第五章-受弯构件斜截面承载力2011.10.ppt

混凝土结构 上 第5章受弯构件斜截面承载力计算 本章重点 斜截面破坏的主要形态及主要因素 了解桥涵工程中受弯构件斜截面承载力 了解材料抵抗弯矩图的做法 掌握受弯构件斜截面承载力计算方法 掌握受弯构件斜截面承载力的计算公式及 适用条件 防止斜压和斜拉破坏的措施 及构造要求 的计算方法 第5章构件斜截面承载力 5 1概述 在主要承受弯矩的区段内 产生正截面受弯破坏 而在剪力和弯矩共同作用的支座附近区段内 则会产生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏 第5章构件斜截面承载力 在受弯构件的剪弯区段 在M V作用下 有可能发生斜截面破坏 斜截面破坏 斜截面受剪破坏 通过抗剪计算来满足受剪承载力要求 斜截面受弯破坏 通过满足构造要求来保证受弯承载力要求 5 1概述 第5章构件斜截面承载力 腹筋的作用箍筋 提高斜截面受剪承载力 与纵筋绑扎 形成钢筋骨架 便于施工 防止纵筋过早压曲 约束核心混凝土 弯起钢筋 由纵筋弯起形成 承受较大的剪力 第5章构件斜截面承载力 5 1概述 梁的箍筋和弯起钢筋 单肢箍n 1 双肢箍n 2 四肢箍n 4 5 2 1无腹筋梁斜裂缝出现前应力分析 第5章构件斜截面承载力 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时 就会出现与主拉应力迹线大致垂直的裂缝 斜裂缝主要有两类 腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝 5 2 1无腹筋梁斜裂缝出现前应力分析 第5章构件斜截面承载力 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 主拉力迹线 主压力迹线 在中和轴附近 正应力小 剪应力大 主拉应力方向大致为45 当荷载增大 拉应变达到混凝土的极限拉应变值时 混凝土开裂 沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝 称为腹剪斜裂缝 腹剪斜裂缝中间宽两头细 呈枣核形 常见于薄腹梁中 如图所示 第5章构件斜截面承载力 5 2 1无腹筋梁斜裂缝出现前应力分析 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 1 腹剪斜裂缝 在剪弯区段截面的下边缘 主拉应力还是水平向的 所以 在这些区段仍可能首先出一些较短的垂直裂缝 然后延伸成斜裂缝 向集中荷载作用点发展 这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体 称为弯剪斜裂缝 这种裂缝上细下宽 是最常见的 5 2 1无腹筋梁斜裂缝出现前应力分析 第5章构件斜截面承载力 2 弯剪斜裂缝 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 5 2 2无腹筋梁斜裂缝出现后应力分析 第5章构件斜截面承载力 出现裂缝的梁 斜裂缝出现后的弯矩图 脱离体受力图 纵向钢筋的销栓作用传递的剪力 斜截面相对错动产生的骨料咬合力 斜裂缝出现后的应力状态 在斜裂缝出现前 剪力由梁全截面承受 但在斜裂缝出现后 剪力全部由斜裂缝上端的混凝土来承受 第5章构件斜截面承载力 5 2 2无腹筋梁斜裂缝出现后应力分析 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 斜裂缝出现后的应力状态 第5章构件斜截面承载力 5 2 2无腹筋梁斜裂缝出现后应力分析 应力状态的变化 剪压区的应力 增大 与斜裂缝相交的纵向钢筋的拉应力突然增大 裂缝出现后 B处纵向钢筋的应力由A截面的的弯矩决定 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 裂缝出现前 在B处纵向钢筋的拉应力由该截面的的弯矩决定 斜裂缝出现后的应力状态 第5章构件斜截面承载力 5 2 2无腹筋梁斜裂缝出现后应力分析 故裂缝出现后B处纵向钢筋的拉应力突然增大 随着荷载的继续增加 剪压区混凝土承受的剪应力和压应力也继续增加 混凝土处于剪压复合受力状态 当达到混凝土在此种受力状态下的极限强度时 剪压区的混凝土发生破坏 亦即发生沿斜截面的破坏 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 5 2 3无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态 