 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 当配箍率 sv小于一定值 斜裂缝出现后 箍筋因不能承担斜裂缝截面砼退出工作释放出来的拉应力 而很快达到屈服 发生突然性的脆性破坏 为防止斜拉破坏 规范 规定当KV Vc时 配箍率应满足 箍筋的最小配筋率 HPB235级钢筋 HRB335级钢筋 Vc 0 7ftbh0 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 六 按构造要求配箍的条件 当梁承受的剪力较小或截面尺寸较大 并满足下列条件时 可不进行斜截面受剪承载力计算 仅需按构造要求配置箍筋 对于一般的矩形 T形及工形截面梁 按构造配箍的条件为 2 对于以集中荷载作用为主的重要独立梁 按构造配箍的条件为 构造要求 包括最大箍筋间距 最小箍筋直径和最小配箍率 s smax d dmin sv sv min 七 受剪承载力计算斜截面位置确定 支座边缘截面 1 1 Vmax 腹板宽度改变处截面 2 2 箍筋直径或间距改变处截面 3 3 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面 4 4 第四章受弯构件斜截面受剪承载力 4 2受剪承载力计算 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 八 斜截面受剪承载力的计算方法与步骤 一 截面设计 已知 梁的截面尺寸b h 材料强度等级 荷载或剪力设计值求 箍筋用量或箍筋与弯起钢筋用量 解 第一步 计算梁的剪力设计值V 并绘制剪力图 第二步 确定梁斜截面受剪承载力计算的截面位置 第三步 验算截面尺寸是否符合要求 否则 应加大截面尺寸或提高砼强度等级 计算V时用净跨ln 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 第四步 验算是否需要按计算配置腹筋 当满足下列条件时 可不进行斜截面受剪承载力计算 仅需按构造要求配置箍筋 构造要求 满足s smax d dmin sv sv min 否则按计算配置腹筋 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 第五步 计算腹筋用量 第一种方案 仅配置箍筋 优先选用 计算方法1 1 计算 一般的矩形 T形 工形截面梁 以集中荷载作用为主重要独立梁 2 选配箍筋肢数及直径 按构造要求选配箍筋的肢数n及直径d进而确定箍筋的间距s 一般取n 2 d 6 8 10mm s取整 并满足smax要求 B 68 3 验算最小配箍率 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 2有腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 HPB235级钢筋 sv min 0 15 HRB335级钢筋 sv min 0 1 4 选配箍筋 包括箍筋的直径和间距 如 8 150双肢箍 计算方法2 1 按构造及最小配箍率的要求先初选箍筋 n 2 d dmin s smax 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 2 计算 否则重新选配直径较粗或间距较密的箍筋 也可采用第二种方案 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 第二种方案 箍筋和弯起钢筋同时配置 2 计算Vcs 一般的矩形 T形和工形截面梁 以集中荷载作用为主的重要独立梁 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 3 计算弯起钢筋数量 注 计算弯起钢筋时 应该从支座边缘向跨中逐排计算 剪力设计值的确定应符合下列规定当计算第一排弯起钢筋时 应取支座边缘处的剪力设计值V0当计算以后每一排弯起钢筋时 取用前一排弯起钢筋弯起点处的剪力设计值Vi 1 一直到满足要求为止 即 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 二 截面复核 已知 截面尺寸 材料强度等级 腹筋用量确定 复核斜截面的受剪承载力是否符合要求或者计算梁所能承受的荷载大小 第一步 验算配箍率 第二步 计算斜截面受剪承载力Vu和剪力设计值V 一般的矩形 T形和工形截面梁 以集中荷载作用为主的重要独立梁 同时s smaxd dmin 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 计算截面的剪力设计值 第三步 复核截面尺寸是否满足要求 第四步 根据计算的剪力设计值可以复核截面的安全 也可以由此计算梁所受荷载的大小 九 实心板的斜截面受剪承载力计算 对于一般厚度的板 由于其截面高度很小 承载力主要取决于正截面受弯 因此可不进行斜截面受剪承载力验算 但在水工建筑中 常用厚度高达几米的厚板 如水闸 船闸的底板 尾水管的底板 蜗壳顶板等 高层建筑中的基础底板 