第五章斜截面1(09) 2

1、 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算受弯构件破坏形式受弯构件破坏形式：1.正截面破坏正截面破坏2.斜截面破坏斜截面破坏剪弯段剪弯段纯弯段纯弯段剪弯段剪弯段 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算5.1 5.1 概概 述述5.2 5.2 斜截面受力特点与破坏形态斜截面受力特点与破坏形态5.3 5.3 影响受弯件斜截面受剪承载力的主要因素影响受弯件斜截面受剪承载力的主要因素 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算5.1概述概述斜截面开裂前后受力分析斜截面开裂前后受力分析图图5-1 5-1 对称加载简支梁对称加载简支梁

2、 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算图图5-2 5-2 梁的应力状态和斜裂缝形态梁的应力状态和斜裂缝形态 5.1概述概述弯剪型弯剪型腹剪型腹剪型45o(a)(b) 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算图图5-3 5-3 斜截面受剪破坏斜截面受剪破坏5.1概述概述 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算图图5-4 梁的箍筋和弯起钢筋梁的箍筋和弯起钢筋 防止斜截面开裂、破坏的配筋方式防止斜截面开裂、破坏的配筋方式 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算图图5-5 5-5 梁配筋图梁配筋图

3、第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算5.2受弯构件斜截面受力特点与破坏形态受弯构件斜截面受力特点与破坏形态一、无腹筋梁受力及破坏分析一、无腹筋梁受力及破坏分析 开裂前：开裂前：剪力是全截面承担；剪力是全截面承担；支座附近截面支座附近截面a -a处的处的钢筋应力钢筋应力s与该截面的与该截面的弯矩弯矩Ma成正比。成正比。图图5-6 开裂前受力图开裂前受力图V 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算5.2受弯构件斜截面受力特点与破坏形态受弯构件斜截面受力特点与破坏形态一、无腹筋梁受力及破坏分析一、无腹筋梁受力及破坏分析 图图5-7 隔离体受力图隔

4、离体受力图 开裂后：开裂后：主要由剪压区承担主要由剪压区承担骨料咬合力骨料咬合力纵筋的销栓力纵筋的销栓力剪压区内的混凝土压应力将剪压区内的混凝土压应力将大大增加。大大增加。剪压区剪压区 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算一、无腹筋梁受力及破坏分析一、无腹筋梁受力及破坏分析 纵向钢筋应力：纵向钢筋应力： 斜裂缝出现后，截面斜裂缝出现后，截面a-a处钢筋的钢筋应力处钢筋的钢筋应力s取决于取决于临界斜裂缝顶点截面临界斜裂缝顶点截面b -b处处的弯矩的弯矩Mb，即即s 与与Mb成正比。成正比。图图5-8 隔离体受力图隔离体受力图 bbTsTs=TbVdMaMb 第第5 5

5、章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算一、无腹筋梁受力及破坏分析一、无腹筋梁受力及破坏分析 图图5-9 粘结裂缝和撕裂裂缝粘结裂缝和撕裂裂缝 撕裂裂缝撕裂裂缝粘接裂缝粘接裂缝 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算图图5-10 无腹筋梁的拱体受力机构无腹筋梁的拱体受力机构 一、无腹筋梁受力及破坏分析一、无腹筋梁受力及破坏分析 临界斜裂缝临界斜裂缝 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算二、有腹筋梁的受力及破坏分析二、有腹筋梁的受力及破坏分析 图图5-11 有腹筋梁的剪力传递有腹筋梁的剪力传递 箍筋和混凝土斜压杆分别成为桁架的受

6、拉腹杆和受压腹箍筋和混凝土斜压杆分别成为桁架的受拉腹杆和受压腹杆，纵向受拉钢筋成为桁架的受拉弦杆，剪压区混凝土则成杆，纵向受拉钢筋成为桁架的受拉弦杆，剪压区混凝土则成为桁架的受压弦杆。为桁架的受压弦杆。 混凝土斜压杆混凝土斜压杆vF 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算三、三、 斜截面破坏的主要形态斜截面破坏的主要形态 剪跨比概念：剪跨比概念：000VhMVhVaha广义剪跨比：广义剪跨比：0VhM 实质反映了截实质反映了截面正应力和剪应力的面正应力和剪应力的相对关系相对关系. .VM=Va 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算 过过 程

