第5章 受弯构件斜截面承载力计算

1、第五章受弯构件斜截面承载力计算，2。主要内容：受弯构件抗剪性能的试验研究结构要求，重点：受弯构件抗剪性能的试验研究斜截面抗剪承载力的计算，第五章受弯构件斜截面承载力的计算，主要内容，3。弯矩和剪力在荷载作用下同时产生。在弯矩区，正截面受弯破坏，而在剪力大的截面，斜截面受剪破坏。“强剪切和弱弯曲”，5.1概述，1。受弯构件的破坏模式，5。受弯构件斜截面承载力计算，5.1概述，4。2.梁中裂纹的类型、弯曲和剪切斜裂纹的特征：它们起源于M，在M和V的作用下发展，呈底部宽、顶部窄的形状，倾斜方向与M和V产生的应力有关.腹部剪切斜裂纹的特征：它是在v的作用下产生和发展的，呈枣坑状，斜向45o。第5章受弯

2、构件斜截面承载力计算，第5.1章概述，第5.1章箍筋、受弯钢筋、斜截面抗剪措施、双向抗剪措施，第1章构造措施，第2章配抗剪钢筋，第5章弯曲和纵向钢筋绑扎，形成便于施工的钢骨架；防止纵向钢筋过早屈曲，约束核心混凝土。弯曲钢筋：通过弯曲纵向钢筋来承受较大的剪力。第5章，受弯构件斜截面承载力的计算，5.1概述，8，5.2梁的抗剪性能，1。无腹筋梁的剪应力分析，1)斜裂缝出现前：剪力由整个截面承担。轴承附近a-a截面的钢筋应力s与该截面的弯矩ma成正比；第5章抗弯构件斜截面承载力计算，5.2梁的抗剪性能，9。斜裂缝发生后截面剪力的组成：混凝土在Vc剪切压缩区的剪力(2040)% Vuva斜裂缝处骨料的

3、咬合力(3050)% VVD纵向钢筋的轴力(1525)%Vu，2)斜裂缝发生后：第五章斜裂缝出现后，a-a截面钢筋的应力s取决于临界斜裂缝b-b顶点截面的Mb，即与Mb成正比。第5章抗弯构件斜截面承载力的计算，5.2梁的抗剪性能，11。斜裂缝出现后，剪压区混凝土面积减少，剪压区混凝土面积增加。斜裂纹出现后，a-a截面的钢筋应力s取决于临界斜裂纹b-b顶点截面的Mb，即与Mb成正比。因此，斜裂缝的出现使得支座附近的S接近跨中截面的S，这就对纵向钢筋的锚固提出了更高的要求。第五章受弯构件斜截面承载力的计算，5.2梁的抗剪性能，12、s的增大导致裂缝的扩大和va的减小，斜裂缝出现后，剪压区混凝土面积

4、减小，剪压区混凝土面积增大。斜裂纹出现后，a-a截面的钢筋应力s取决于临界斜裂纹b-b顶点截面的Mb，即与Mb成正比。因此，斜裂缝的出现使得支座附近的S接近跨中截面的S，这就对纵向钢筋的锚固提出了更高的要求。第5章抗弯构件斜截面承载力的计算，5.2梁的抗剪性能，M，A，M，B，13。同时，销栓Vd的作用导致纵向钢筋周围混凝土开裂，削弱了混凝土对纵向钢筋的锚固作用。以砷为拉杆，混凝土为变截面压杆，构件的力学行为为拱形。第5章，受弯构件斜截面承载力的计算，5.2梁的抗剪性能，14.2无腹筋梁的剪切破坏模式，集中荷载下剪跨比的计算第五章受弯构件斜截面承载力计算，5.2梁的抗剪性能，16、剪跨比大，主

5、压应力角小，拱作用小，剪力主要取决于传递给支座的拉应力(梁作用)。一旦出现斜裂缝，很快就会形成临界斜裂缝，荷载传递路线被切断，承载力急剧下降，脆性明显。损坏是由混凝土(斜拉)拉坏造成的，这叫斜拉损坏。构件的抗剪能力取决于混凝土的抗拉强度。2)剪切破坏模式(1)斜拉破坏(3)，第5章，受弯构件斜截面承载力的计算、5.2梁的剪切性能，17，(2)剪切-压缩破坏(13)，小剪跨比，以及一定的拱效应。倾斜裂缝出现后，部分荷载通过拱起转移到支座上，承载力不会很快丧失，荷载会继续增加，并出现其他倾斜裂缝。最后，在剪应力和压应力的共同作用下，拱顶处的混凝土达到了复合应力下的混凝土强度，从而导致剪切和压缩破坏

