水工钢筋混凝土剖析PPT课件

1、第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 概 述 匀质弹性材料梁应力状态第1页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 概 述 v主拉应力达到抗拉强度，出现与其相垂直的裂缝。v为防止正截面破坏，须配纵向钢筋。v为防止斜截面破坏，须配弯起钢筋及箍筋（腹筋）。第2页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.1 受弯构件斜截面受力及破坏形态1.1.斜裂缝的种类： 第3页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 2.2.斜裂缝发生前后梁内应力状态的变化第4页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4.1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态斜截面上平衡MA和VA的力有：

2、纵向钢筋的拉力T；余留剪压面( (AA) )上砼承担的 剪力Vc及压力C；骨料咬合力Va , ,垂直分量Vy ；纵筋的“销栓力” Vd 。MA ：外荷载在斜截面上引起的弯矩；VA ：外荷载在斜截面上引起的剪力；dycAVVVV力的平衡：力矩的平衡：第5页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4.1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态斜裂缝发生后应力状态的变化v一开裂砼承担的剪应力增大；余留截面AA来抵抗剪力。v穿过斜裂缝的纵筋应力增大；斜裂缝出现前，各截面纵筋拉力由该截面弯矩决定；斜裂缝出现后，截面B B钢筋拉力决定于截面A的弯矩，MAMB。v压区砼的压应力上升；纵筋拉力突增，斜裂

3、缝向上开展，受压区砼面积缩小。由于Vd作用。v砼沿纵筋受到撕裂力。第6页/共66页00haVhM集中荷载简支梁集中荷载简支梁剪跨比剪跨比h0a0bhV0VhM20bhM3. 3. 斜截面受剪破坏形态第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算第7页/共66页 3, 腹筋配置少腹筋配置少一出现斜裂缝，很快形成一出现斜裂缝，很快形成临临界斜裂缝界斜裂缝，延伸到梁顶集载延伸到梁顶集载作用点，整个截面裂通。作用点，整个截面裂通。承载力急剧下降，承载力急剧下降，破坏荷载破坏荷载比斜裂缝形成时的荷载增加比斜裂缝形成时的荷载增加不多，不多，脆性性质显著。脆性性质显著。砼砼余留截面上剪应力上升，余留截面上剪应力上升

4、，主拉应力超过砼抗拉强度而主拉应力超过砼抗拉强度而斜向拉坏，称为斜向拉坏，称为斜拉破坏斜拉破坏。破坏破坏取决于砼的抗拉强度。取决于砼的抗拉强度。P f斜拉破坏斜拉破坏第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态第8页/共66页斜拉破坏试验录像斜拉破坏试验录像第9页/共66页P f 1 3，腹筋配置适中，腹筋配置适中v出现垂直裂缝和微细的斜裂出现垂直裂缝和微细的斜裂缝，缝，根形成临界斜裂缝，压区根形成临界斜裂缝，压区砼截面不裂通。腹筋屈服，剪压砼截面不裂通。腹筋屈服，剪压区砼压碎。区砼压碎。v破坏过程比斜拉破坏缓慢，破破坏过程比斜拉破坏缓慢，破坏荷载高于斜裂缝

5、出现时荷载。坏荷载高于斜裂缝出现时荷载。v余留截面主压应力超过砼在压余留截面主压应力超过砼在压力和剪力共同作用下的抗压强度力和剪力共同作用下的抗压强度而破坏，而破坏，称为称为剪压破坏剪压破坏。v破坏取决于砼复合应力（剪压）破坏取决于砼复合应力（剪压）的强度。的强度。剪压破坏剪压破坏第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态第10页/共66页剪压破坏试验录像剪压破坏试验录像第11页/共66页 1，腹筋配置多，腹筋配置多主压应力的方向沿支座与荷载主压应力的方向沿支座与荷载作用点的连线。作用点的连线。靠近支座梁腹部出现大体平行靠近支座梁腹部出现大体平行的斜裂缝，