7、：程：斜裂缝一旦出现，便迅速向集中荷载作用点延斜裂缝一旦出现，便迅速向集中荷载作用点延 伸，并很快形成临界斜裂缝梁随即破坏。伸，并很快形成临界斜裂缝梁随即破坏。 性性 质：质：破坏具有明显的脆性破坏具有明显的脆性。三、三、 斜截面破坏的主要形态斜截面破坏的主要形态 1.斜拉破坏斜拉破坏 破坏条件：破坏条件： 剪跨比剪跨比 较大（一般较大（一般 3 3） 或腹筋配置数量较少时。或腹筋配置数量较少时。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算斜拉破坏斜拉破坏 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算图图5-12 5-12 有腹筋梁斜拉破坏有腹筋梁斜拉

8、破坏 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算2.剪压破坏三、三、 斜截面破坏的主要形态斜截面破坏的主要形态 破坏条件：剪跨比适中（一般破坏条件：剪跨比适中（一般13）。）。 腹筋配置适量。腹筋配置适量。过 程: 斜裂缝中的某一条发展成为临界斜裂缝； 临界斜裂缝向荷载作用点缓慢发展，剪 压区高度逐渐减小，最后剪压区混凝土 被压碎。性 质：这种破坏有一定的预兆，但与适筋梁的 截面破坏相比，剪压破坏仍属于脆性破坏。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算三、三、 斜截面破坏的主要形态斜截面破坏的主要形态 无无腹筋梁剪压破坏腹筋梁剪压破坏有有腹筋梁剪

9、破压坏腹筋梁剪破压坏 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算三、三、 斜截面破坏的主要形态斜截面破坏的主要形态 3.3.斜压破坏斜压破坏: :破坏条件：破坏条件：n剪跨比（一般剪跨比（一般11）；）；n腹板宽度较窄的腹板宽度较窄的T T形形 和工形梁上。和工形梁上。n腹筋配置量较多腹筋配置量较多腹剪型 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算3.斜压破坏斜压破坏: 过过 程：程：在腹部出现若干条平行的斜裂缝（即在腹部出现若干条平行的斜裂缝（即 腹剪型斜裂缝）；随着荷载的增加，腹剪型斜裂缝）；随着荷载的增加， 梁腹被这些斜裂缝分割为若干梁腹被这些

10、斜裂缝分割为若干斜向斜向“短短 柱柱”，最后因柱混凝土被压碎而破坏。，最后因柱混凝土被压碎而破坏。三、三、 斜截面破坏的主要形态斜截面破坏的主要形态 特特 征：征：斜压破坏的破坏荷载很高，但变形很斜压破坏的破坏荷载很高，但变形很 小，亦属于小，亦属于脆性破坏脆性破坏。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算有有腹筋梁斜压破坏腹筋梁斜压破坏 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算三、三、 斜截面破坏的主要形态斜截面破坏的主要形态 斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算有

11、腹筋梁三种破坏形态比较：有腹筋梁三种破坏形态比较：三、三、 斜截面破坏的主要形态斜截面破坏的主要形态 斜拉破坏斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；性质最显著；斜压破坏斜压破坏为受压脆性破坏为受压脆性破坏；剪压破坏剪压破坏介于受拉和受压脆性破介于受拉和受压脆性破坏之间，亦为脆性破坏坏之间，亦为脆性破坏斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏斜拉破坏斜拉破坏 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算5.3 影响斜截面受剪承载力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素一、剪跨比和跨高比一、剪跨比和跨高比 集中荷载作用剪跨比影响集中荷载作用剪跨比影响随着随着剪跨

12、比剪跨比的增大，受剪承载力降低。的增大，受剪承载力降低。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算一、剪跨比和跨高比一、剪跨比和跨高比 随着随着跨高比跨高比l0/h的增大，受剪承载力降低。的增大，受剪承载力降低。均布荷载作用跨高比影响均布荷载作用跨高比影响 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算二、腹筋的数量二、腹筋的数量 箍筋和弯起钢筋可以有效地提高斜截面的承载力。箍筋和弯起钢筋可以有效地提高斜截面的承载力。因此，腹筋的数量增多时，斜截面的承载能力增大。因此，腹筋的数量增多时，斜截面的承载能力增大。三、混凝土强度等级三、混凝土强度等级 受剪承