1 斜拉破坏2 剪压破坏3 斜压破坏 第5章构件斜截面承载力 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 破坏特点 首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂缝 随即 其中一条弯曲裂缝很快地斜向伸展到梁顶的集中荷载作用点处 形成所谓的临界斜裂缝 将梁劈裂为两部分而破坏 同时 沿纵筋往往伴随产生水平撕裂裂缝 破坏呈明显脆性 类似于正截面承载力中的少筋破坏 抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度 第5章构件斜截面承载力 5 2 3无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态 1 斜拉破坏 发生条件 当a h0 3 对均布荷载作用下为跨高比l h 9 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 破坏特点 在梁腹中垂直于主拉应力方向 先后出现若干条大致相互平行的腹剪斜裂缝 梁的腹部被分割成若干斜向的受压短柱 随着荷载的增大 混凝土短柱沿斜向最终被压酥破坏 抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度 第5章构件斜截面承载力 5 2 3无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态 2 斜压破坏 发生条件 当集中荷载距支座较近 即a h0 1 对均布荷载作用下为跨高比l h 3 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 破坏特点 首先在剪跨区出现数条短的弯剪斜裂缝 其中一条延伸最长 开展较宽的裂缝成为临界斜裂缝 临界斜裂缝向荷载作用点延伸 使混凝土受压区高度不断减小 导致剪压区混凝土达到复合应力状态下的极限强度而破坏 抗剪承载力取决于混凝土在复合应力下的抗压强度 第5章构件斜截面承载力 5 2 3无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态 3 剪压破坏 发生条件 当1 a h0 3 对均布荷载作用下为跨高比3 l h 9 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 设计中斜压破坏和斜拉破坏主要靠构造要求来避免 而剪压破坏则通过配箍计算来防止 如图为三种破坏形态的荷载挠度 F f 曲线图 从图中曲线可见 各种破坏形态的斜截面承载力各不相同 斜压破坏时最大 其次为剪压 斜拉最小 它们在达到峰值荷载时 跨中挠度都不大 破坏后荷载都会迅速下降 表明它们都属脆性破坏类型 而其中尤以斜拉破坏为甚 5 2 3无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态 第5章构件斜截面承载力 5 2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 5 3 1有腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点 第5章构件斜截面承载力 5 3有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 裂缝出现前 腹筋应力很小 腹筋的作用不明显 对斜裂缝出现的影响不明显 其受力性能和无腹筋梁相近 裂缝出现后 其受力性能和无腹筋梁有显著不同 无腹筋梁 有腹筋梁 图5 6无腹筋梁和有腹筋梁的传力机理 第5章构件斜截面承载力 5 3 1有腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点 梁中配置箍筋 出现斜裂缝后 梁的剪力传递机构为桁架与拱的复合传递机构 斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆 箍筋的作用有如竖向拉杆 临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆 纵筋相当于下弦拉杆 箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆 增加了混凝土传递受压的作用 斜裂缝间的骨料咬合作用 还将一部分荷载传递到支座 