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土木工程概论_读书笔记模板 作者： 日期：10以后,跨高比对受剪承载力的影响不显著.当荷载不是作用于梁顶,而是作用在梁的中部或底部时,则斜裂缝出现后,梁的拱作用不存在,并且梁的层间作用力由压应力为主变为拉应力为主.于是,在条件相同的情况下,其受剪承载力比作用在梁顶部时小.(2)混凝土强度无腹筋梁的受剪破坏是由于混凝土达到复合应力状态下的强度而发生的,所以混凝土强度对受剪承载力的影响很大.在上述三种破坏形态中,斜拉破坏取决于混凝土的抗拉强度ft,剪压破坏取决于顶部混凝土的抗压强度fc和腹部的骨料咬合作用(接近抗剪或抗拉),剪跨比较小的斜压破坏取决于混凝土的抗压强度fc,而斜压破坏是受剪承载力的上限. 试验表明,无腹筋梁的受剪承载力与混凝土的抗拉强度ft近似成正比,梁的受剪承载力随混凝土抗拉强度的提高而提高,大致成直线关系. (3)纵筋配筋率纵向钢筋能抑制斜裂缝的开展,使斜裂缝顶部混凝土压区高度(面积)增大,间接地提高梁的受剪承载力,同时纵筋本身也通过销栓作用承受一定的剪力,因而纵向钢筋的配筋量的增大,梁的受剪承载力也有一定的提高.根据试验分析, 纵向受拉钢筋的配筋率对无腹筋梁受剪承载力Vc的影响系数为,通常大于1.5%时,纵筋对梁受剪承载力的影响才明显,因此规范在受剪计算公式中也未考虑这一影响.(4)截面形式 T形,I形截面有受压翼缘,增加了剪压区的面积,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.一般情况下,忽略翼缘的作用,只取腹板的宽度当作矩形截面梁计算构件的受剪承载力,其结果偏于安全.(5)尺寸效应截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力有较大的影响,尺寸大的构件,破坏的平均剪应力()比尺寸小的构件要降低,主要因为梁高度很大时,撕裂裂缝比较明显,销栓作用大大降低,斜裂缝宽度也较大,削弱了骨料咬合作用.试验表明,在保持参数fc ,相同的情况下,高度增加4倍,受剪承载力 约降低25%30%.试验结果表明,对于截面高度大于800mm的梁,受剪承载力的降低系数约为h=(800/h0)1/4.对于配置腹筋的梁,腹筋可以抑制斜裂缝的开展,因此尺寸效应的影响减小.(6)梁的连续性试验表明,连续梁的受剪承载力与相同条件下的简支梁相比,仅在集中荷载时低于简支梁,而受均布荷载时则是相当的.即使是承受集中荷载作用的情况下,也只有中间支座附近的梁段因受异号弯矩的影响,抗剪承载力有所降低,边支座附近梁段的抗剪承载力与简支梁的相同.四,影响有腹筋梁受剪承载力的主要因素影响有腹筋梁受剪承载力的因素,除了同无腹筋梁一样与剪跨比,混凝土强度,纵筋配筋率和加载方式等有关以外,还与腹筋的数量和强度有关.试验表明,构件配箍率与箍筋强度的乘积对梁受剪承载力有一定影响.当其它条件相同时,两者大体成线性关系.剪切破坏属于脆性破坏,为了提高斜截面的延性,不宜采用高强度钢筋作箍筋.下面,以一伸臂梁设计实例进行弯剪承载力分析计算.例1 一钢筋混凝土矩形截面伸臂梁,计算简图及承受荷载设计值(包括自重)如图 1-3所示,截面尺寸 bh=250 mm650mm,采用 C25混凝土,箍筋和纵筋分别采用HRB335和HRB400级,若利用梁底纵筋弯起承受剪力,试设计此梁.图1-3解 1. 材料强度指标N/mm2 , N/mm2 , N/mm2 N/mm2 , 2. 