受弯构件斜截面承载力

1、受弯构件的斜截面承载力斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态 斜裂缝是因梁中弯矩和剪力产生的主拉应变超过混凝土的斜裂缝是因梁中弯矩和剪力产生的主拉应变超过混凝土的极限拉应变而出现的。斜裂缝主要有两类：腹剪斜裂缝和弯剪极限拉应变而出现的。斜裂缝主要有两类：腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。斜裂缝。 斜裂缝的类型斜裂缝的类型 （1）弯剪斜裂缝）弯剪斜裂缝 特点：裂缝特点：裂缝下宽上窄下宽上窄 （2）腹剪斜裂缝）腹剪斜裂缝特点：裂缝特点：裂缝中间宽两头窄中间宽两头窄 斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态 在中和轴附近，正应力小，在中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为剪应力大，主拉应力方向大致为45。当

2、荷载增大，拉应变达到。当荷载增大，拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为部的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝。 腹剪斜裂缝中间宽两头细，腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁中，如呈枣核形，常见于薄腹梁中，如图所示。图所示。斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态 在剪弯区段截面的下边缘，在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向的。所以，主拉应力还是水平向的。所以，在这些区段仍可能首先出一些在这些区段仍可能首先出一些较短的垂直裂缝，然后延伸成较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝，向集中荷载作用点

3、发斜裂缝，向集中荷载作用点发展，这种由垂直裂缝引伸而成展，这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体，称为的斜裂缝的总体，称为弯剪斜弯剪斜裂缝裂缝，这种裂缝上细下宽，是，这种裂缝上细下宽，是最常见最常见的，如下图所示。的，如下图所示。斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态 当主拉应力超过混凝土当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度复合受力下的抗拉强度时，就会出现与主拉应时，就会出现与主拉应力迹线大致垂直的裂缝力迹线大致垂直的裂缝。 抵抗主拉应力的钢筋：抵抗主拉应力的钢筋： 弯起钢筋弯起钢筋 箍筋箍筋 腹筋腹筋斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态M 、V 同一截面的弯同一截面的弯矩与剪力设计值矩与剪力设计

4、值0MVh广义剪跨比广义剪跨比 集中荷载下的简支梁，到最外侧的集中力临近支座集中荷载下的简支梁，到最外侧的集中力临近支座的距离的距离a称为剪跨，计算剪跨比为：称为剪跨，计算剪跨比为：=a/h0承受均布荷载时，设承受均布荷载时，设l为计算截面离支座的距离，则为计算截面离支座的距离，则02021hlVhM斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态斜截面受剪破坏的三种主要形态斜截面受剪破坏的三种主要形态无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态斜压破坏斜压破坏、剪压破坏剪压破坏和和斜拉破坏斜拉破坏三种破坏形态。三种破坏形态。无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与剪跨比无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与剪跨

5、比有决定性的关系有决定性的关系斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态(1) 斜压破坏斜压破坏发生条件：发生条件：1这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄的的T形截面或形截面或I形截面梁内。形截面梁内。破坏特点：破坏特点：1、破坏前，梁腹部出现若干大体平行的腹剪斜裂缝，混凝土、破坏前，梁腹部出现若干大体平行的腹剪斜裂缝，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱；被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱；2、破坏是由于斜向短柱压坏，因此受剪承载力取决于混凝土、破坏是由于斜向短柱压坏，因此受剪承载力取决于混凝土的抗压强度，是斜截面受剪承载力中最

6、大的。的抗压强度，是斜截面受剪承载力中最大的。斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态(2)剪压破坏剪压破坏发生条件：发生条件：1313破坏特征：破坏特征：1 1、破坏前，弯剪斜裂缝不只一条。当荷载增加到某一值时，、破坏前，弯剪斜裂缝不只一条。当荷载增加到某一值时， 产生一条较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝。产生一条较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝。2 2、临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，、临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，裂缝宽度随荷载的增加不断增加。但承载力没有很快丧失，荷裂缝宽度随荷载的增加不断增加。但承载力没有很快丧失，荷载可以继续增加，并出现其它斜裂缝

7、。载可以继续增加，并出现其它斜裂缝。3 3、最后，上端剪压区混凝土在剪应力和压应力的共同作用下，、最后，上端剪压区混凝土在剪应力和压应力的共同作用下，达到混凝土的复合受力下的强度而破坏。达到混凝土的复合受力下的强度而破坏。4 4、承载能力取决于混凝土的复合应力下（剪压）的强度。、承载能力取决于混凝土的复合应力下（剪压）的强度。斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态 (3)斜拉破坏斜拉破坏条件：条件：3 破坏特征：破坏特征： 1、斜向裂缝一出现，很快形成临界斜裂缝，迅速向受压区斜向裂缝一出现，很快形成临界斜裂缝，迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现斜裂缝斜向伸展，斜截面承载力随

