混凝土结构基本原理构件斜截面受剪性能实用教案

1、一、概述一、概述(i sh)弯筋箍筋PPs纵筋弯剪段（本章(bn zhn)研究的主要内容）统称腹筋帮助(bngzh)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hbAsv1sv1svnAA 箍筋肢数第1页/共63页第一页，共64页。一、概述一、概述(i sh)单肢箍n=1双肢箍n=2四肢(szh)箍n=4第2页/共63页第二页，共64页。二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制(jzh) 1. 构件的开裂构件的开裂bhh0As（E-1）AsPPaaAA0IMy0bIVS22tp42 22cp42 当tpmaxft(二轴抗拉强度(kn l qin d)时，梁的剪弯段

2、开裂，出现斜裂缝根据a的不同(b tn)(M和V比值不同(b tn)裂缝可能由截面中部开始出现（腹剪裂缝）裂缝可能由截面底部开始出现第3页/共63页第三页，共64页。二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制(jzh) 1. 构件的开裂构件的开裂bhh0AsPPaa引入一名词(mng c)：剪跨比000VhMVhVaha反映了集中力作用(zuyng)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第4页/共63页第四页，共64页。二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏裂缝的发展及破坏(phui)形态形态3时斜拉破坏(phui)第7页/共63页第

3、七页，共64页。二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝的发展及破坏裂缝的发展及破坏(phui)形态形态所有的破坏均表现所有的破坏均表现(bioxin)为脆性为脆性第8页/共63页第八页，共64页。二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制(jzh) 3. 抗剪机制抗剪机制(jzh)以剪压破坏为例以剪压破坏为例(相对相对(xingdu)于斜压于斜压破坏和斜拉破坏，它更能给人以破坏破坏和斜拉破坏，它更能给人以破坏预告预告)VuVcCcVdViTsa销栓力，随着裂缝的发展(fzhn)逐渐增大咬合力，随着裂缝的发展逐渐减小 dicuiscsin, 0cos, 0VV

4、VVYVTCX数值很难估计数值很难估计第9页/共63页第九页，共64页。三、影响三、影响(yngxing)无腹筋梁抗剪无腹筋梁抗剪承载力的因素承载力的因素 1. 剪跨比剪跨比PPaa0.40.30.20.1012345cc0Vf bh斜压剪压斜拉第10页/共63页第十页，共64页。三、影响三、影响(yngxing)无腹筋梁抗剪无腹筋梁抗剪承载力的因素承载力的因素 2. 混凝土的强度与纵筋的配筋率混凝土的强度与纵筋的配筋率混凝土的强度(qingd)提高纵筋配筋率增大(zn d)抗剪承载力提高第11页/共63页第十一页，共64页。四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制(jzh) 1. 构件的

5、开裂构件的开裂开裂前构件的受力性能与无腹筋梁相似(xin s)，腹筋中的应力很小A0IMy0bIVS22tp42 22cp42 PPsA当tpmaxft (二轴抗拉强度)时，梁的剪弯段开裂，出现(chxin)斜裂缝开裂后，腹筋的应力增大，限制了斜裂缝的发展，提高了抗剪承载力第12页/共63页第十二页，共64页。四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制 2. 裂缝裂缝(li fng)的发展及破坏形态的发展及破坏形态3且腹筋配置量较小时，斜拉破坏，腹筋用量太少，起不到应有(yn yu)的作用第15页/共63页第十五页，共64页。四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制(jzh) 2. 裂缝

6、的发展及破坏形态裂缝的发展及破坏形态设计设计(shj)时应时应避免出现此二种避免出现此二种破坏形态破坏形态第16页/共63页第十六页，共64页。四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制(jzh) 3. 抗剪机制抗剪机制(jzh)以剪压破坏以剪压破坏(phui)为例为例Vdsinsin, 0coscos, 0bvdicubiscTTVVVVYTVTCX VuVcCcViTsaTvTb第17页/共63页第十七页，共64页。五、影响五、影响(yngxing)有腹筋梁抗剪有腹筋梁抗剪承载力的因素承载力的因素 1. 剪跨比剪跨比和无腹筋梁类似和无腹筋梁类似0.40.30.20.10123450ccb

7、hfV斜压剪压斜拉PPaa第18页/共63页第十八页，共64页。五、影响五、影响(yngxing)有腹筋梁抗剪承有腹筋梁抗剪承载力的因素载力的因素 2. 混凝土的强度与腹筋的配筋量混凝土的强度与腹筋的配筋量混凝土的强度(qingd)提高在一定在一定(ydng)的的范围内，腹筋配筋范围内，腹筋配筋率增大率增大抗剪承载力提高抗剪承载力提高第19页/共63页第十九页，共64页。六、受弯构件六、受弯构件(gujin)抗剪承载力分析抗剪承载力分析1. 无腹筋梁的抗剪承载力无腹筋梁的抗剪承载力VuVcCcVdViTsa忽略ViVdbhh0As1h0)21(, 0, 0, 001001cc01css01ch