拱作用 箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆 增加了混凝土传递受压的作用 斜裂缝间的骨料咬合作用 还将一部分荷载传递到支座 拱作用 第5章构件斜截面承载力 5 3 1有腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点 5 3有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 箍筋的作用 斜裂缝出现后 拉应力由箍筋承担 增强了梁的剪力传递能力 箍筋控制了斜裂缝的开展 增加了剪压区的面积 使Vc增加 骨料咬合力Va也增加 吊住纵筋 延缓了撕裂裂缝的开展 增强了纵筋销栓作用Vd 第5章构件斜截面承载力 5 3 1有腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点 5 3有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 第5章构件斜截面承载力 5 3 2有腹筋梁沿斜截面破坏的形态 5 3有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 1 斜压破坏箍筋数量过多或 则在箍筋尚未完全屈服时 斜裂缝间的混凝土因主压应力过大而发生斜压破坏 此时梁的受剪承载力取决于构件的截面尺寸和混凝土强度 2 剪压破坏箍筋数量过适当或 则在斜裂缝出现后 原来由混凝土承受的拉力转由与斜裂缝相交的箍筋来承受 在箍筋尚未屈服时 由于箍筋限制了斜裂缝的开展和延伸 荷载能有较大增长 当箍筋屈服后 由于箍筋应力基本不变而应变迅速增加 箍筋不再有效地抑制斜裂缝的开展和延伸 最后斜裂缝上端剪压区的混凝土在剪压复合应力作用下达到极限强度 发生剪压破坏 3 斜拉破坏箍筋数量过少 箍筋直径较小 间距较大 或 则在裂缝一出现 原来由混凝土承受的拉力转由箍筋承受 箍筋很快达到屈服 变形迅速增加 不能抑制斜裂缝的发展 此时梁的受力性能和破坏形态与无腹筋梁相似 第5章构件斜截面承载力 5 4影响斜截面受剪承载力的主要因素 剪跨比 广义剪跨比 对于集中荷载作用下的简支梁 计算剪跨比 5 4 1剪跨比 5 4影响斜截面受剪承载力的主要因素 第5章构件斜截面承载力 5 4 1剪跨比试验表明 剪跨比越大 有腹筋梁的抗剪承载力越低 如图所示 对无腹筋梁来说 剪跨比越大 抗剪承载力也越低 但当 3 剪跨比的影响不再明显 5 4影响斜截面受剪承载力的主要因素 在均布荷载作用下跨高比l h对梁的受剪承载力有较大影响 随着跨高比的增大 受剪承载力下降 但当跨高比l h 10以后 跨高比对受剪承载力的影响则不显著 第5章构件斜截面承载力 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 梁斜压破坏时 受剪承载力取决于混凝土的抗压强度 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就略小 剪压破坏时 混凝土强度的影响则居于上述两者之间 5 4 2混凝土强度 5 4影响斜截面受剪承载力的主要因素 第5章构件斜截面承载力 试验研究表明 当配箍率适当时 梁的受剪承载力随配箍量的增大和箍筋强度的提高而有较大幅度的提高 5 4 3配箍率和箍筋强度 5 4影响斜截面受剪承载力的主要因素 配箍率 如图所示 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 式中 同一截面内的箍筋截面面积 n 同一截面内箍筋的肢数 s 沿梁轴线方向箍筋的间距 第5章构件斜截面承载力 5 5 1建立计算公式的原则 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 假定梁的斜截面受剪承载力Vu由斜裂缝上剪压区混凝土的抗剪能力Vc 与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力Vsv和与斜裂缝相交的弯起钢筋的抗剪能力Vsb三部分所组成 由平衡条件 Y 0可得 Vu Vc Vsv Vsb 式中Vc 斜裂缝上端或压区混凝土承担的剪力 Vsv 穿过斜裂缝的箍筋承担的剪力 Vsb 穿过斜裂缝的弯起钢筋承担的剪力 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 当不配置弯起钢筋时 则有 第5章构件斜截面承载力 5 5 1建立计算公式的原则 