第五章--受弯构件斜截面承载力计算PPT课件

第五章受弯构件斜截面承载力计算,2,本章重点,了解斜截面破坏的主要形态及影响因素；,了解材料抵抗弯矩图的画法；,掌握受弯构件斜截面承载力的计算方法,及防止斜压和斜拉破坏的措施；,3,正截面受弯破坏,斜向裂缝,跨中：M正截面受弯破坏,受弯构件,支座：M、V斜截面破坏,一、概述,4,一、概述,弯剪段（本章研究的主要内容）,统称腹筋-帮助混凝土梁抵御剪力,有腹筋梁-既有纵筋又有腹筋无腹筋梁-只有纵筋无腹筋,5,1.斜裂缝产生前受力性能,箍筋,弯起钢筋,腹筋,二、无腹筋梁斜截面受剪性能,弯剪斜裂缝,腹剪斜裂缝,6,V,二、无腹筋梁斜截面受剪性能,2.斜裂缝产生后受力性能,7,竖向剪力,为简化,力矩平衡,Vd很小,二、无腹筋梁斜截面受剪性能,8,（2）斜裂缝出现后，截面B的钢筋应力ss取决于临界斜裂缝顶点截面A处的MA，而MAMB,二、无腹筋梁斜截面受剪性能,（3）纵筋拉力突增，斜裂缝进一步开展，受压区面积进一步缩小。,（4）Vd的作用，混凝土沿纵向钢筋受到撕裂力。,9,斜拉破坏剪跨比较大(3)时。特点是斜裂缝一出现梁即破坏，破坏由梁中主拉应力所致。,斜压破坏集中荷载距支座较近(a/h01)时。此破坏系由梁中主压应力所致。,剪压破坏剪跨比一般(1剪压斜拉，但均属于脆性破坏。,三、有腹筋梁斜截面受剪性能,强剪弱弯,15,引入一概念：剪跨比,反映了集中力作用截面处弯矩M和剪力V的比例关系,计算剪跨比,广义剪跨比,四、影响斜截面受剪承载力的主要因素,1、剪跨比,16,对矩形截面梁,：反映了梁截面上正应力与剪应力（或弯矩M与V）的相对大小，影响梁的剪切破坏形态。较大，说明（或M）较大截面容易被拉坏；较小，说明（或V）较大截面容易被压坏。,四、影响斜截面受剪承载力的主要因素,17,剪跨比,直接影响到梁中的应力状态，是影响集中荷载下受剪承载力的主要因素之一。剪跨比l大，荷载主要依靠拉应力传递到支座剪跨比l小，荷载主要依靠压应力传递到支座,四、影响斜截面受剪承载力的主要因素,无腹筋梁,18,跨高比,承受均布荷载作用的梁，随着跨高比的增大受剪承载力降低。当l/h10后，影响不明显。,四、影响斜截面受剪承载力的主要因素,19,（2）混凝土强度剪切破坏是由于混凝土达到复合应力（剪压）状态下强度而发生的。混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度。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。斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。,四、影响斜截面受剪承载力的主要因素,20,（3）配箍率和箍筋强度在配箍适当的范围内，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。,箍筋对有腹筋梁受剪承载力的影响,四、影响斜截面受剪承载力的主要因素,21,四、影响斜截面受剪承载力的主要因素,（4）纵筋配筋率纵筋配筋率越大，纵向受拉钢筋约束斜裂缝长度的延伸，受压区面积越大，受剪面积也越大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积还可增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。,（5）截面形状T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有提高（20%），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。,（6）尺寸效应随梁截面高度的增加，斜裂缝将加大，骨料咬合力减小，纵筋销栓力减小，对无腹筋梁应考虑截面尺寸对抗剪承载力的降低影响。,22,五、斜截面受剪承载力计算,1.计算原则,对三种破坏形态的处理办法：斜压破坏用限制截面尺寸的条件来防止；(承载力取决于截面尺寸和混凝土抗压强度)b.斜拉破坏用满足最小配筋率条件及构造要求来防止；c.剪压破坏通过计算，使构件满足一定的斜截面受剪承载力来防止。,23,基本假设:,（1）梁发生剪压破坏时，斜截面受剪承载力由三部分组成：,梁斜截面破坏时所承受的总剪力；,混凝土剪压区所承受的剪力；,与斜裂缝相交的箍筋所承受的剪力；,斜裂缝相交的弯起钢筋所承受的剪力；,五、斜截面受剪承载力计算,24,（2）梁发生剪压破坏时，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。,（3）截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件。,（4）仅在计算受集中荷载为主的梁时才考虑剪跨比l的影响。,五、斜截面受剪承载力计算,25,2.计算公式,五、斜截面受剪承载力计算,-无腹筋板类构件,26,相对名义剪应力Vcs/ftbho与配箍系数的关系如下,2.