8、hhbaVMhbVYAhbX 由后二式cc1c5 . 01ff 实际上是剪压区的加载规律(gul)Vch0asAs1h0c第20页/共63页第二十页，共64页。六、受弯构件六、受弯构件(gujin)抗剪承载力分析抗剪承载力分析1. 无腹筋梁的抗剪承载力无腹筋梁的抗剪承载力Vch0asAs1h0c6时当40.3fcA时，取Nc=0.3fcA 0 . 30 . 35 . 15 . 1/,5 . 1:33112/00n时，取时，取集中荷载为主时均布荷载其它构件时，取；当时，取当）（假定反弯点在柱中点框架柱：hahH柱的净高(jn o)第36页/共63页第三十六页，共64页。八、有轴力作用八、有轴力作

9、用(zuyng)构件抗剪承载力构件抗剪承载力 2. 有轴向压力作用有轴向压力作用(zuyng)构件的抗剪承构件的抗剪承载力载力c0svyv0tu07. 00 . 175. 1NhsAfbhfV 0ccmaxu25. 0bhfV ，当Nc0.3fcA时，取Nc=0.3fc Ac07. 00 . 175. 10tmin,uNbhfV 第37页/共63页第三十七页，共64页。八、有轴力作用八、有轴力作用(zuyng)构件抗剪承载力构件抗剪承载力 3. 有轴向拉力作用有轴向拉力作用(zuyng)构件的抗剪承载构件的抗剪承载力力t0svyv0tu2 . 00 . 175. 1NhsAfbhfV 0t0s

10、vyvu0svyv36. 0bhfhsAfVhsAf 取时，当上式的计算值小于第38页/共63页第三十八页，共64页。八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力 4. 钢筋钢筋(gngjn)混凝土圆柱的抗剪承载力混凝土圆柱的抗剪承载力ssDD第39页/共63页第三十九页，共64页。八、有轴力作用构件八、有轴力作用构件(gujin)抗剪承载力抗剪承载力 4. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力sDsD0.040.030.020.010123c2cVf D2ctc1.00.0831.5Vf DN当Nc0.3fcA时，取Nc=0.3fcA当3时，取=3。第40页/共6

11、3页第四十页，共64页。八、有轴力作用八、有轴力作用(zuyng)构件抗剪承载力构件抗剪承载力 4. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力sDVsAsv1fyvAsv1fyv45a a bissv1yvsiniVAfi计算(j sun)复杂，有必要作简化第41页/共63页第四十一页，共64页。八、有轴力作用构件八、有轴力作用构件(gujin)抗抗剪承载力剪承载力 4. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力sv1yvsv1yvs1248AfAfDVDsssDVsAsv1fyvAsv1fyv45a a biaasbaaVsAsv1fyv/sD /4sv1yvs2Af

12、VDs第42页/共63页第四十二页，共64页。八、有轴力作用八、有轴力作用(zuyng)构件抗剪承载力构件抗剪承载力 4. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力2u,maxcc0.25Vf D2u,mintc1.00.0831.5Vf DNsv1yv2utc1.0 0.0831.52AfVf DDNs当Nc0.3fcA时，取Nc=0.3fcAsDVuAsv1fyvAsv1fyv45a a bi第43页/共63页第四十三页，共64页。九、箍筋的构造九、箍筋的构造(guzo)要求要求PPsyvtsvminsv/24. 0ffbsA ，最小配箍率最大箍筋间距(jin j)原则(yun

13、z)max0max,4Dshs圆柱具体数值教材表7-1（缺圆柱）第44页/共63页第四十四页，共64页。十、基本公式的应用十、基本公式的应用 1. 基于基于(jy)承载力的斜截面配筋设计承载力的斜截面配筋设计PPs0ccmaxu)25. 02 . 0(bhfVV ，若不满足调整(tiozhng)截面尺寸 NNVV2 . 007. 0c按最小配箍率配箍筋)25. 1 ()7 . 0(sin8 . 02 . 007. 00 . 175. 1sbyb0svyv0tuAfNNhsAfbhfVV 预先(yxin)选定求sAsvsvAyvtminsvsv/24. 0ff ，选定s第45页/共63页第四十五