8、之丧失。破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁变形很小，具有时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁变形很小，具有很明显的脆性很明显的脆性 。 2、破坏是由于混凝土（斜向）拉坏引起的，称为斜拉破坏。破坏是由于混凝土（斜向）拉坏引起的，称为斜拉破坏。承载力取决于混凝土的抗拉强度，故受剪承载能力很低。承载力取决于混凝土的抗拉强度，故受剪承载能力很低。斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态斜截面破坏的斜截面破坏的F-f( (荷载荷载挠度挠度) )曲线曲线 三种破坏形态的斜截面受剪三种破坏形态的斜截面受剪承载力：斜压破坏时最大，其次承载力：斜压破坏时最大，其次为剪压，斜拉最小。为剪压，斜

9、拉最小。 峰值荷载对应的跨中挠度峰值荷载对应的跨中挠度都不大，破坏时荷载都会迅速下都不大，破坏时荷载都会迅速下降，表明都属脆性破坏类型，工降，表明都属脆性破坏类型，工程中应尽量避免。程中应尽量避免。 三种破坏形态脆性程度是不三种破坏形态脆性程度是不同的。混凝土的极限拉应变值比同的。混凝土的极限拉应变值比极限压应变值小得多，所以斜拉极限压应变值小得多，所以斜拉破坏最脆，斜压破坏次之，剪压破坏最脆，斜压破坏次之，剪压稍好。稍好。如何防止剪切破坏：如何防止剪切破坏：斜拉、斜压破坏斜拉、斜压破坏强制性构造措施；强制性构造措施；剪压破坏剪压破坏通过计算来防止。通过计算来防止。产生不同破坏形态的原因：产生

10、不同破坏形态的原因：主要由于主要由于传力路径传力路径的变化引的变化引起应力状态的不同。起应力状态的不同。斜裂缝、剪跨比及斜截面受弯破坏形态有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 配置箍筋的有腹筋梁，它的斜截面受剪破坏形态是以配置箍筋的有腹筋梁，它的斜截面受剪破坏形态是以无腹筋梁为基础的，也分为无腹筋梁为基础的，也分为斜压破坏斜压破坏、剪压破坏剪压破坏和和斜拉破斜拉破坏坏。 除了除了剪跨比剪跨比对斜截面破坏形态有决定性的影响以外对斜截面破坏形态有决定性的影响以外, ,箍筋的配置数量箍筋的配置数量对破坏形态也有很大影响。对破坏形态也有很大影响。斜截面受剪承载力的计算影响斜截面受剪

11、承载力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素1.剪跨比剪跨比2.混凝土强度混凝土强度3.箍筋的配箍率箍筋的配箍率4.纵筋配筋率纵筋配筋率5.斜截面上的骨料咬合力斜截面上的骨料咬合力6.截面尺寸和形状截面尺寸和形状（1）截面尺寸的影响截面尺寸的影响（2）截面形状的影响截面形状的影响bsAnbsAsvsvsv1斜截面受剪承载力的计算受剪承载力的计算受剪承载力的计算斜压破坏斜压破坏控制截面的最小尺寸来防止控制截面的最小尺寸来防止斜拉破坏斜拉破坏用满足箍筋的最小配筋率条件及其它用满足箍筋的最小配筋率条件及其它构造要求来防止；构造要求来防止；剪压破坏剪压破坏通过计算，使构件满足一定的斜截面通过计算，使

12、构件满足一定的斜截面受剪承载力，从而防止剪压破坏。受剪承载力，从而防止剪压破坏。构构造造 我国规范目前采用的是半理论半经验的实用计算公式。我国规范目前采用的是半理论半经验的实用计算公式。受剪承载力计算公式是针对剪压破坏所建立的公式。受剪承载力计算公式是针对剪压破坏所建立的公式。斜截面受剪承载力的计算(1) 不计入咬合力和销栓力对受剪承载力的贡献，梁发生剪压不计入咬合力和销栓力对受剪承载力的贡献，梁发生剪压破坏时，斜截面所承受的剪力设计值由三部分组成，即破坏时，斜截面所承受的剪力设计值由三部分组成，即VsbVdVa=VsucssbVVVV基本假设基本假设斜截面受剪承载力的计算(2) 梁剪压破坏时

13、，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达梁剪压破坏时，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度，但要考虑拉应力可能不均匀，特别是靠近剪压区的到其屈服强度，但要考虑拉应力可能不均匀，特别是靠近剪压区的箍筋和弯起钢筋有可能达不到屈服强度。箍筋和弯起钢筋有可能达不到屈服强度。(3) 截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件，故仅在不配箍筋和弯截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件，故仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。起钢筋的厚板计算时才予以考虑。(4) 剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一，但为了计算公式应剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一，但为了计算公式应用简便，仅在计算

14、受集中荷载为主的独立梁时才考虑了用简便，仅在计算受集中荷载为主的独立梁时才考虑了的影响。的影响。(5) 影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑。影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑。混凝土结构设计混凝土结构设计规范规范是根据大量的试验结果，取具有一是根据大量的试验结果，取具有一 定可靠度定可靠度（95%）的偏的偏下限经验公式来计算受弯构件抗剪承下限经验公式来计算受弯构件抗剪承 载力。载力。斜截面受剪承载力的计算无腹筋梁混凝土受剪承载力试验结果与取值无腹筋梁混凝土受剪承载力试验结果与取值 我国我国混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范规定的受弯构件斜规定的受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式主要是