6、梁腹被分割成几个倾的斜裂缝，梁腹被分割成几个倾斜的受压柱体。斜的受压柱体。过大的主压应力将梁腹砼斜向过大的主压应力将梁腹砼斜向压碎，称为压碎，称为斜压破坏斜压破坏。腹筋达不。腹筋达不到屈服强度。到屈服强度。破坏取决于砼的抗压强度。破坏取决于砼的抗压强度。P f斜压破坏斜压破坏第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态第12页/共66页无腹筋斜压破坏试验录像无腹筋斜压破坏试验录像第13页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4.2有腹筋梁斜截面受剪承载力计算 剪跨比 配箍率11 3无腹筋斜压破坏剪压破坏斜拉破坏sv很小斜压破坏剪压破坏斜拉破坏sv

7、适量斜压破坏剪压破坏剪压破坏sv很大斜压破坏斜压破坏斜压破坏第14页/共66页v受剪破坏都是脆性的。受剪破坏都是脆性的。v斜拉破坏为受拉脆性破坏，斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；脆性性质最显著；v斜压破坏为受压脆性破坏；斜压破坏为受压脆性破坏；v剪压破坏界于受拉和受压剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。脆性破坏之间。P f斜压破坏剪压破坏斜拉破坏第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态第15页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算 4.1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态4.4.影响斜截面破坏承载力的主要因素影响斜截面破坏承载力的主要

8、因素（一）剪跨比 3，斜拉破坏； 1，斜压破坏；1 Vc；3 求Asv/s;4 假定d，求s；5 实配箍筋，验算最小配箍率；6 绘截面施工图第35页/共66页第36页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力 第三节第三节 钢筋砼梁的钢筋砼梁的斜截面受弯承载力斜截面受弯承载力一、问题的提出 v梁全长纵筋不切断不弯起，必然满足任何斜截面的抗弯要求。v纵筋被切断或弯起时，斜截面抗弯有可能成为问题。第37页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力某梁的负弯矩区段的配筋情况ussiuiMAAM按钢筋的面积比划分各根钢筋承担的

9、弯矩Mui第38页/共66页为节约钢材，可根据设计弯矩图的变化将钢筋弯起作受剪钢筋为节约钢材，可根据设计弯矩图的变化将钢筋弯起作受剪钢筋或截断。但钢筋的弯起和截断均应满足受弯承载力的要求。或截断。但钢筋的弯起和截断均应满足受弯承载力的要求。q225122M 图Mu图M 图Mmax二、抵抗弯矩图的概念 第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力v抵抗弯矩图是各截面实际能够抵抗的弯矩图形。v图形上纵坐标是截面实际能够抵抗的弯矩值，可根据截面实有的纵筋截面面积求得。 第39页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力(一)纵筋的理论切

10、断点与充分利用点F是钢筋4的理论切断点和钢筋1 、 2 、 3的充分利用点。(二)钢筋切断与弯起时MR图的表示方法钢筋切断是一个陡坎，弯起是一斜坡。（三）MR图与M图的关系MR图必须包住M图以保证正截面的抗弯要求。第40页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.3钢筋砼梁的斜截面受弯承载力（一）切断纵筋时如何保证斜截面受弯承载力三. 保证斜截面受弯承载力对切断和弯起的要求规范规定v实际切断点离充分利用 点的距离: 1.2la KV800mm800mm， 8mm8mm；梁高h250250800mm800mm， 6mm6mm；梁高h300mm，仍沿全梁布置； h150300mm，在端部

11、各1/4跨度内布； h150mm，可不布箍筋。v有集载时，仍沿梁全长布置。 (四)箍筋的最大间距v不大于表4-1的数值。v有受压钢筋时： 绑扎骨架 15d， 焊接骨架中 20d， 在任何情况下 400mm；v 一排纵向受压筋多于5根且直径大于18mm， 10d。v绑扎纵筋的搭接长度内，钢筋受拉， 5d， 且 100mm；钢筋受压， 10d，且 200mm。第49页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.4 钢筋骨架的构造二二. .纵向钢筋的构造纵向钢筋的构造( (一一) )纵向受力钢筋的接头纵向受力钢筋的接头( (二二) )纵向受力钢筋在支座中的锚固纵向受力钢筋在支座中的锚固 (1

12、)(1)VVcd las5d；(2)(2)V Vcd las10d( (等高肋钢筋等高肋钢筋) )； las12d( (月牙肋钢筋月牙肋钢筋) )； las15d( (光面钢筋光面钢筋) )。第50页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.4 钢筋骨架的构造 (三)架立钢筋的配置梁跨l6m，d 10mm。(四)腰筋及拉筋的设置v梁高超过700mm时，为防止温度变形及砼收缩在梁中部产生竖向裂缝，梁两侧沿高度每隔300400mm设 10mm的腰筋。v腰筋间用拉筋连接，拉筋直径可取与箍筋相同；拉筋间距常取为箍筋间距的倍数，在500700mm之间。 第51页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件