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 Vu Vc Vsv Vcs 式中Vcs 构件斜裂缝混凝土和箍筋共同承担的剪力 5 5 2无腹筋梁受剪承载力计算公式 第5章构件斜截面承载力 均布荷载作用下的无腹筋梁受剪承载力试验结果 5 5 2无腹筋梁受剪承载力计算公式 第5章构件斜截面承载力 均布荷载作用下的无腹筋梁受剪承载力试验结果 1 对无腹筋梁及不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件 其斜截面受剪承载力按下式计算 式中V 构件截面上的最大剪力设计值 1 对无腹筋梁及不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件 其斜截面受剪承载力按下式计算 第5章构件斜截面承载力 b 矩形截面的宽度或T形截面和 形截面的腹板宽度 h 截面高度影响系数 当h0 800mm时 取h0 800mm 当h0 2000mm时 h0 2000mm 式中V 构件截面上的最大剪力设计值 5 5 2无腹筋梁受剪承载力计算公式 第5章构件斜截面承载力 集中荷载作用下无腹筋梁受剪承载力试验结果 时 取 3 为集中荷载作用点到支座或节点边缘的距离 2 集中荷载作用下的矩形 T形和 形截面独立梁 包括作用有多种荷载 且集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75 以上的情况 受剪承载力设计值应按下列公式计算 当 l 5时 取 1 5 当 3 独立梁是指与其他梁无联系 不与楼板整体浇筑的梁 可多跨或单跨 5 5 2无腹筋梁受剪承载力计算公式 第5章构件斜截面承载力 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 需要说明的是 以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义 实际无腹筋梁不允许采用 规范 中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般单向板类构件的受剪承载力计算公式 Vc 0 7bhftbh0 当h0小于800mm时取h0 800mm当h0 2000mm时取h0 2000mm 5 5 2无腹筋梁受剪承载力计算公式 第5章构件斜截面承载力 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 5 5 3有腹筋梁受剪承载力计算公式 第5章构件斜截面承载力 相对名义剪应力 相对配箍系数 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 5 5 3有腹筋梁受剪承载力计算公式 第5章构件斜截面承载力 1 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力 均布荷载作用下矩形 T形和I形截面的简支梁 当仅配箍筋时 斜截面受剪承载力的计算公式 对集中荷载作用下的矩形 T形和I形截面独立梁 包括作用有多种荷载 且集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75 以上的情况 当仅配箍筋时 斜截面受剪承载力的计算公式 第5章构件斜截面承载力 第5章构件斜截面承载力 2 配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 当梁配有箍筋和弯起钢筋时 弯起钢筋所能承担的剪力为弯起钢筋的总拉力在垂直于梁轴方向的分力 按下式确定 式中Asb 同一弯起平面内弯起钢筋的截面面积 fy 弯起钢筋的抗拉强度设计值 考虑到弯起钢筋在靠近斜裂缝顶部的剪压区时 可能达不到屈服强度 乘以0 8的降低系数 斜截面上弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角 一般可取 当截面较高时可取 2 配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力 对矩形 T形和I形截面的的一般受弯构件 当配有箍筋和弯起钢筋时 其斜截面受剪承载力的计算公式 第5章构件斜截面承载力 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 对集中荷载作用下的独立梁 包括作用有多种荷载 