5受弯构件斜截面抗载力建筑土木工程科技专业资料

1、 1受弯构件除了可能沿正截面发生破坏外，在弯矩和剪力共同作用下，梁还有可能发生斜截面的破坏。为防止斜截面的破坏，应使梁有足够的截面尺寸，并配置箍筋和弯起钢筋(通称梁的腹筋)。箍筋同纵向钢筋和架立钢筋绑扎(或焊接)在一起，形成钢筋骨架(图5.1)，使各种钢筋在施工时，保证正确位置。 5.1 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算5 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 2图图5.1 梁内钢筋梁内钢筋 3 4 5 6 7 8 95.2.1 有腹筋梁的斜截面破坏形式有腹筋梁的斜截面破坏形式有腹筋梁的破坏形式与配箍率有关。配箍率是箍筋截面积与对应的混凝土面积的比值，用

2、sv表示，如图5.4所示，即式中asv配置在同一截面内箍筋的各肢全部截面面 积，asv=nasv1； n同一截面内箍筋的肢数； asv1单肢箍筋的截面面积； b截面宽度； s沿梁的长度方向箍筋的间距。bsnabsasvsvsv1(5.1) 5.2 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件 10图图5.4 配箍率配箍率sv示意图示意图 11（1）斜压破坏）斜压破坏 （图5.5（a）破坏特征：钢筋配置过多，配箍率sv较大，箍筋应力增长缓慢，在箍筋应力未达到屈服强度，梁腹混凝土即达到抗压强度，发生斜压破坏。斜压破坏属于脆性破坏。通过控制梁的最小截面尺寸和提高混凝土的强度等级可以防止斜压破坏。 12图图5

3、.5 斜截面的破坏形式（斜截面的破坏形式（a）斜压破坏）斜压破坏 13（2）剪压破坏）剪压破坏 （图5.5（b）破坏特征：钢筋配置适量，配箍率sv适中，斜裂缝出现后箍筋应力增大，箍筋的存在限制了斜裂缝的延伸开展，使荷载可有较大的增长。随着荷载的增大，通常箍筋应力先到达屈服，箍筋应力到达屈服后，其限制斜裂缝开展的作用消失，最后压区混凝土在剪压作用下达到极限强度，梁丧失其承载力。剪压破坏属于塑性破坏。通过配置适量钢筋可以防止剪压破坏。 14图图5.5 斜截面的破坏形式斜截面的破坏形式（b）剪压破坏 15（3）斜拉破坏）斜拉破坏（图5.5（c）破坏特征：钢筋配置过少，配箍率sv较小，梁腹斜裂缝一出现

4、，箍筋应力立即屈服，箍筋对斜裂缝开展的限制作用已不存在。斜拉破坏属于脆性破坏。通过控制最小配箍率可以防止斜拉破坏。 16图图5.5 斜截面的破坏形式斜截面的破坏形式（c）斜拉破坏 175.2.2 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式对于梁斜截面的三种破坏形式，可以用控制最小配箍率来防止斜拉破坏；采用截面限制条件(相当于控制最大配箍率)的方法防止斜压破坏。对于剪压破坏，则给出受剪承载力计算公式，用以确定所需配置的箍筋及弯起钢筋。如图5.26所示，其斜截面的受剪承载力是由混凝土、箍筋和弯起钢筋三部分组成的。 18图图5.6 斜截面受剪承载力组成斜截面受剪承载力组成 19

5、即 vu=vc+vsv+vsb (5.6a)式中vu受弯构件斜截面受剪承载力设计值； vc剪压区混凝土受剪承载力设计值；vsv与斜裂缝相交的箍筋受剪承载力设计 值； vsb与斜裂缝相交的弯起钢筋受剪承载力 设计值。以vcs表示混凝土和箍筋的总受剪承载力。即斜截面受剪承载力为： vu=vcs+vsb (5.6b) 20（1）当仅配箍筋时）当仅配箍筋时（图5.7） 图图5.7 梁中仅配箍筋时斜截面受剪承载力组成梁中仅配箍筋时斜截面受剪承载力组成 21矩形、t形和工字形截面的一般受弯构件，其斜截面的受剪承载力计算公式为：式中v受弯构件斜截面上的最大剪力设计值； ft混凝土轴心抗拉强度设计值； b矩形

6、截面的宽度，t形或i形截面的腹板宽度；fyv箍筋的抗拉强度设计值； s箍筋间距。007 . 0hsafbhfvvsvyvtu(5.7) 22对集中荷载作用下的矩形截面独立梁(包括作用有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况)：混凝土结构设计规范（gb 500102010）规定：对于上述情况下的矩形截面独立梁，其斜截面的受剪承载力计算公式为： 23式中计算截面的剪跨比， ，当3时，取=3； a集中荷载作用点处的截面(该点处的截面即为计算截面)至支座截面的距离，计算截面至支座之间的箍筋应均匀配置。 000 . 175. 1hsafbhfvvsvyvtu

7、(5.8)0ha 24（2）同时配有箍筋和弯起钢筋）同时配有箍筋和弯起钢筋矩形、t形和工字形截面的一般受弯构件：式中asb同一弯起平面内的弯起钢筋截面面积； fyv横向钢筋的抗拉强度设计值（横向钢筋为垂 直于纵向受力钢筋的箍筋或间接钢筋）；s弯起钢筋与纵向梁轴线的夹角，当h800mm时，s常取为45，当h800mm时，s常取为60。ssbyvsvyvtuaafhsafbhfvvsin8 . 07 . 000 25对集中荷载作用下的矩形截面独立梁(包括作用有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况)： ssbyvsvyvtuaafhsafbhfvvsi