13、载力与混凝土强度的关系受剪承载力与混凝土强度的关系fcu/MPa=1.53.0，n=187MPa/0bhVc 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算三、混凝土强度等级三、混凝土强度等级 斜拉破坏斜拉破坏主要取决于混凝土的抗拉强度；主要取决于混凝土的抗拉强度； 剪压破坏和斜压破坏剪压破坏和斜压破坏则主要取决于混凝土的抗压强度。则主要取决于混凝土的抗压强度。 斜截面受剪承载力随混凝土强度斜截面受剪承载力随混凝土强度 fcu,k的提高而增大。的提高而增大。 二者大致呈线性关系，二者大致呈线性关系，规范规范亦采用与亦采用与 fcu,k近似呈近似呈线性关系线性关系 ft 作为计

14、算参量之一。作为计算参量之一。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算四、纵筋配筋率四、纵筋配筋率 在其他条件相同时，纵向钢筋配筋率越大，斜截面在其他条件相同时，纵向钢筋配筋率越大，斜截面承载力也越大。二者也大至呈线性关系。承载力也越大。二者也大至呈线性关系。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算四、纵筋配筋率四、纵筋配筋率 纵筋配筋率越大，剪压区高度纵筋配筋率越大，剪压区高度越大；越大； 纵筋可以抑制斜裂缝的开展，纵筋可以抑制斜裂缝的开展，增大斜裂面间的骨料咬合作用；增大斜裂面间的骨料咬合作用； 纵筋本身的横截面也能承受少纵筋本身的横截面

15、也能承受少量剪力（即销栓力）。量剪力（即销栓力）。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算五、其它因素五、其它因素 截面形状截面形状 试验表明，受压区翼缘的存在对提高斜截面承载力有试验表明，受压区翼缘的存在对提高斜截面承载力有一定的作用。因此，一定的作用。因此，T形截面梁的抗剪承载力与矩形截面形截面梁的抗剪承载力与矩形截面梁相比，斜截面承载能力要高一些，一般要高梁相比，斜截面承载能力要高一些，一般要高1030%。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算五、其它因素五、其它因素 预应力预应力 预应力能阻滞斜裂缝的出现和开展，增加混凝土剪预应力能

16、阻滞斜裂缝的出现和开展，增加混凝土剪压区高度，从而提高混凝土所承担的抗剪能力，预应力压区高度，从而提高混凝土所承担的抗剪能力，预应力混凝土梁的斜裂缝长度比钢筋混凝土梁有所增长，也提混凝土梁的斜裂缝长度比钢筋混凝土梁有所增长，也提高了斜裂缝内箍筋的抗剪能力。高了斜裂缝内箍筋的抗剪能力。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算 五、其它因素五、其它因素 梁的连续性梁的连续性a.连续梁连续梁受集中荷载时低于简支梁受集中荷载时低于简支梁的受剪承载力。的受剪承载力。中间支座中间支座附近的梁段因受异号弯矩的影响，抗剪承载力有所降低。附近的梁段因受异号弯矩的影响，抗剪承载力有所降低

17、。b.在受均布荷载时则是相当的；边支座附近梁段的抗剪承载在受均布荷载时则是相当的；边支座附近梁段的抗剪承载力与简支梁相同。力与简支梁相同。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算影响斜截面承载力的主要因素：影响斜截面承载力的主要因素：一、剪跨比一、剪跨比二、腹筋的数量二、腹筋的数量三、混凝土强度等级三、混凝土强度等级四、纵筋配筋率四、纵筋配筋率五、截面形状、预应力、连续性五、截面形状、预应力、连续性 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算5.45.4斜截面受剪承载力的计算公式与适用条件斜截面受剪承载力的计算公式与适用条件VsbsvcuVVVV

18、VVcVsbVsvsbsvsuMMMMM受剪承载力：受剪承载力：受剪承载力计算依据：受剪承载力计算依据： 剪压破坏剪压破坏受弯承载力：受弯承载力： 第第5 5章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算5.45.4斜截面受剪承载力的计算公式与适用条件斜截面受剪承载力的计算公式与适用条件一、基本假定：一、基本假定：1.1.斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力V V u uVsbsvcuVVVVVcVsbVsv2.2.箍筋与弯筋的应力箍筋与弯筋的应力 剪压破坏时，箍筋与弯筋剪压破坏时，箍筋与弯筋 都达到屈服，靠近剪压区箍筋有可能未屈服。都达到屈服，靠近剪压区箍筋有可能未屈服。 第第5 5章章 受弯构件斜截面承