且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75 以上的情况 按下式计算斜截面受剪承载力 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 5 5 4公式的适用范围 第5章构件斜截面承载力 1 上限值 最小截面尺寸和最大配箍率 当配箍率超过一定值后 则在箍筋屈服前 斜压杆混凝土已压坏 故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限 斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸 规范 是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏 受剪截面应符合下列截面限制条件 bc为高强混凝土的强度折减系数fcu k 50N mm2时 bc 1 0fcu k 80N mm2时 bc 0 8其间线性插值 hw截面腹板高度 矩形截面取hw h0 T形截面取hw h0 hf 工形截面取hw h0 hf hfb为矩形截面的宽度或T形截面和工形截面的腹板宽度 5 5 4公式的适用范围 第5章构件斜截面承载力 1 上限值 最小截面尺寸和最大配箍率 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 2 下限值 最小配箍率及配箍构造 当配箍率小于一定值时 斜裂缝出现后 箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力 而很快达到屈服 不能有效地限制斜裂缝的发展而导致发生斜拉破坏 为防止这种破坏发生 规范 规定当V 0 7ftbh0时 配箍率应满足 5 5受弯构件斜截面承载力的计算公式 在满足最小配箍率的要求后 如果箍筋选得较粗而配置较稀 则可能因箍筋间距过大在两根箍筋之间出现不与箍筋相交的斜裂缝 使箍筋无法发挥作用 因此规范规定了箍筋和弯起筋的间距不应超过 第5章构件斜截面承载力 第5章构件斜截面承载力 为防止弯筋间距太大 出现不与弯筋相交的斜裂缝 使弯筋不能发挥作用 规范 规定当按计算要求配置弯筋时 前一排弯起点至后一排弯终点的距离不应大于表中V 0 7ftbh0栏的最大箍筋间距smax的规定 第5章构件斜截面承载力 支座边缘截面 1 1 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5章构件斜截面承载力 5 5 5计算截面位置 计算斜截面的受剪承载力时 其剪力设计值的计算截面应取在 第5章构件斜截面承载力 5 6连续梁斜截面承载力 连续梁的受剪承载力计算 1 集中荷载作用下的连续梁受剪承载力计算 注意 计算剪跨比 或 5 6连续梁截面承载力的计算公式 第5章构件斜截面承载力 5 6连续梁斜截面承载力 2 均布荷载作用下连续梁的受剪承载力计算 或 5 6连续梁截面承载力的计算公式 第5章构件斜截面承载力 5 7T形截面梁斜截面承载力 试验和理论分析表明 翼缘对提高T形截面梁的受剪承载力并不显著 规范 规定 在计算T形截面梁的受剪承载力时 仍取腹板宽度b计算 1 一般受弯构件 受剪承载力计算 或 2 集中荷载作用下的独立梁 受剪承载力计算 或 1 验算梁截面尺寸是否满足要求 5 8 1截面设计 第5章构件斜截面承载力 5 8受弯构件斜截面承载力的计算方法 已知剪力设计值 材料强度和截面尺寸 要求确定箍筋和弯起钢筋的数量 计算步骤 当不满足要求时 加大截面尺寸或提高混凝土强度 2 判别是否需要按计算配置腹筋 5 8 1截面设计 第5章构件斜截面承载力 5 8受弯构件斜截面承载力的计算方法 如满足要求时 则可不进行斜截面承载力计算 而按构造规定选配箍筋 否则 应按计算配置腹筋 V 0 7ftbh0 或 3 计算箍筋 5 8 1截面设计 第5章构件斜截面承载力 5 8受弯构件斜截面承载力的计算方法 对矩形 T形和工字形截面的一般受弯构件 对集中荷载作用下的独立梁 4 计算弯起钢筋 5 8 1截面设计 第5章构件斜截面承载力 5 8受弯构件斜截面承载力的计算方法 一般可按构造先选定箍筋的直径和间距 计算出Vcs 然后按下式计算弯起钢筋的面积 已知 材料强度 截面尺寸 箍筋数量以及弯起钢筋的截面面积 5 8 2截面校核 第5章构件斜截面承载力 5 8受弯构件斜截面承载力的计算方法 要求 校核斜截面所能承受的剪力V 对于一般受弯构件 受剪承载力计算 或 或 对于集中荷载作用下的独立梁 受剪承载力计算 复核梁截面尺寸及配箍率 5 8 2截面校核 