6、。构件的抗剪承载力取决于混凝土在复杂应力(剪切和压缩)下的强度。第五章受弯构件斜截面承载力的计算，5.2梁的抗剪性能，18，(3)斜压破坏(l1)，剪跨比很小，起拱作用很大。载荷主要通过拱起传递到轴承上。主压应力的方向是沿着轴承和载荷点之间的连线。随着荷载的增加，梁腹在混凝土斜压下被斜裂缝分割成若干个“短柱”，最终在斜压应力的作用下混凝土被破坏。构件的抗剪能力取决于混凝土的抗压强度。第五章受弯构件斜截面承载力的计算，5.2梁的抗剪性能，19。无腹筋梁的剪切破坏是脆性的，脆性是最显著的，斜压破坏是压脆性破坏；剪切-压缩破坏介于拉伸和压缩脆性破坏之间。不同的失效模式主要是由力传递路径的变化引起的不

7、同应力状态引起的。第五章受弯构件斜截面承载力计算，5.2梁的抗剪性能，20.3带腹筋梁的抗剪性能、箍筋将裂缝间混凝土的荷载悬挂到受压弦杆上，增加了混凝土的传递和受压效果。箍筋对斜裂缝的咬合作用，箍筋控制了斜裂缝的发展，增加了剪切和受压区的面积，增加了Vc和Va；悬挂纵向钢筋延迟了撕裂裂纹的发展，并增强了纵向钢筋的销作用VD；箍筋参与了斜截面的弯曲，减小了斜裂缝出现后纵向钢筋应力的增量；箍筋的配置对构件的开裂荷载没有影响，也不能提高斜压构件的承载力，即当剪跨比很小时，箍筋的上述影响很小；当剪跨比较大时，如果箍筋配置超过一定限值，将会受到斜压破坏，继续增加箍筋不会产生影响。第5章受弯构件斜截面承载

8、力计算，5.2梁的抗剪性能，22.2)腹筋梁的破坏模式，影响腹筋梁破坏模式的主要因素是剪跨比和配箍率sv，第5章受弯构件斜截面承载力计算，5.2梁的抗剪性能，第5章受弯构件斜截面承载力计算，5.2梁的抗剪性能， 当剪压破坏的sv合适时，混凝土开裂后与裂缝相交的箍筋的sv将增大，当箍筋在荷载作用下屈服时，将失去对裂缝的控制，使斜裂缝变宽，剪压区面积减小，最终剪压区混凝土将在剪应力和压应力的共同作用下被压碎破坏。 当斜压破坏的sv过大时，24，第5章受弯构件斜截面承载力的计算，5.2剪跨比对带腹筋梁剪切破坏模式的影响，25，1)剪跨比试验表明，剪跨比越大，带腹筋梁的抗剪承载力越低，如图所示。对于无

9、腹筋梁，剪跨比越大，抗剪承载力越低，但当为3时，剪跨比的影响不再明显。它的影响随着sv的增加而减小。3。影响斜截面抗剪承载力的主要因素，剪跨比对腹筋梁抗剪承载力的影响，第五章受弯构件抗剪承载力的计算，5.2梁的抗剪性能，26.2)混凝土强度斜截面抗剪承载力随着混凝土强度等级的提高而增加。当梁在斜压下损坏时，抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度；当梁被斜向拉力破坏时，抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度；然而，混凝土抗拉强度的增长比抗压强度的增长慢，因此对混凝土强度的影响略小。当发生剪切和压缩破坏时，混凝土强度的影响介于两者之间。第五章，受弯构件斜截面承载力计算，5.2梁的抗剪性能，27.3)纵筋配筋率

10、试验表明，梁的抗剪承载力随着纵筋配筋率的增加而增加。这主要是因为纵向受拉钢筋限制了斜裂缝长度的延伸，从而增加了剪切受压区的抗剪能力。同时，增加斜裂缝间的骨料咬合力。纵筋配筋率对腹板配筋梁抗剪承载力的影响，第5章受弯构件斜截面承载力的计算，5.2梁的抗剪性能，28.4)配箍率和箍筋强度当腹板配筋梁出现斜裂缝后，箍筋不仅直接承担部分剪力，而且有效抑制斜裂缝的发展和扩展，对提高剪切受压区混凝土的抗剪能力和纵筋的销栓作用有积极的影响。试验表明，在合适的箍筋范围内，随着箍筋数量和箍筋强度的增加，梁的抗剪承载力大大提高。箍筋对腹板配筋梁抗剪承载力的影响，第5章受弯构件斜截面承载力的计算，5.2梁的抗剪性能

11、，29.5)带压翼缘的T形截面增加了剪切受压区的面积，这增加了斜向拉伸破坏和剪切受压破坏的抗剪承载力(20%)，但不增加斜向压缩破坏的抗剪承载力。6)当尺寸效应梁高度很大时，撕裂裂缝明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也很大，骨料的咬合力减弱。试验表明，在保持fc、fc和fc参数不变的情况下，截面尺寸增大了4倍，抗剪承载力降低了250%。对于高度较大的梁，梁腹纵向配筋可以控制斜裂缝的发展。腹部强化后尺寸效应的影响减小。7)不同荷载下梁的抗剪承载力不同。一般来说，集中荷载作用下梁的抗剪承载力低于均布荷载作用下梁的抗剪承载力。第5章，受弯构件斜截面承载力计算，5.2梁的抗剪性能，30.1无腹筋梁的抗