计算公式,-仅配箍筋构件,五、斜截面受剪承载力计算,混凝土结构设计规范（GB50010）取试验结果的下包值：,系数t，sv与荷载形式和截面形状等因素有关,箍筋对有腹筋梁受剪承载力的影响,27,对于矩形、T形等一般受弯构件,集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75%以上的独立梁,五、斜截面受剪承载力计算,系数t，sv与荷载形式和截面形状等因素有关,28,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,集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75%以上的独立梁，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式,五、斜截面受剪承载力计算,29,五、斜截面受剪承载力计算,30,五、斜截面受剪承载力计算,31,2.计算公式,-配有箍筋和弯起钢筋的构件,五、斜截面受剪承载力计算,考虑到弯筋位于斜裂缝顶端时达不到屈服强度而引入的修正系数,32,上限值最小截面尺寸,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,当4.0MB,六、纵筋的弯起和截断,荷载效应图,抵抗弯矩图,按实际纵向受力钢筋布置情况画出的各截面抵抗弯矩,1、抵抗弯矩图,MR图必须包住M图,49,2,f,22,1,f,20,f22,1f20,MR,f22,1,六、纵筋的弯起和截断,50,按每根(或每组)钢筋的的面积比例划分出各根(或各组)钢筋的所提供的受弯承载力MRi，MRi可近似取,MR图的作法,六、纵筋的弯起和截断,51,2,f,22,1,f,20,f22,1f20,f22,M,图,MR,1,2,3,（1）纵筋全部深入支座的MR图,六、纵筋的弯起和截断,作用1反映材料在各截面的利用程度,52,2,f,22,1,f,20,f22,1f22,f22,1,（2）部分纵筋弯起时的MR图,六、纵筋的弯起和截断,作用2确定弯起钢筋的布置,53,2,f,22,1,f,20,f22,1f22,f22,MR,1,2,3,（3）切断钢筋的抵抗弯矩图,六、纵筋的弯起和截断,作用3确定截断钢筋的截断位置,54,2、纵向钢筋弯起的构造要求,zbz,六、纵筋的弯起和截断,55,当弯起钢筋为按抗剪承载力计算确定时，弯起钢筋的间距还应满足抗剪的构造要求，同时弯折终点应有一直线段锚固长度。,六、纵筋的弯起和截断,56,六、纵筋的弯起和截断,受剪弯起钢筋的形式(a)鸭筋（b）浮筋,57,3、纵向钢筋的截断,根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断。在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，同时钢筋应力随弯矩变化产生的粘结应力，加上锚固钢筋所需要的粘结应力，因此锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意义不大。因此，一般不在跨中受拉区将钢筋截断。对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。,六、纵筋的弯起和截断,58,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。,六、纵筋的弯起和截断,59,六、纵筋的弯起和截断,60,4、纵筋的锚固,简支支座和连续梁简支端,六、纵筋的弯起和截断,61,六、纵筋的弯起和截断,62,六、纵筋的弯起和截断,63,六、纵筋的弯起和截断,64,5、纵向钢筋的设计,按最大弯矩截面正截面承载力要求计算其数量沿梁长方向纵筋的布置必须由正截面MR图、斜截面抗弯及抗剪之间的关系来确定，应考虑：,（1）MR图与M图的关系：M图必须被MR图所包覆。,（2）纵筋弯起时，应满足：,A、满足正截面受弯承载力要求：MR图M图B、满足斜截面受弯承载力要求：弯起点至充分利用点距离0.5h0C、满足斜截面受剪承载力要求和构造要求,六、纵筋的弯起和截断,65,（3）纵筋切断时：,A、正钢筋不宜在跨中截断，应深入支座或弯起；B、支座负筋可切断，其截断数量由MR图确定，切断位置应符合延伸长度的规定；C、不应过分追求MR贴近M图，造成截断位置过多，从而造成钢筋类型过多；,六、纵筋的弯起和截断,（4）注意纵筋的锚固要求,66,6、箍筋的构造要求(1)箍筋的形式与肢数,六、纵筋的弯起和截断,67,(2)箍筋的直径和间距(3)箍筋的布置按计算不需要配箍筋的梁,当截面高度大于300mm时，应沿梁全长设置箍筋。当截面高度在150300mm之间时，可仅在各1/4跨范围内设置箍筋，但当构件中部1/2跨范围内有集中荷载时，应沿全长设置箍筋。当梁高小于150mm时，可不设箍筋。纵筋搭接