第5章构件斜截面承载力 5 8受弯构件斜截面承载力的计算方法 受剪截面应符合下列条件 规范 规定当V 0 7ftbh0时 配箍率应满足 例题5 1 一钢筋混凝土简支梁 两端支撑240mm厚的砖墙上 梁净跨 梁截面尺寸b h 200mm 500mm 承受永久均布荷载标准值 可变均布荷载标准值 采用C30混凝土 箍筋采用HPB235 纵筋采用HRB335级 试进行斜截面受剪承载力的计算 解 1 已知条件 净跨ln 3 56m b 200mm h0 h 35 465mm C30级混凝土fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2 HPB235级钢筋fy 300N mm2 2 计算剪力设计值 最危险截面在支座边缘处 以该处的剪力控制设计 剪力设计值为 3 验算梁截面尺寸 hw h0 h 35 465mm hw b 465 200 4 截面尺寸满足要求 代入上式中得 s 137mm 实取s 130mm 符合构造规定 5 第一种方法 只配置箍筋不配置弯起钢筋 5 第二种方法 即配置箍筋又配置弯起钢筋 箍筋选 5 22即配筋箍筋又配置弯起钢筋 5 第二种方法 即配置箍筋又配置弯起钢筋 CJ截面只配箍筋不配弯起钢筋 其受剪承载力为 CJ截面的剪力设计值 CJ截面的受剪承载力满足要求 5 22即配筋箍筋又配置弯起钢筋 例5 2 2 5 2 式 5 15 430 6 验算弯起钢筋弯起点处的斜截面 103 5 例5 3 一钢筋混凝土矩形截面简支梁 跨度为4m 截面尺寸b h 200mm 600mm 承受荷载设计值如图所示 采用C30混凝土 箍筋采用HRB335级 试确定箍筋的数量 解 1 求弯矩和剪力设计值 2 AC段 该区段最大剪力设计值Vmax1 200kN 集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的180 200 90 75 故应考虑剪跨比的影响 计算截面C处的剪跨比为 故截面尺寸满足要求 应按计算配箍筋 代入上式中得 s 171mm 实取s 150mm 符合构造规定 验算配箍率 满足要求 3 CD段 该区段最大剪力设计值Vmax2 70kN 集中荷载在C右截面产生的剪力占总剪力的60 70 85 7 75 故应考虑剪跨比的影响 计算截面D处的剪跨比为 故可不进行受剪承载力计算 按构造规定 例5 4 某一T形截面简支梁 截面尺寸如图所示 承受一集中荷载 其设计值为P 400kN 忽略梁自重 采用C30混凝土 箍筋采用HRB335级 试确定箍筋的数量 梁底纵筋排一排 解 1 验算梁截面尺寸 对T形或I字形截面的简支梁 当有实践经验时 截面尺寸满足要求 2 AC段 应按计算配箍筋 代入上式中得 s 131mm 实取s 120mm 符合构造规定 验算配箍率 3 CB段 应按计算配箍筋 代入上式中得 s 146mm 按构造要求取s 250mm 验算配箍率 解 1 计算Vcs 2 复核梁截面尺寸及配箍率 验算配箍率 且箍筋直径和间距符合构造规定 梁所能承受的最大剪力设计值 3 求按受剪承载力计算的梁所能承担的均布荷载设计值 保证斜截面受弯的措施 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 第5章构件斜截面承载力 5 9 1材料的抵抗弯矩图 第5章构件斜截面承载力 5 9纵向钢筋的弯起和截断 简支梁的设计弯矩图和抵抗弯矩图 材料的抵抗弯矩图是按照实际纵向钢筋布置情况画出的各截面所能抵抗的弯矩 即受弯承载力沿构件轴线方向的分布图形 称为抵抗弯矩图 抵抗弯矩图中竖标表示的正截面受弯承载力设计值称为抵抗弯矩 是截面的抗力 第5章构件斜截面承载力 5 9纵向钢筋的弯起和截断 1 抵抗弯矩图的作法 抵抗弯矩近似于钢筋截面面积成正比关系 在控制截面各钢筋可按其面积占总钢筋面积的比例 若钢筋规格不同 按 分担抵抗弯矩 每根钢筋所能承担的 为 第5章构件斜截面承载力 5 9纵向钢筋的弯起和截断 纵筋全部深入支座时的抵抗弯矩图 1 抵抗弯矩图的做法 1 纵向受拉钢筋全部伸入支座时图的作法 第5章构件斜截面承载力 5 9纵向钢筋的弯起和截断 2 部分纵向受拉钢筋弯起时的抵抗弯矩图作法 m 1 2 3 n a b c 2 部分纵向受拉钢筋弯起时的抵抗弯矩图作法 e d o g 梁的轴线 m 1 2 3 n a b c 2 部分纵向受拉钢筋弯起时的抵抗弯矩图作法 e d o g 第5章构件斜截面承载力 5 9纵向钢筋的弯起和截断 3 部分纵向受拉钢筋截断时的抵抗弯矩图作法 1 2 3 a 4 