8、n8 . 00 . 175. 100 26（3）公式的适用条件）公式的适用条件受弯构件斜截面受剪承载力计算公式是根据剪压破坏的受力状态确定的，为了防止发生斜压破坏和斜拉破坏的情况，作出了如下规定：上限值上限值最小截面尺寸的限制最小截面尺寸的限制为了避免斜压破坏的发生，梁的截面尺寸应满足下列要求，否则箍筋配置再多也不能提高斜截面受剪承载力：当 时， (5.12)当 时， (5.13) 4bhw6bhw025. 0bhfvcc02 . 0bhfvcc 27当 时，按线性内插法取用。式中v截面最大剪力设计值； b矩形截面的宽度，t形、工字形截面的腹板 宽度； fc混凝土轴心抗压强度设计值； hw截面

9、的腹板高度，矩形截面取有效高度h0， t形截面取有效高度减去翼缘高度，工字形 截面取腹板净高； c混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级不超过c50时，取c=1.0，当混凝土强度等级为c80时，c=0.8，其间按线性内插法确 定。如果不能满足上述要求，则应加大截面尺寸。 64bhw 28下限值下限值最小配箍率的限制最小配箍率的限制试验表明：箍筋配置过少，或箍筋的间距过大，斜裂缝一出现，箍筋应力会立即达到屈服强度而发生斜拉破坏。为了避免斜拉破坏，规定了箍筋配箍率的下限值，即最小配箍率为：yvtsvsvsvffbsa24. 0min,(5.14) 29在同样配箍率条件下，间距较密的箍筋，可以减小斜裂

10、缝的宽度；但过细的箍筋又会使得钢筋骨架没有足够的刚度。所以，从斜裂缝及构造要求综合考虑，箍筋的最小直径应满足表表5.1的要求。梁高h(mm)箍筋直径d(mm)h8006h8008注：梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋直径不应小于d/4(d为纵向受 压钢筋的最大直径)。 表表5.1 梁中箍筋最小直径梁中箍筋最小直径 30还应注意到，如果箍筋间距很大，乃至破坏的斜裂缝不与箍筋相交，或相交在箍筋不能充分发挥作用的位置，箍筋不能抑制斜裂缝的开展，同样也会出现斜拉破坏。所以，箍筋和弯起钢筋的最大间距smax不得超过表表5.2的要求。 梁高hv0.7ftbh0v0.7ftbh0150h30015020

11、0300h500200300500800300400 表表5.2 梁中箍筋最大间距梁中箍筋最大间距smax 注：梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋直径不应小于d/4(d为纵向受压钢筋 的最大直径)。 315.2.4 受弯构件斜截面受剪承载力计算步骤受弯构件斜截面受剪承载力计算步骤已知：剪力设计值v，截面尺寸bh，材料强度ft、fc、fy、fyv。求：配置腹筋。（1）复核截面尺寸）复核截面尺寸一般梁的截面尺寸应满足式(5.12,5.13)，即v0.25cfcbh0的要求，否则，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级，直至满足为止。 32（2）确定是否需按计算配置箍筋）确定是否需按计算配置箍筋当满

12、足下式条件时，可按构造配置箍筋，否则，需按计算配置箍筋。构造箍筋应满足箍筋的最大间距和箍筋的最小直径（表5.1、表5.2）要求。 00 . 175. 1bhfvt07 . 0bhfvt或 33（3）确定腹筋数量）确定腹筋数量仅配箍筋时：求出的值后，根据构造要求先选定箍筋肢数n和直径d，然后求出间距s。 snasv10017 . 0hfbhfvsnayvtsv0010 . 175. 1hfbhfvsnayvtsv或 34（4）验算配箍率）验算配箍率 yvtsvsvsvffbsna24. 0min,1 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44【例4.4】钢筋混凝土矩形截面简支梁，

13、截面尺寸bh=250mm500mm，as=35，承受均布荷载，支座边缘的剪力设计值v=170.88kn，混凝土强度等级c25，箍筋采用hpb300级钢筋，采用只配箍筋的方案。求箍筋的数量。 454.1.4.1 纵向受力钢筋在支座内的锚固纵向受力钢筋在支座内的锚固（1）梁下部纵向受力钢筋伸入简支支座内的锚）梁下部纵向受力钢筋伸入简支支座内的锚固长度固长度las应符合下列条件：应符合下列条件：当v0.7ftbh0时，las5d；当v0.7ftbh0时，带肋钢筋：las12d；光圆钢筋：las15d。其中，d为锚固钢筋的直径。4.1.4 受弯构件的其他构造要求受弯构件的其他构造要求 46（2）板下部纵向受力钢筋伸入简支支座内的锚）板下部纵向受力钢筋伸入简支支座内的锚固长度固长度laslas5d，工程中板一般都能满足。（3）中间支座）中间支座连续梁在中间支座处的锚固长度，如图4.26所示。梁上部纵向受力钢筋应贯穿中间支座或中间支座范围。梁下部纵向受力钢筋应伸过中间支座的中心线，并且不小于las。 47图图4.26 中间支座处的锚固长度中间支座处的锚固长度 484.1.4.2弯起钢筋的构造要求弯起钢筋的构造要求 （1）弯起钢筋的锚固）弯起钢筋的锚固为了防止弯起钢筋因锚固