5受弯构件斜截面抗剪承载力ppt课件

1、 受弯构件除了能够沿正截面发生破坏外，在弯矩和剪力共同作用下，梁还有能够发生斜截面的破坏。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)在一同，构成钢筋骨架(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 图图5.1 梁内钢筋梁内钢筋 5.2.1 有腹筋梁的斜截面破坏方式有腹筋梁的斜截面破坏方式 有腹筋梁的破坏方式与配箍率有关。配箍率是箍有腹筋梁的破坏方式与配箍率有关。配箍率是箍筋截面积与对应的混凝土

2、面积的比值，用筋截面积与对应的混凝土面积的比值，用sv表表示，如图示，如图5.4所示，即所示，即 式中式中Asv配置在同一截面内箍筋的各肢全部配置在同一截面内箍筋的各肢全部截面面截面面 积，积，Asv=nAsv1； n同一截面内箍筋的肢数；同一截面内箍筋的肢数； Asv1单肢箍筋的截面面积；单肢箍筋的截面面积； b截面宽度；截面宽度； s沿梁的长度方向箍筋的间距。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 图图5.4 配箍率配箍率sv表示图表示图 1斜压破坏斜压破坏 图图5.5a 破坏特征：钢筋配置过多，配箍率破坏特征：钢筋配

3、置过多，配箍率sv较大，箍较大，箍筋应力增长缓慢，在箍筋应力未到达屈服强度，筋应力增长缓慢，在箍筋应力未到达屈服强度，梁腹混凝土即到达抗压强度，发生斜压破坏。斜梁腹混凝土即到达抗压强度，发生斜压破坏。斜压破坏属于脆性破坏。经过控制梁的最小截面尺压破坏属于脆性破坏。经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。寸和提高混凝土的强度等级可以防止斜压破坏。 图图5.5 斜截面的破坏方式斜截面的破坏方式a斜压破坏斜压破坏 2剪压破坏剪压破坏 图图5.5b 破坏特征：钢筋配置适量，配箍率破坏特征：钢筋配置适量，配箍率sv适中，斜适中，斜裂痕出现后箍筋应力增大，箍筋的存在限制了斜裂痕出现

4、后箍筋应力增大，箍筋的存在限制了斜裂痕的延伸开展，使荷载可有较大的增长。随着裂痕的延伸开展，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，其限制斜裂痕开展的作用消逝，力到达屈服后，其限制斜裂痕开展的作用消逝，最后压区混凝土在剪压作用下到达极限强度，梁最后压区混凝土在剪压作用下到达极限强度，梁丧失其承载力。剪压破坏属于塑性破坏。经过配丧失其承载力。剪压破坏属于塑性破坏。经过配置适量钢筋可以防止剪压破坏。置适量钢筋可以防止剪压破坏。 图图5.5 斜截面的破坏方式斜截面的破坏方式b剪压破坏剪压破坏 3斜拉破坏图斜拉破坏图5

5、.5c 破坏特征：钢筋配置过少，配箍率破坏特征：钢筋配置过少，配箍率sv较小，梁较小，梁腹斜裂痕一出现，箍筋应力立刻屈服，箍筋对斜腹斜裂痕一出现，箍筋应力立刻屈服，箍筋对斜裂痕开展的限制造用已不存在。斜拉破坏属于脆裂痕开展的限制造用已不存在。斜拉破坏属于脆性破坏。经过控制最小配箍率可以防止斜拉破坏。性破坏。经过控制最小配箍率可以防止斜拉破坏。 图图5.5 斜截面的破坏方式斜截面的破坏方式c斜拉破坏斜拉破坏 5.2.2 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方式，可以用控制最小对于梁斜截面的三种破坏方式，可以用控制最小配箍率来防止斜拉破坏；采用截面

6、限制条件配箍率来防止斜拉破坏；采用截面限制条件(相相当于控制最大配箍率当于控制最大配箍率)的方法防止斜压破坏。对的方法防止斜压破坏。对于剪压破坏，那么给出受剪承载力计算公式，用于剪压破坏，那么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。以确定所需配置的箍筋及弯起钢筋。如图如图5.26所示，其斜截面的受剪承载力是由混凝所示，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。土、箍筋和弯起钢筋三部分组成的。 图图5.6 斜截面受剪承载力组成斜截面受剪承载力组成 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

7、设计值；Vsv与斜裂痕相交的箍筋受剪承载力设计 值； Vsb与斜裂痕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) 1当仅配箍筋时图当仅配箍筋时图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 矩形、T形和工字形截面的普通受弯构件，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

8、(5.7) 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)： GB 500102019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： 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)至支座截面的间隔，计算截面至支座之间的箍筋应均匀配置。 000 . 175. 1hsAfbhfVVSVyvtu(5.8)0ha 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、矩形、T形和工字形截面的普通受弯构件：形和工字形截面的普通受弯构件： 式中式中A