15、以截面受剪承载力的计算公式主要是以无腹筋梁无腹筋梁的试验的试验结果为基础的。结果为基础的。均布荷载作用下试验结果均布荷载作用下试验结果00.7ctVf bh针对剪压针对剪压破坏的公式破坏的公式斜截面受剪承载力的计算01.751ctVf bh集中荷载作用下试验集中荷载作用下试验3时，取时，取=31.5时，取时，取=1.5斜截面受剪承载力的计算受剪承载力计算公式受剪承载力计算公式 针对剪压破坏针对剪压破坏(1) 仅配置箍筋的矩形、仅配置箍筋的矩形、T形和形和I形截面受弯构件的斜截面受剪形截面受弯构件的斜截面受剪承载力设计值承载力设计值Vu=Vcs= Vc+ Vs Vc与无腹筋梁相比提高了多少与箍筋

16、配置有关，但无法确定，为了计算与无腹筋梁相比提高了多少与箍筋配置有关，但无法确定，为了计算简单，简单，规范规范规定就取无腹筋梁的抗剪强度，规定就取无腹筋梁的抗剪强度，Vs 也就不单纯是箍筋也就不单纯是箍筋承担的剪力，它包括了箍筋承担的剪力和混凝土抗剪承载力提高的部分。承担的剪力，它包括了箍筋承担的剪力和混凝土抗剪承载力提高的部分。包括箍筋及其对混凝土受剪承载力提高部分包括箍筋及其对混凝土受剪承载力提高部分00svcscvtyvAVf bhfhs无腹筋梁剪压区受剪承载力无腹筋梁剪压区受剪承载力斜截面受剪承载力的计算acv斜截面受剪承载力系数斜截面受剪承载力系数 一般受弯构件：一般受弯构件：0.7

17、 集中荷载作用下的独立梁：集中荷载作用下的独立梁： =a/h001 .7 51ctVfb h3时，取时，取=30.7ftbh0V0.7ftbh0150h300150200300h500200300500800300600斜截面受剪承载力的计算 箍筋的直径满足下表要求箍筋的直径满足下表要求 (105页）页）梁高h(mm)箍筋最小直径(mm)h8006h8008当当 时，配箍率尚应满足：时，配箍率尚应满足： t00.7Vf bhyvtminsv,sv24. 0ff斜截面受剪承载力的计算斜截面受剪承载力的计算方法斜截面受剪承载力的计算方法1、计算截面计算截面( (1) )支座边缘处的截面（截面支座边

18、缘处的截面（截面1-1）。）。( (2) )受拉区弯起钢筋弯起点处的斜截面（截面受拉区弯起钢筋弯起点处的斜截面（截面2-2）。）。( (3) )箍筋截面面积或间距改变处的斜截面（截面箍筋截面面积或间距改变处的斜截面（截面3-3）。）。( (4) )腹板宽度改变处的斜截面腹板宽度改变处的斜截面斜截面受剪承载力的计算 确定计算截面及其剪力设计值；确定计算截面及其剪力设计值； 验算截面尺寸是否足够；验算截面尺寸是否足够；（防止斜压破坏）（防止斜压破坏） 验算是否可以按构造配筋；验算是否可以按构造配筋； 当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量；当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量； 验算箍筋间距、直径和最小

19、配箍率是否验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否 满足要求。满足要求。 （防止斜拉破坏）（防止斜拉破坏）防止防止剪压剪压破坏破坏2、计算步骤、计算步骤斜截面受剪承载力的计算一般情况：一般情况： 0t7 . 0bhfV 集中荷载下的独立梁：集中荷载下的独立梁： 0t175. 1bhfV可以按构造配置箍筋的条件可以按构造配置箍筋的条件 注意：两不等式右边即剪压破坏时混凝土受剪承载力注意：两不等式右边即剪压破坏时混凝土受剪承载力斜截面受剪承载力的计算判断斜压破坏P88发生斜压破坏不发生斜压破坏确定计算截面计算步骤计算步骤斜截面受剪承载力的计算0 0s vc sc v t y vAVf b h fhs满足

20、最小配箍率公式（4-19）及构造（直径与间距）其它构造要求（直径与间距）斜截面受剪承载力的计算答案：答案：D D对无腹筋梁的三种破坏形态，以下说法正确的是对无腹筋梁的三种破坏形态，以下说法正确的是( )。(A)只有斜压破坏属于脆性破坏只有斜压破坏属于脆性破坏(B)只有斜拉破坏属于脆性破坏只有斜拉破坏属于脆性破坏(C)只有剪压破坏属于脆性破坏只有剪压破坏属于脆性破坏(D)三种破坏都属于脆性破坏三种破坏都属于脆性破坏斜截面受剪承载力的计算答案：答案：A A条件相同的无腹筋梁，发生斜压、斜拉和剪压三种破坏形态条件相同的无腹筋梁，发生斜压、斜拉和剪压三种破坏形态时，以下正确的是时，以下正确的是( )(