B B C A b d c C A 对梁纵向钢筋的弯起必须满足三个要求 满足斜截面受剪承载力的要求 满足正截面受弯承载力的要求 设计时 必须使梁的抵抗弯矩图不小于相应的荷载计算弯矩图 满足斜截面受弯承载力的要求 亦即上面讨论的当纵向钢筋弯起时 其弯起点与充分利用点之间的距离不得小于0 5h0 同时 弯起钢筋与梁纵轴线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外 第5章构件斜截面承载力 5 9 2纵筋弯起的构造要求 纵筋的弯起位置要满足支座边缘到第一排 相对支座而言 弯起钢筋的弯起点的距离 以及前一排弯起钢筋弯起点至后一排弯终点的距离不应大于箍筋的最大间距smax 第5章构件斜截面承载力 满足斜截面受剪承载力的要求 对梁纵向钢筋的弯起必须满足三个要求 5 9 2纵筋弯起的构造要求 J K L d e h l 设计弯矩图 抵抗弯矩图 以ABCC 为脱离体 由对O点的力矩平衡条件可得正截面CC 的受弯承载力 再以ABCCHJ为脱离体 对O点的取矩由平衡条件可得斜截面截面CHJ的受弯承载力 1 2 2 显然只有使斜截面的受弯承载力大于或等于正截面的受弯承载力 才能保证斜截面受弯承载力满足要求 故有 1 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 1 纵向受拉力钢筋的截断和锚固 一般情况下 纵向受力钢筋不宜在受拉区截断 因为截断处受力钢筋面积突然减小 容易引起混凝土拉应力突然增大 导致纵筋在截断处过早出现斜裂缝 因此 对于梁底承受正弯矩的钢筋 通常是将计算上不需要的钢筋弯起作为抗剪钢筋或承受支座负弯矩的钢筋 而不截断钢筋 对于连续梁 板 支座承受支座负弯矩的钢筋 如需截断时 必须按以下规定 ld1 粘结锚固长度 ld2 外伸长度从ld1和ld2中选外伸较长者 ld1和ld2的取值见表 3 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 ld1 从钢筋充分利用截面伸出的长度 粘结锚固长度 ld2 按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外的长度 外伸长度 ld1和ld2的取值见表 3 1 纵向受拉力钢筋的截断 表 3 1 纵向钢筋的截断 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 1 纵向钢筋的截断 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 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 2 纵向钢筋的锚固 纵向受力钢筋在支座处的锚固 钢筋混凝土简支梁和连续梁简支端的下部纵向受力钢筋 其从支座边缘伸入支座内的锚固长度应符合下列规定 当 时 当 时 带肋钢筋 光面钢筋 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 2 纵向钢筋的锚固 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 框架梁上部纵向钢筋伸入中间层端节点的锚固长度 当采用直线锚固形式时 不应小于受拉钢筋锚固长度 且伸过柱中心线不宜小于5d d为梁上端钢筋直径 当柱截面尺寸不足时 梁上部钢筋应伸至节点对边并向下弯折 其包含弯弧在内的投影长度不应小于 包含弯弧在内的垂直投影长度取为15d 连续梁或框架梁的上部钢筋应贯通其中间支座或中间节点范围 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 第5章构件斜截面承载力 5 9 3纵筋的截断和锚固 钢筋骨架中的光面受力钢筋 应在钢筋末端做弯钩 连续梁或框架梁的上部钢筋应贯通其中间支座或中间节点范围 下部纵向钢筋伸入中间节点或中间支座处范围内的锚固长度应符合以下要求 a 当计算中不利用其强度时 其伸入的锚固长度应符合前述简支梁中的要求 b 当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时 其伸入锚固长度应不小于的数值 c 当计算中充分利用钢筋的抗压强度时 其伸入的锚固长度不应小于0 7 见图5 36 梁的剪力较小及梁内所配置纵向钢筋少于三根时 可不布置弯起钢筋 对于采用绑扎骨架的主梁 跨度大于或等于6m的次梁以及吊车梁 不论计算是否需要 均宜设置构造弯起钢筋 位于梁侧的底层钢