9、sb同一弯起平面内的弯起钢筋截面面同一弯起平面内的弯起钢筋截面面积；积； fyv横向钢筋的抗拉强度设计值横向钢筋的抗拉强度设计值横向钢筋为垂横向钢筋为垂 直于纵向受力钢筋的直于纵向受力钢筋的箍筋或间接钢筋；箍筋或间接钢筋；s弯起钢筋与纵向梁轴线的夹角，弯起钢筋与纵向梁轴线的夹角，当当h800mm时，时，s常取为常取为45，当当h800mm时，时，s常取为常取为60。ssbyvSVyvtuaAfhsAfbhfVVsin8 . 07 . 000 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)： ssbyvSVyvt

10、uaAfhsAfbhfVVsin8 . 00 . 175. 100 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形状确定的，为了防止发生斜压破坏破坏的受力形状确定的，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：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 为了防止斜压破坏的发生，梁的截面尺寸应满足为了防止斜压破坏的发生，梁的截面尺寸应满足以下要求，否那么箍筋配置再多也不能提高斜截以下要求，否那么箍筋配置再多也不能提高斜截面受剪承载力：面受剪承载力： 当当 时，时，

11、 (5.12) 当当 时，时， (5.13) 4bhw6bhw025. 0bhfVcc02 . 0bhfVcc 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越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。假设不能满足上述要求，那么应加大截面尺寸。 64bhw 下限值下限值最小配箍率的限制最小配箍率的限制 实验阐明：箍

12、筋配置过少，或箍筋的间距过大，实验阐明：箍筋配置过少，或箍筋的间距过大，斜裂痕一出现，箍筋应力会立刻到达屈服强度而斜裂痕一出现，箍筋应力会立刻到达屈服强度而发生斜拉破坏。为了防止斜拉破坏，规定了箍筋发生斜拉破坏。为了防止斜拉破坏，规定了箍筋配箍率的下限值，即最小配箍率为：配箍率的下限值，即最小配箍率为：yvtsvsvsvffbsA24. 0min,(5.14) 在同样配箍率条件下，间距较密的箍筋，可以减小斜裂痕的宽度；但过细的箍筋又会使得钢筋骨架没有足够的刚度。所以，从斜裂痕及构造要求综合思索，箍筋的最小直径应满足表5.1的要求。梁高h(mm)箍筋直径d(mm)h8006h8008注：梁中配有

13、计算需求的纵向受压钢筋时，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 还应留意到，假设箍筋间距很大，乃至破坏的斜裂痕不与箍筋相交，或相交在箍筋不能充分发扬作用的位置，箍筋不能抑制斜裂痕的开展，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不得超越表5.2的要求。 梁高hV0.7ftbh0V0.7ftbh0150h300150200300h500200300500800300400 表表5.2 梁中箍筋最大间距梁中箍筋最大间距smax 注：梁中配有计算需求的纵向受压钢筋时，箍筋直径不应小于d/4(d为纵向受压钢筋 的最大直

14、径)。 5.2.4 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 知：剪力设计值知：剪力设计值V，截面尺寸，截面尺寸bh，资料强度，资料强度ft、fc、fy、fyv。 求：配置腹筋。求：配置腹筋。 1复核截面尺寸复核截面尺寸 普通梁的截面尺寸应满足式普通梁的截面尺寸应满足式(5.12,5.13)，即，即V0.25cfcbh0的要求，否那么，应加大截面尺的要求，否那么，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级，直至满足为止。寸或提高混凝土强度等级，直至满足为止。 2确定能否需按计算配置箍筋确定能否需按计算配置箍筋当满足下式条件时，可按构造配置箍筋，否那么，当满足下式条件时，可按构造

15、配置箍筋，否那么，需按计算配置箍筋。构造箍筋应满足箍筋的最大需按计算配置箍筋。构造箍筋应满足箍筋的最大间距和箍筋的最小直径表间距和箍筋的最小直径表5.1、表、表5.2要求。要求。 00 . 175. 1bhfVt07 . 0bhfVt或 3确定腹筋数量确定腹筋数量仅配箍筋时：求出仅配箍筋时：求出的值后，根据构造要求的值后，根据构造要求先选定箍筋肢数先选定箍筋肢数n和直径和直径d，然后求出间距，然后求出间距s。 snAsv10017 . 0hfbhfVsnAyvtsv0010 . 175. 1hfbhfVsnAyvtsv或 4验算配箍率验算配箍率 yvtsvsvsvffbsnA24. 0min,

16、1 【例4.4】钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸bh=250mm500mm，as=35，接受均布荷载，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。 4.1.4.1 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固长度las应符合以下条件：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 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

17、座内的锚固长度固长度laslas5d，工程中板普通都能满足。，工程中板普通都能满足。 3中间支座中间支座 延续梁在中间支座处的锚固长度，如图延续梁在中间支座处的锚固长度，如图4.26所示。所示。 梁上部纵向受力钢筋应贯穿中间支座或中间支梁上部纵向受力钢筋应贯穿中间支座或中间支座范围。座范围。 梁下部纵向受力钢筋应伸过中间支座的中心线，梁下部纵向受力钢筋应伸过中间支座的中心线，并且不小于并且不小于las。 图图4.26 中间支座处的锚固长度中间支座处的锚固长度 4.1.4.2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不善而发生滑动，导致为了防止弯起钢筋因锚固不善而发生滑动，导致斜裂痕开展过大及弯起钢筋本身的强度不能充分斜裂痕开展过大及弯起