转换层的实心楼板厚度也很大 对于这些厚板在荷载作用下有可能发生斜截面受剪破坏 其受剪承载力必须进行验算 1 不配抗剪钢筋的实心板 其斜截面受剪承载力计算公式 h 截面高度影响系数 当h02000mm时 取h0 2000mm 2 配置弯起钢筋的实心板 其斜截面受剪承载力计算公式 并要求 对受压区A的内力矩之和 见图 受弯承载力是指斜截面上的纵向受拉钢筋 弯起钢筋 箍筋等在斜截面破坏时 各自提供的弯矩 斜截面承载力计算 4 4钢筋砼梁的斜截面受弯承载力 斜截面受弯承载力不进行计算而通过构造措施来保证 VAMAB MA 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力 一 问题的提出 梁全长纵筋不切断不弯起 必然满足任何斜截面的抗弯要求 纵筋被切断或弯起时 斜截面抗弯有可能成为问题 弯矩图与斜截面上的弯矩MAB 为节约钢材 可根据设计弯矩图的变化将钢筋弯起作受剪钢筋或截断 但钢筋的弯起和截断均应满足正截面受弯承载力 斜截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的要求 二 抵抗弯矩图的绘制 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力 图形上纵坐标是截面实际能够抵抗的弯矩值 可根据截面实有的纵筋截面面积求得 一 抵抗弯矩图 材料图 概念抵抗弯矩图 MR图 是按实际配置的纵向受力钢筋计算并绘制的梁上各正截面所能抵抗的弯矩图 做MR图的过程就是对钢筋布置进行图解设计的过程 绘制应按一定比例 为了节约钢材 合理的设计往往是将跨中多余的部分纵筋弯起 用于抗剪和抵抗支座负弯矩 对于支座负筋可截断 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态 1 确定截面总的 最大 抵抗弯矩MR MR 2 给所配钢筋编号 凡直径 形状 长度都相同的编号相同 3 确定每根 每个编号 钢筋的抵抗弯矩值MRi 按每根钢筋面积比分配 4 按各根钢筋抵抗弯矩值MRi排列分布钢筋 把需要先弯起或先截断的钢筋放置在最外边 通过各点作水平线来表示每根钢筋的抵抗弯矩值 5 确定钢筋的充分利用点和不需要点 6 弯起和截断钢筋 二 抵抗弯矩图 MR图 的绘制步骤 当梁的截面尺寸 材料强度及钢筋截面面积确定后 其抵抗弯矩值 可由下式确定 平衡推导求得 充分利用点 不需要点 理论断点 弯起筋对正截面承载力的影响可按下列假定计算 以梁左端的弯起筋为例 设弯起筋与梁轴线的交点为G 则在G点及其左部 弯起筋对正弯矩承载力的贡献为零 如图中的g点及其左部 在E点 该筋对正弯矩承载力有全部贡献 如图中的e点 在G点和E点之间 该筋对正弯矩承载力的贡献可按线性插值确定 如图中的直线段ge 结构设计时 应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图 且两者越近越经济 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力 某梁的负弯矩区段的配筋情况 抵抗弯矩图 MR图 3 22 2 18 2 18 1 22 1 22 1 22 图中 除支座外 MR图比M图大的多 设计中 为经济目的 往往将部分纵筋弯起截断 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力 纵筋的理论切断点与充分利用点 b 是钢筋 的理论切断点和钢筋 的充分利用点 三 钢筋切断与弯起时MR图的表示方法 钢筋切断是一个陡坎 弯起是一斜坡 四 MR图与M图的关系 MR图必须包住M图以保证正截面的抗弯要求 a b c d f e 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力 一 切断纵筋时如何保证斜截面受弯承载力 三 切断 弯起钢筋时如何保证斜截面受弯承载力 规范规定Vc 0 7ftbh0钢筋实际切断点至充分利用点的距离 KV Vc 1 2laKV Vc 1 2la h0钢筋实际切断点至理论切断点的距离 KV Vc 20d KV Vc 20d且 h0 20d且 h0 若按上述规定确定的截断点仍位于负弯矩受拉区内 则钢筋还应延长 见图4 27 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力 二 纵筋弯起时如何保证斜截面受弯承载力 斜截面AB上弯矩设计值为MAB MA 为保证斜截面受弯承载力 则 As As1 Asb MAR fyAs z MA MABR fyAs1 z fyAsb zb MABR MAB fyAs1 z fyAsb zb fyAs z As As1 Asb 即 zb z 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力 二 纵筋弯起时如何保证斜截面受弯承载力 为保证斜截面受弯承载力 要求 zb z a 弯起点至充分利用点距离 当与腹筋最大间距要求矛盾时 As As1 Asb 规范偏安全取a 