第五章+水工受剪构件.ppt

水工钢筋混凝土结构,第五章受弯构件斜截面的承载能力,一、概述1.剪切破坏的产生钢筋混凝土梁在荷载作用下有两种主要的破坏：在梁的受弯区段内，产生正截面受弯破坏；在梁的剪弯区段内，产生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。,第一节斜截面的破坏形态和受剪机理,根据材料力学原理,梁任意处的主应力可由下式计算:当梁混凝土的主拉应力tft时，剪弯段将出现斜裂缝。,根据截面上的弯矩M和剪力V的变化情况，梁上可能出现下列类型的斜裂缝：（1）在截面中部首先出现的斜裂缝（腹剪裂缝）；（2）由梁下部的弯曲裂缝变化产生的斜裂缝(弯剪裂缝)。梁中和轴附近的正应力小，剪应力大，由此产生的主拉应力方向大致为45。当拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，梁腹部出现沿主压应力迹线的斜裂缝（腹剪斜裂缝）。裂缝呈中间宽两头细的形状，薄腹梁中较为多见。梁剪弯区段下边缘，主拉应力基本为水平向。这些区段先出较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝（弯剪斜裂缝），并向集中荷载作用点扩展。裂缝呈上细下宽的形状，是最常见的。,二、剪跨比和配箍率的概念1.剪跨比剪跨比l是指剪弯段同一截面上弯矩M和剪力V的比值，也即反映了同一截面上正应力与剪应力的相对大小。剪跨比有两种：a.广义剪跨比（用于均布荷载）b.计算剪跨比（用于集中荷载）因a称为“剪跨”，故l称为剪跨比。大量的试验结果证明了剪跨比对构件抗剪承载力有非常明显的影响。,2.配箍率rsv在箍筋的一个间距范围内，箍筋各肢的总截面积与混凝土水平截面面积的比值，即配箍率rsv是衡量梁抗剪承载能力的重要指标。,三、简支无腹筋梁的抗剪机制梁的抗弯能力可写成若力臂y为常数，则拉力沿构件长度是变化的，构件的抗弯与抗剪机制为梁机制，剪力以剪应力的形式传向支座。若合力T为常数，则拉力沿构件长度是不变的，构件的抗弯与抗剪机制为拱机制，剪力以压力的形式传向支座。,四、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态斜拉破坏：常发生在剪跨比较大(l3)时，破坏是由梁中主拉应力超过混凝土抗拉强度所致，与正截面承载力的少筋破坏相似。其特点是当垂直裂缝一转为斜裂缝，即迅速向受压区斜向扩展，斜截面承载力随之丧失。剪压破坏：多发生在梁剪跨比一般(1l3且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破坏；如l3，但箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉破坏，而发生剪压破坏；,当1l3但箍筋的配置数量过多，一般会发生斜压破坏。当l6时当41m时)的la宜按表中数值乘以1.2；5钢筋间距180mm，保护层厚度80mm时，la可按表中数值乘以0.86纵向受拉的I、级钢筋的la不应小于250mm或20d；7表中项次1光面钢筋的la值不包括端部弯钩长度。(二)纵向受力钢筋的接头梁中钢筋宜采用焊接或机械连接接头。采用焊接接头时，在钢筋接头左右35d且不小于500mm的区段内，受拉钢筋的接头截面积与其总截面的比值不宜超过1/2。采用绑扎搭接接头时，其搭接长度ll应符合下列规定：受拉钢筋：ll1.20la和300mm；受压钢筋：ll0.85la和200mm。采用绑扎接头时，从任一接头中心至1.3倍ll内，受拉钢筋接头面积比不宜超过1/4：当接头面积比为1/3或1/2时，钢筋的ll应分别乘以1.1及1.2。受压钢筋的接头比值不宜超过1/2。,(三)架立钢筋的设置要求为了使纵向受力钢筋与箍筋能够绑扎成骨架，在箍筋四角必须沿梁全长配置纵向钢筋。没有纵向受力钢筋的区段，应设置架立钢筋。当梁的跨度l6m时，架立钢筋的直径不小于10mm。(四)腰筋及拉筋的设置要求当梁截面高度h700mm时，应在梁两侧沿截面高度每隔300400mm，设置一根直径不小于12mm的纵向构造钢筋。腰筋的作用为限制梁腹因温度收缩变形引起的竖向裂缝宽度以及抵抗可能的扭矩作用。当腰筋间距以不超过其15倍直径，对控制裂缝开展最为有效。两侧腰筋之间应设拉筋连系起来，拉筋的直径可取与箍筋直径相同，间距为箍筋间距的倍数。,二、弯起钢筋的构造要求当弯起钢筋是由抗剪计算确定时，弯起钢筋的排数和根数由斜截面受剪承载力确定。弯起钢筋的间距不应大于箍筋最大间距。梁跨中纵向受拉钢筋最多弯起2/3，至少应有1/3且不少于2根纵筋(底层两角部钢筋)沿梁底伸入支座。当粱宽较大时，在一个截面内宜同时弯起两根。弯起钢筋的弯角一般为450，当梁高h700mm时，也可取为600。三、箍筋的构造要求(一)箍筋的形式与肢数：箍筋形式为封闭式箍筋。其肢数有双肢、四肢等。箍筋肢数的选取，取决于斜截面受剪承载力计算的需要和梁宽以及一排内纵向钢筋的根数。当梁宽b350mm时，常用双肢箍；当梁宽b350mm时，或纵向受拉钢筋在一排中多于5根(或一排中纵向受压钢筋多于3根)时，应采用四肢箍。,(二)箍筋的直径与间距箍筋的用量除按计算确定外，还应满足最小配箍率的要求。当配有按计算确定的受压钢筋时，箍筋间距在绑扎骨架中不应大于15d，在焊接骨架中不