混凝土结构设计原理沈蒲生五受弯构斜截面承载力PPT课件.ppt

2020 3 21 1 混凝土结构设计原理 FundamentalsforDesignofConcreteStructures 湖南大学土木工程学院 混凝土结构设计原理 2020 3 21 2 第五章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 2020 3 21 3 一 概述 由材料力学可知 1 2 一 斜截面破坏机理 主压应力迹线 主拉应力迹线 2020 3 21 4 二 影响斜截面承载力的主要因素 定义 3 当为对称荷载时 4 2 腹筋 箍筋和弯起钢筋 配筋率 3 材料的强度等级 1 剪跨比 2020 3 21 5 三 斜截面的主要破坏特征 1 斜压破坏 产生条件 1 5或腹筋多 腹板薄 破坏特点 中和轴附近出现斜裂缝 然后向支座和荷载作用点延伸 破坏时在支座与荷载作用点之间形成多条斜裂缝 斜裂缝间砼突然压碎 腹筋不屈服 2020 3 21 6 2 剪压破坏 产生条件 1 5 3且腹筋量适中 破坏特点 受拉区边缘先裂 然后向受压区延伸 破坏时 与临界斜裂缝相交的腹筋屈服 砼后压碎 3 斜拉破坏 产生条件 3且腹筋量少 破坏特点 受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展 构件很快破坏 2020 3 21 7 四 防止斜截面破坏的承载力条件 斜截面上有剪力 也有弯矩 为了防止斜截面破坏 要求 V Vu 5 M Mu 6 我国规范中 式 5 用计算保证 式 6 用构造措施满足 2020 3 21 8 二 建筑工程中受弯构件斜截面设计方法 一 不配腹筋的板 7 式中 h 截面高度影响系数 当h02000mm时 取h0 2000mmm ft 砼轴心抗拉强度设计值 见附表1 2 2020 3 21 9 二 矩形 T形和I形截面受弯构件 1 一般情况 8 9 10 11 2020 3 21 10 式中 箍筋抗拉强度设计值 见附表2 3 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积 n 此处 n为在同一截面内箍筋的肢数 为单肢箍筋的截面面积 S 沿构件长度方向的箍筋间距 同一弯起平面内弯起钢筋截面面积 弯起钢筋与构件轴向的夹角 2020 3 21 11 2 集中荷载下的独立梁 12 式中 计算截面的剪跨比 可取 a h0 a为集中荷载作用点至支座或节点的距离 当 3时 取 3 2020 3 21 12 3 基本公式的适用范围 适用于剪压破坏 1 为了防止斜压破坏 要求 当时 13 当时 14 当时 15 式中 混凝土强度影响系数 当 C50时 取 1 0 当 C80时 取 0 8 其间 按线性内插法取用 2020 3 21 13 截面的腹板高度 按下图确定 2020 3 21 14 2 为了防止斜拉破坏 要求 箍筋的间距应满足表1要求 表1 2020 3 21 15 箍筋的直径满足表2要求 表2 2020 3 21 16 当时 配箍率尚应满足 16 2020 3 21 17 4 可以按构造配置箍筋的条件 当满足下列条件时 可按表1和表2配筋 一般情况 17 集中荷载作用下的独立梁 18 2020 3 21 18 5 斜截面受剪承载力的计算位置 支座边缘处截面 腹板宽度改变处截面 箍筋间距或截面面积改变处截面 受拉钢筋弯起点处截面 2020 3 21 19 6 斜截面承载力计算步骤 确定计算截面及其剪力设计值 验算截面尺寸是否足够 验算是否可以按构造配筋 当不能按构造配箍筋时 计算腹筋用量 验算箍筋间距 直径和最小配箍率是否满足要求 2020 3 21 20 7 保证斜截面抗弯承载力的条件 荷载弯矩图与抵抗弯矩图的概念 保证斜截面抗弯承载力的条件 抵抗弯矩各截面不小于荷载弯矩 或抵抗弯矩图要包住荷载弯矩图 抵抗弯矩图 荷载弯矩图 2020 3 21 21 弯起钢筋的抵抗弯矩图 h0 2 h0 2 结论 宜采用箍筋作为承受剪力的钢筋 2020 3 21 22 8 构造要求 粘结锚固长度 外伸长度 荷载弯矩图 