混凝土技术设计

1、第五章 受弯构件斜截面承载力 提要 1. 斜截面破坏的主要形态，影响斜截面抗剪 承载力的主要因素； 2. 无腹筋梁和有腹筋梁斜截面受剪承载力计 算公式及适用条件，防止斜压破坏和斜拉破坏 的措施； 3. 材料图的作法，弯起钢筋的弯起位置和纵 向受力钢筋的截断位置； 4. 纵向受力钢筋伸入支座的锚固要求和箍筋 的构造要求 5.1概述 h b Asv1 弯筋 箍筋 P P s 纵筋 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 1svsv nAA 箍筋肢数 空间图形 剪切梁实验 破坏 主应力迹线 2 2 42 cp tp 0 I

2、 My 0 bI VS 2 tan 0 I 为换算截面惯性矩 一点应力状态 两种斜裂缝 弯剪型斜裂缝是指由梁 底底弯曲裂缝发展而成 的斜裂缝。 腹剪型斜裂缝是指中和轴（腹 部）首先出现开裂，然后向两 侧延伸而发展成的斜裂缝。 弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝 特点：上细下宽 腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝 特点：中间宽两头细，呈枣核形 两种斜裂缝flash 斜截面上两种破坏 （共三种） 斜截面上的弯曲破坏 通过构造要求即纵向钢筋 和箍筋的构造来保证不发 生斜截面弯曲破坏 斜截面上的剪切破坏 斜截面受剪承载力计算 构造要求 本章主要内容 腹筋 保证斜截面受剪承载力的钢筋主要有箍筋和弯起钢筋 箍筋 弯起钢筋 垂直布置

3、施工原因 与主应力斜交 与主应力平行 注意劈裂裂缝 工程实际 首先采用垂直箍筋，一般工程都是这样 然后采用弯起钢筋而且选用的钢筋不宜在梁侧边缘且直 径不宜太粗。 箍筋配箍率 bs Asv sv sv A为配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积 1svsv nAA Asv1为在同一截面内箍筋的肢数，n为单肢箍筋的截面面积；s为沿 构件长度方向上箍筋的间距；b为矩形截面的宽度，T形截面或I形 截面的腹板宽度。 封闭式 箍筋形式 U形箍 5.2无腹筋梁的抗剪性能 一、梁的斜截面受力性能 1.集中荷载 P P aa 在荷载较小时，梁处于弹性工 作阶段按前述的材料力学公式 计算 随着荷载的增加梁上出现了

4、斜 裂缝及垂直裂缝，其受力状态 发生了明显的变化 开裂后 Vc 未开裂部分混凝 土承担的剪力 20%40% Vd 纵筋之间的销拴 力 15%25% Va 斜裂缝之间骨料 咬合理 30%50% 前后主要不同 1）开裂前的剪力是由全截面承担，开裂后则主要由剪压区 承担，混凝土剪应力大大增加； 2）随着斜裂缝的发展，混凝土剪压区面积逐渐减小，因此 混凝土的压应力将大大增加； 3）纵筋的拉应力突然增大，主要是由于开裂前承担的弯矩 为 ，开裂后承担的弯矩为； 4）纵向钢筋的拉应力增大导致钢筋与混凝土的粘结应力增 大，有可能出现沿纵向钢筋的粘结裂缝或撕裂裂缝。 c M B M 两种裂缝 隔离体平衡 0X

5、TDV c1a 0Y 2acd VVVV 0M gVhTcVVa a0d 斜裂缝中的某一条裂缝发展成为主要斜裂缝称为临界斜裂缝 两铰拱的flash 结构模型：带有拉杆的变截面两铰拱 2.均布荷载 q 1/8qL2 三种破坏形态 1）混凝土被压碎即 梁的剪切破坏； 2）受拉纵筋屈服； 3）纵筋锚固不足发 生拔出破坏。 需要通过斜截 面受剪承载力 的计算确定 构造要求 二、斜截面破坏的主要形态 引入一概念：剪跨比 000 Vh M Vh Va h a 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 b h h0 As P P aa 剪跨 剪跨比flash l为计算截面离支座的

6、距离 l 2 00 1 2 Ml Vhh 三种形态 1.斜拉破坏(剪跨比或跨高比较大 ) 特点是在剪弯区段内弯曲裂缝一旦出现，就迅速向受压区斜向发展， 形成临界斜裂缝而破坏。 破坏荷载与斜裂缝出现的荷载很接近，具有明显的脆性破坏特征。 斜拉破坏主要是由于混凝土的主拉应力达到混凝土的抗拉强度而破 坏。 斜拉破坏 原因 2.剪压破坏（剪跨比或跨高比适中） 特点是首先在剪弯区段内出现一系列弯曲裂缝，然后斜向延伸形成斜 裂缝。这些斜裂缝随着荷载的增加，有一条斜裂缝发展成为临界斜裂 缝。临界斜裂缝出现后，还可能继续承受荷载，临界斜裂缝延伸至剪 压面的下方以后，不再出现新的裂缝。 破坏仍然属于脆性破坏，但

7、比斜拉破坏脆性小。 剪压破坏是由于剪压区的混凝土达到复合受力时的极限强度。 剪压破坏 原因 3.斜压破坏（剪跨比或跨高比较小） 特点：首先出现腹剪裂缝，随着荷载的增加，梁的腹部 出现若干条平行的斜裂缝。这些斜裂缝把梁腹分割成平 行的斜向短柱而被压坏。 破坏时，破坏荷载很大但变形很小，具有明显的脆性破 坏性质。 斜压破坏主要是短柱达到棱柱体抗压强度而破坏。 斜压破坏 原因 三、影响梁斜截面受剪承载力的主要因素 见flash 1.剪跨比 0.4 0.3 0.2 0.1 0123 45 0 bhf V c 斜压剪压斜拉 2.混凝土强度 斜截面破坏是因混凝土到达极限强度混凝土到达极限强度而发生的，故斜

8、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。 3.纵筋配筋率 试验表明，在其它条件相同时，纵向钢筋配筋率越 大斜截面承载力也越大二者成线性关系。 原因：1）纵筋配筋率越大则破坏时剪压区高度越大， 从而提高混凝土的抗剪能力。 2）纵筋可以抑制斜裂缝的开展，增大斜裂缝间的骨 料咬合力。 3）另外，纵筋本身也能承受少量剪力（销栓力）。 4.截面尺寸和加载方式 截面尺寸 梁高扩大4倍，受剪承载力可下降2530。 截面形状： 适当增加翼缘的宽度，可提高承载力25， 梁宽增厚：提高受剪承载力。 加载方式：比如集中荷载和均布荷载。 5.3无腹筋梁的斜截面受剪承载力 一、规范计算公式 对均布荷载作用下的无腹筋梁 对集中荷载作用下的无腹筋梁 0thc bhf070V . 0thc bhf 1 751 V . 2070 . 4 1 0 h h 800 )(为截面高度影响系数 为纵筋配筋率对受剪承载力的影响系数 mm2000hmm800 0 %.51 才考虑 一般情况下 01. 二、无腹筋梁的构造配筋 1） 梁高小于150mm，且VVc才允许不配箍筋，否 则需配箍筋； 2） 梁高在150mm到300mm之间时，可在四分之一