12、剪承载力计算，H截面高度影响系数，当h0800mm，H0=800mm；当h0=2000mm毫米时，h0=2000mm毫米；如前所述，影响抗剪承载力的因素很多，很难综合考虑，剪切破坏是脆性的。根据大量试验结果，基于剪切和压缩破坏，规范采用具有一定可靠性(95%)的局部下限经验公式计算受弯构件的抗剪承载力。无腹筋受弯构件：Vc=0.7hftbh0，5.3梁的抗剪承载力计算，无腹筋受弯构件的脆性明显，其适用范围应严格控制。第五章，受弯构件斜截面承载力计算，5.3梁的抗剪承载力计算，31.2带腹筋梁的抗剪承载力计算，1)力学模型：梁的抗剪传递机制由原无腹筋拉杆拱传递机制变为出现斜裂缝后桁架拱的复合传递

13、机制；倾斜裂缝之间的混凝土类似于倾斜的受压腹杆；马镫就像一根垂直的拉杆；临界斜裂缝和受压区上部的混凝土相当于受压弦杆；纵向钢筋相当于下弦拉杆；第5章，受弯构件斜截面承载力的计算，5.3梁的抗剪承载力的计算，32，假设1:梁的斜截面承载力Vu由三部分组成：斜裂缝上剪切受压区混凝土的抗剪承载力Vc、斜裂缝上箍筋的抗剪承载力Vsv和斜裂缝上受弯钢筋的抗剪承载力Vsb。根据力平衡条件Y=0，如果Vcs是箍筋和混凝土所承受的剪力，即Vcs=Vc Vsv，则vu=vcvsb，vu=vcvsv vsb，2)计算原则，假设2:箍筋和与倾斜裂缝相交的弯曲钢筋可在剪切和压缩破坏时屈服。然而，事实上，腹板的应力是不

14、均匀的，并且腹板在剪切和压缩区不屈服，这是应该考虑的。第五章受弯构件斜截面承载力计算，5.3梁的抗剪承载力计算，33。通过试验可知，相对标称剪应力Vcs/ftbho与箍筋系数svfyv/ft的关系曲线如下：3)仅含箍筋梁的抗剪承载力，第5章受弯构件斜截面承载力计算，第5.3章梁的抗剪承载力计算，第34章系数T对于矩形、T形及其他一般受弯构件，集中荷载下的独立梁，试验曲线方程，第5章受弯构件斜截面承载力计算。 5.3梁的抗剪承载力计算，35，(1)矩形、丁字形和工字形截面的普通受弯构件，(2)集中荷载(包括各种荷载，其中，集中荷载在受力截面或受力边缘截面产生的剪力占总剪力值的75%以上)，仅使用

15、箍筋时的计算公式，第5章，受弯构件斜截面承载力的计算。 5.3梁的抗剪承载力计算，36.4)弯曲钢筋斜截面的抗剪承载力，其中：0.8考虑了不均匀应力的折减系数； 弯曲钢筋和构件纵轴之间的角度通常为4560。带箍筋和弯钢筋的梁斜截面抗剪承载力计算公式为：Vu=Vc Vsv Vsb，第5章，受弯构件斜截面承载力计算、5.3梁的抗剪承载力计算，37.1)截面约束条件(最大配箍率条件)，为防止斜压破坏和配箍率过大引起的剪切截面，当fcu为C=1.0时，K50n/mm2；当fcu，k=80N/mm2，c=0.8时，在它们之间执行线性插值。b腹板宽度。3，公式条件，第5章，受弯构件斜截面承载力计算，5.3

16、梁的抗剪承载力计算，38.2)最小配箍率，当配箍率小于一定值时，在斜裂缝出现后，箍筋不能承受斜裂缝段混凝土退出工作时释放的拉应力，并迅速屈服，其抗剪承载力与无腹筋梁基本相同。当剪跨比较大时，可能会导致斜拉破坏，承载力低，脆性大。因此，规范规定当取0.7ftbh0时，配箍率应满足：当取最小配箍率时，一般受弯构件相应的抗剪承载力为：第5章，受弯构件斜截面承载力计算、5.3梁的抗剪承载力计算、39、3)腹板宽度变化时的最大箍筋间距和截面(2-2)；箍筋直径或间距变化的截面(3-3)；截面(4-4)位于受拉区弯曲钢筋的起点。第五章，受弯构件斜截面承载力计算，5.3抗剪承载力计算1)当仅提供箍筋时，具体计算步骤如下：检查截面极限条件，如果不满足，修改截面尺寸或增加fc；例如，VVVc，计算箍筋：对于一般受弯构件和集中荷载下的独立梁，根据Asv/s的计算