抵抗弯矩图 强度充分利用截面 计算不需要该钢筋截面 1 负弯矩钢筋的切断位置 表3 从ld1和ld2中选外伸较长者 ld1和ld2的取值见表3 混凝土结构设计原理 第五章 2020 3 21 24 2 纵筋在支座处的锚固 las 当V 0 7ftbh0时 las 5d 当V 0 7ftbh0时 las 12d 带肋 las 15d 光面 2020 3 21 25 节点中的直线锚固 la la 2020 3 21 26 节点中的弯折锚固 0 4la 0 4la 15d 2020 3 21 27 节点或支座范围外的搭接 ll搭接长度 2020 3 21 28 受拉 受压 3 弯筋终点应有直线段 光面钢筋端部还应做弯钩 2020 3 21 29 4 不得采用浮筋做弯筋 鸭筋 可用 浮筋 禁用 2020 3 21 30 5 梁受扭或承受动荷载时 不得使用开口钢箍 开口箍不可用 密闭箍宜用 弯钩及开口应布置在压区 2020 3 21 31 9 深受弯构件斜截面设计 1 计算公式 一般情况 只配箍筋抗剪 19 2020 3 21 32 集中荷载独立梁 只配箍筋抗剪 20 式中 计算剪跨比 当l0 h 0 2时 取 0 25 当2 0 l0 h 5 0时 取 a h0 的上限值按 0 42l0 h 0 58计算 l0 h 跨高比 当l0 h 2 0时 取l0 h 2 0 2020 3 21 33 2 截面尺寸要求 为防止斜压破坏 截面尺寸应满足 当hw b 4时 当hw b 6时 当hw b在4 6之间时按线性内插法取用 式中 l0 计算跨度 当l0 2h时 取l0 2h 2020 3 21 34 3 可不进行斜截面受剪承载力计算的条件 23 式中 Vk 按荷载标准组合计算的剪力值 ftk 砼抗拉强度标准值 见附表1 1 2020 3 21 35 4 构造要求 截面宽度 140mm 当l0 h 1时 h b 25 当l0 h 1时 l0 b 25 砼强度 C20 2020 3 21 36 纵向受力钢筋 下部纵筋宜均匀布置在下部0 2h范围内 连续深梁中间支座上纵筋按下图分配 深梁宜配双排钢筋网 水平和竖向分布钢筋的直径均不应小于8mm 间距不应大于200mm 且应满足表4最小配筋百分率要求 表4 注 当集中荷载作用于连续深梁上部1 4高度范围内且l0 h 1 5时 竖向分布筋最小配筋百分率应增加0 05 混凝土结构设计原理 第五章 2020 3 21 38 1 计算公式 三 公路桥涵工程中受弯构件斜截面设计方法 24 式中 Vd 斜截面受压端正截面上的最大剪力组合设计值 异号弯矩影响系数 计算连续梁和悬臂梁近中间支点梁的抗剪承载力时考虑 取 0 9 受压翼缘影响系数 取 1 1 混凝土结构设计原理 第五章 2020 3 21 40 b 斜截面受压端腹板截面宽度 h0 斜截面受压端截面有效高度 纵向受拉钢筋配筋百分率 P 100 As bh0 当P 2 5时 取P 2 5 fcu k 边长为150mm的砼立方体抗压强度标准值 MPa sv 斜截面内箍筋配筋率 sv Asv svb fsv 箍筋抗拉强度设计值 见附表10 6 但不宜大于280MPa 2020 3 21 41 fsd 弯筋抗拉强度设计值 见附表10 6 Asb 斜截面内同一弯起平面的弯筋面积 弯筋与水平线夹角 当同时配有箍筋和弯筋抗剪时 由砼和箍筋共同承担的剪力不少于60 由弯筋承担的剪力不大于40 2020 3 21 42 2 截面尺寸验算 矩形 T形和I形截面应满足 25 3 可不作斜截面抗剪验算的条件 26 式中ftd 砼抗拉强度设计值 见附表10 2 对于板式受弯构件 公式 26 右边计算值可乘以1 25的提高系数 2020 3 21 43 4 斜截面抗弯承载力验算办法 验算公式 27 式中Zsb 与斜截面相交的同一弯起平面弯筋合力点至受压区中心点的距离 Zsv 与斜截面相交的同一平面内箍筋合力点至受压区中心点的距离 2020 3 21 44 斜截面水平投影长度c 为求zsb和zsv 需求斜截面水平投影长度c 水平投影长度c可按下式计算 c 0 6mh0 28 式中m 斜截面受压端正截面处的