计算跨度计算跨度 =1.0256195+=65353. 内力计算(1)梁端反力(2)支座边缘截面的剪力AB跨 BC跨 (3)弯矩计算根据剪力为零的条件 算出为最大弯矩截面距支座A的距离,则AB跨 =BC跨 内力图见图1-4 图1-44. 验算截面尺寸 = = 0.384据单筋正截面公式 得=397.7307.2斜截面抗剪 127.1(B支座右)237.2(B支座左)16.5mm2),可以设弯起钢筋的弯终点与支座边缘相距为50mm, 则第一排弯起钢筋的弯起点的设计剪力为: =152.4256.4mm2)可以.检验B左截面是否需要弯起第二排钢筋:=193.1与很接近不需要弯起第二排钢筋. (计算完毕)-五,总结钢筋混凝土受弯剪荷载作用构件的承载特性和受力行为,可归纳概括如下:(1) 钢筋混凝土受弯构件在剪力和弯矩共同作用的区段内,会产生垂直于主拉应力方向的斜裂缝,并可能沿斜截面发生破坏.为了防止发生斜截面破坏,应使构件有一个合理的截面尺寸,并配置必要的腹筋.(2)箍筋和弯起钢筋可以直接承担剪力,并限制斜裂缝的延伸和开展,提高剪压区的抗剪能力;还可以增强骨料咬合作用和摩阻作用,提高纵筋的销栓作用.因此,配置腹筋可使梁的受剪承载力有较大提高.(3)钢筋混凝土受弯构件因配箍率和剪跨比的不同,斜截面主要有斜拉,斜压和剪压三种破坏形态,它们均为脆性破坏.斜压破坏时受剪强度虽高,但突然发生,且腹筋不能屈服;斜拉破坏时,受剪承载力最低,且破坏更加突然,所以,设计时,斜拉和斜压破坏不允许发生,通常通过构造措施予以防止;剪压破坏通过抗剪计算来保证.(4)影响斜截面受剪承载力的主要因素有梁的纵向钢筋配筋率,剪跨比,混凝土强度等级以及配箍率等.(5)我国规范的基本公式就是根据剪压破坏形态的受力特征而建立的.受剪承载力计算公式有适用范围,其截面限制条件是为了防止斜压破坏,最小配箍率和箍筋的构造规定是为了防止斜拉破坏.(6)以计算剪跨比代替广义剪跨比,简支梁受剪承载力计算公式仍可适用于连续梁.翼缘对提高T形截面梁的受剪承载力并不很显著,在计算T形截面梁的受剪承载力时,仍应取腹板宽度b来计算.(7)斜截面破坏时,受压区混凝土在正应力和剪应力的共同作用下,有弯压和剪切两种破坏方式,前者是弯矩作用的结果,后者是剪切作用的结果,这说明斜截面有两类强度问题,即抗弯强度问题和抗剪强度问题,可以独立地分别解决:a. 斜截面受剪承载力通过腹筋计算和必要构造来解决.b. 斜截面受弯承载力问题,主要是由于纵向钢筋的弯起和截断产生的,一般只采用构造措施保证.六,附教材钢筋混凝土原理和分析部分习题解答过程14-1 用堆砂模拟法推导矩形截面(bh)梁的受扭塑性抵抗矩Wtp(式(14-6b).解:矩形截面梁采用堆砂模拟法后堆砂的形状如下图所示:推导过程:先计算四坡式屋顶状砂堆的体积V. 取砂堆的倾斜率(tan)为塑性极限剪应力(max),则此构件塑性极限扭矩为砂堆体积V的2倍,即:TP = 2V 由TP = WTP *max 知: 图1 理想塑性材料矩形截面的极限应力分布WTP=TP /max=2V/ tan= =参 考 文 献1 Park R,Paulay T.Reinforced Concrete Structures. New York:John Wiley&Sons,19752 李汝庚,张季超主编.混凝土结构设计原理.北京:中国环境科学出版社,20033 李汝庚,张季超主编.混凝土结构设计.北京:中国环境科学出版社,20034 过镇海,时旭东编著.钢筋混凝土原理和分析.北京:清华大学出版社,20035 施岚青,喻永言等