13、斜截面承载力计算4.4 钢筋骨架的构造三三. .弯起钢筋的构造弯起钢筋的构造v弯起钢筋的最大间距同箍筋。 v梁宽较大( (b250mm)250mm)，宜在一个截面同时弯起两根钢筋。v弯起钢筋的弯折终点处应有足够长的锚固长度 。v单独设置抗剪斜筋应成吊筋型式（鸭筋），不用“浮筋” 第52页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.5 钢筋砼构件施工图一、模板图 注明构件的外形尺寸，制作模板之用。对简单的构件，模板图可与配筋图合并。二、配筋图 表示钢筋骨架的形状以及在模板中的位置，为绑扎骨架用。规格、长度或形状不同的钢筋必须编以不同的编号。三、钢筋表 表示构件中所有钢筋的品种、规格、形状

14、、长度、根数。为断料及加工成型用。四、说明或附注 施工过程中必须引起注意的事项。例如：尺寸单位、钢筋保护层厚度、砼强度等级、钢筋级别。第五节第五节 钢筋砼构件施工图钢筋砼构件施工图第53页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.5 钢筋砼构件施工图 钢筋长度计算方法钢筋长度计算方法第54页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.6 钢筋砼伸臂梁设计例题第六节第六节 钢筋砼伸臂梁设计例题钢筋砼伸臂梁设计例题第55页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.6 钢筋砼伸臂梁设计例题第56页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.6 钢筋砼伸臂梁设计例题

15、第57页/共66页第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.6 钢筋砼伸臂梁设计例题第58页/共66页例例2bh=250650，C25，级纵筋，级纵筋，级箍筋级箍筋7m1.86mq1=65kN/mq2=130kN/mABCD3m293.8kN.m224.9kN.m第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.6 钢筋砼伸臂梁设计例题第59页/共66页例例2bh=250650，C25，级纵筋，级纵筋，级箍筋级箍筋7m1.86mq1=65kN/mq2=130kN/mABCD183.4kN247.6kN217.8kN第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.6 钢筋砼伸臂梁设计例题第60页/共66页正截

16、面配筋计算正截面配筋计算 跨中截面 C 支座截面 B M 20bhfMcds )211 (5 . 0ss 0hfMAsyds 293.8kN.m 0.261 0.846 1883 mm2 224.9kN.m 0.200 0.887 1374 mm2 实配 522=1900 mm2 222+220=1388 mm2 第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.6 钢筋砼伸臂梁设计例题第61页/共66页斜截面配筋计算斜截面配筋计算计算截面 A 支座边 B 支座左侧 B 支座右侧 V(kN) 183.4 247.6 217.8 rdV/fcbh0 0.100 0.1350.25 0.119 6-150

17、, Vcs 198.0 198.0 198.0 第一排Asb1 45sin8 . 01ycsdsbfVVA 不需要弯起钢筋 按构造配置 292 mm2 122=380 116.7 mm2 122=380 第二排 弯起钢筋 处的剪力 201.1Vcs 按构造弯起第二排 124.8 sv,min=0.24ft/fyv=0.145%) 900 325 A 575 900 325 B 575 575 900 325 B 第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.6 钢筋砼伸臂梁设计例题第62页/共66页斜截面配筋计算斜截面配筋计算计算截面A 支座边B 支座左侧B 支座右侧V(kN)183.4247.6

18、217.8V/fcbh00.1000.1350.250.1196-150, Vcs198.0198.0198.0第一排Asb145sin8 . 01ycssbfVVA不需要弯起钢筋按构造配置292 mm2122=380116.7 mm2122=380第二排弯起钢筋处的剪力201.1Vcs按构造弯起第二排124.8 sv,min=0.24ft/fyv=0.145%)900325A575900325B575575900325B第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算4.6 钢筋砼伸臂梁设计例题第63页/共66页斜截面配筋计算斜截面配筋计算计算截面A 支座边B 支座左侧B 支座右侧V(kN)183.4247.6217.8V/fcbh00.1000.1350.250.1196-150, Vcs198.0198.0198.0第一