0 5h0 先满足斜截面抗弯要求 在另设斜钢筋抗剪 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 4钢筋骨架的构造 4 5钢筋骨架的构造 一 箍筋构造 一 箍筋的形状箍筋常用封闭式 配有受压钢筋的梁 必须用封闭式 绑扎骨架中双肢箍筋最多能扎结4根排在一排的纵向受压钢筋 否则用四肢箍筋 当梁宽大于400mm 一排纵向受压钢筋多于3根时 可用四肢箍筋 二 箍筋最小直径梁高h 800mm时 d 8mm 梁高h 800mm时 d 6mm 有纵向受压钢筋时 d d 4 d 为受压钢筋的最大直径 箍筋直径最好 10mm 三 箍筋的布置按计算需要设置箍筋时 可沿梁全长均匀布置 也可在梁端剪力较大处布置得密些 按构造要求配置箍筋时 如果梁的截面高度h 300mm 应沿全梁布置箍筋 h 300mm 可在端部各1 4跨度内布置 但当有集中荷载时 仍沿梁全长布置 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 4钢筋骨架的构造 四 箍筋的最大间距箍筋间距s不大于表4 1的数值 即s smax有受压钢筋时 绑扎骨架s 15d 焊接骨架中s 20d 在任何情况下s 400mm d受压钢筋最小直径 当一排纵向受压筋多于5根且直径大于18mm s 10d 绑扎纵筋的搭接长度内 钢筋受拉 s 5d 且 100mm 钢筋受压 s 10d 且 200mm d 搭接钢筋的最小直径 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 4钢筋骨架的构造 二 纵向钢筋的构造 一 纵向受力钢筋的接头 见第一章第三节 二 纵向受力钢筋在支座中的锚固锚固长度应大于 规范 规定的最小锚固长度la 最小锚固长度la见附录四表2简支梁下部受力钢筋伸入支座的锚固长度应符合下列规定 当KV Vc时 las 5d当KV Vc时 带肋钢筋 las 12d 光圆钢筋 las 15d 悬臂梁上部纵向受拉钢筋在支座处的锚固 采用直线锚固时 伸入支座的长度 从支座边缘算起 la 采用900弯折锚固时 伸入支座的长水平度 0 4la 弯折竖直段长度为15d 梁下部钢筋为受压钢筋时 伸入支座的长度 0 7la 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 5钢筋骨架的构造 连续梁中间支座或框架梁中间节点处的下部纵向钢筋在支座节点或节点中的锚固长度应符合下列要求 1 当计算中不利用该钢筋的强度时 其伸入支座或节点的锚固长度为 带肋钢筋 las 12d 光圆钢筋 las 15d 2 当计算中充分利用该钢筋的抗拉强度时 其伸入支座或节点的锚固如图4 32所示 节点中的直线锚固 节点中的弯折锚固 支座或节点范围外的搭接 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 5钢筋骨架的构造 3 当计算中充分利用该钢筋的抗压强度时 下部纵向钢筋应按受压钢筋锚固在中间支座或中间节点内 其直线锚固长度不应小于0 7la 也可伸过节点或支座范围 并在梁中弯矩较小处设置搭接接头 节点中的直线锚固 支座或节点范围外的搭接 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 5钢筋骨架的构造 连续梁中间支座或框架梁中间节点处的上部纵向钢筋应贯穿中间支座或节点 且自节点或支座边缘伸向跨中的截断位置应符合4 4节的要求 节点中的直线锚固 节点中的弯折锚固 支座或节点范围外的搭接 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 5钢筋骨架的构造 框架梁中间层端节点处 上部纵向钢筋在节点内的锚固长度不应小于受拉钢筋的锚固长度la 并伸过节点中心线 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 5钢筋骨架的构造 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 5钢筋骨架的构造 三 架立钢筋的配置架立筋的直径要求 梁跨l6m d 12mm 四 腰筋及拉结筋当梁的腹板高度hw超过450mm时 应在梁的两侧沿高度配置纵向构造钢筋 称为腰筋 每侧腰筋的间距不宜大于200mm 截面面积 不包括梁上 下部的纵向受力钢筋及架立钢筋 不应小于腹板截面面积bhw的0 1 两侧腰筋之间用拉筋连系起来 拉接筋直径与箍筋相同 间距500 700mm 第四章钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4 4钢筋骨架的构造 三 弯起钢筋的构造弯起钢筋抗剪时 其最大间距同箍筋 即前一排弯起钢筋的下弯点至后一排弯起钢筋的上弯点之间的距离s smax 梁宽较大 b 250mm 时 宜在一个截面内同时弯起两根钢筋 弯起钢筋弯起角度一般为450 当梁高h 700mm时 可为600弯起钢筋的弯折终点处应有足够长的锚固长度 单独设置抗剪斜筋应成吊筋型式 鸭