14、页，共64页。十、基本公式的应用十、基本公式的应用 2. 既有构件既有构件(gujin)斜截面抗剪承载力斜截面抗剪承载力PPs NNVV2 . 007. 0cu NNVVVbhfV2 . 007. 0)25. 02 . 0(minbsc0ccuminsv,sv minminmax,svsvsvsvss，或但第46页/共63页第四十六页，共64页。十、基本公式十、基本公式(gngsh)的应用的应用 3. 计算截面的位置计算截面的位置112233*支座支座(zh zu)边缘处截面边缘处截面11*纵筋弯起点处截面纵筋弯起点处截面(jimin)22*箍筋面积或间距改变处截面箍筋面积或间距改变处截面33

15、*腹板宽度改变处截面腹板宽度改变处截面第47页/共63页第四十七页，共64页。十、基本公式的应用十、基本公式的应用(yngyng) 4. 钢筋混凝土圆柱钢筋混凝土圆柱类似类似(li s)（略）（略）sDsD第48页/共63页第四十八页，共64页。十一十一(ShY)、保证斜截面受弯的措施、保证斜截面受弯的措施 1. 基本概念基本概念Mu斜VcCcTsTvTbZsvZsbZTs+TbMu正CcZsbbsvvs斜uZTZTZTM ZTTM)(bs正u ZsbZ正u斜uMM 斜截面(jimin)受弯承载力总能满足支座(zh zu)处纵筋锚固不足纵筋弯起、切断不当异常情况需采取构造措施第49页/共63页

16、第四十九页，共64页。十一、保证斜截面十一、保证斜截面(jimin)受弯的措施受弯的措施 2. 抵抗弯矩图抵抗弯矩图抵抗(dkng)弯矩)5 . 0(cys0syuRbffAhAfMM ssRR/ AAMMii 画出每个截面的抵抗弯矩抵抗(dkng)弯矩图1、2、3分别为、 、 筋的充分利用点2、3、a分别为、 、 筋的不需要点设计时，应尽量使抵抗弯矩图设计时，应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图，且两者越近越经包住弯矩图，且两者越近越经济济qAB325弯矩图ba3211125125125抵抗弯矩图lalala第50页/共63页第五十页，共64页。十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施(

17、cush) 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固纵向受力钢筋在支座处的锚固ABqlasMAMB开裂(ki li)前A处的弯矩为MA开裂(ki li)后斜截面的弯矩为MBABMM开裂后钢筋的拉力Ts明显增大。若las不够则容易(rngy)发生锚固破坏第51页/共63页第五十一页，共64页。十一十一(ShY)、保证斜截面受弯的措施、保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固纵向受力钢筋在支座处的锚固ABqlasMAMB简支板或连续板下部(xi b)纵筋伸入支座的长度dl5as 纵向钢筋(gngjn)的直径第52页/共63页第五十二页，共64页。十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯

18、的措施(cush) 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固纵向受力钢筋在支座处的锚固ABqlasMAMB简支梁或连续梁简支端下部(xi b)纵筋伸入支座的长度时当0t7 . 0bhfV 纵向钢筋(gngjn)的直径dl5as 时当0t7 . 0bhfV dl12as 带肋钢筋：dl15as 光圆钢筋：如梁内支座处的锚固不能满足上述要求，应采取加焊锚固钢板等有如梁内支座处的锚固不能满足上述要求，应采取加焊锚固钢板等有效措施效措施第53页/共63页第五十三页，共64页。十一十一(ShY)、保证斜截面受弯的措施、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起纵筋的弯起必须(bx)满足三方

19、面的要求：*保证保证(bozhng)正截面的受正截面的受弯承载力弯承载力*保证斜截面的受剪承载力保证斜截面的受剪承载力*保证斜截面的受弯承载力保证斜截面的受弯承载力计算及构造确定构造确定计算及构造确定第54页/共63页第五十四页，共64页。十一十一(ShY)、保证斜截面受弯的措施、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起d在2点以外保证(bozhng)正截面受弯保证(bozhng)斜截面受弯 的措施2/01hs 1e几何中心轴321acdADE200b第55页/共63页第五十五页，共64页。十一十一(ShY)、保证斜截面受弯的措施、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢

20、筋的弯起纵向受力钢筋的弯起TsTbs1ZZsb 未弯起时ZTZTMbs斜u 弯起后sbbs斜uZTZTM 保证不发生斜截面破坏ZZsZ cossin1sbsin)cos1 (1Zs2/01hs 1e几何中心轴321acdADE200b第56页/共63页第五十六页，共64页。十一、保证十一、保证(bozhng)斜截面受弯的措施斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起TsTbs1ZZsb sin)cos1 (1Zs0)77. 091. 0(hZ 取010010)445. 0525. 0(,60)319. 0372. 0(,45hshs统一取015 . 0 hs 第57页/共63页第五十七页，共64页。跨中受拉钢筋一般不宜截断，支座负筋的截断应符合(fh)下列规定十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施 4. 纵向纵向(zn xin)受力钢筋的截断受力钢筋的截断ls1ACB acb