建筑结构-4.ppt

1、第四章 受弯构件斜截面承载力计算 受弯构件在剪弯区段可能沿斜截面发生剪切或弯曲破坏： 剪切破坏计算防止。腹筋形式：箍筋、斜筋、弯起钢筋； 弯曲破坏构造满足。,4-1斜截面受剪破坏形态及受力特点 真正的剪切破坏发生于纵筋屈服和粘结锚固破坏之前。 破坏形态的主要影响因素为： 1.剪跨比：广义剪跨比=M/Vh0，对集中力作用下的简支梁=a/h0（a剪跨，集中力至剪力较大一侧支座的距离）计算剪跨比=a/h0 ； 2.配箍率：sv=nAsv1/bs（梁纵向水平截面中单位面积的箍筋含量）。,一、无腹筋简支梁斜截面剪切破坏形态 3，斜拉破坏：一旦斜裂即发展成临界斜裂缝，混凝土截面贯通、并沿纵筋撕裂，梁被劈裂

2、。破坏过程短、挠度小、脆性大，承载力低。,=1-3，剪压破坏：剪弯段斜裂，其一发展为临界斜裂缝，缝顶受压、剪、局压应力共同作用，混凝土压碎破坏。,1，斜压破坏：斜裂缝多条平行，分割梁腹成斜向小柱，类似短柱压坏。,二、有腹筋简支梁斜截面剪切破坏形态 斜拉破坏：较大、腹筋太少，一旦开裂，腹筋立即屈服，不能抑制斜裂缝，梁很快破坏。 剪压破坏：临界斜裂缝出现后，与之相交的腹筋先后屈服，裂缝开展，剪压区混凝土达复合受力下的极限强度。 斜压破坏：很小、腹筋过多、梁腹薄弱时，腹筋未屈服、梁腹混凝土即因主压应力过大发生破坏。受剪承载力由梁截面尺寸及混凝土强度决定。,4-2斜截面受剪承载力计算一、影响斜截面受剪

3、承载力的主要因素1.剪跨比 剪跨比实质反映截面、关系，决定主应力大小、方向，影响破坏形态及受剪承载力。增大，梁斜压、剪压、斜拉破坏，受剪承载力降低。2.配箍率sv及箍筋强度fyv 名义剪应力Vu/bh0sv*fyv 。,3.混凝土强度4.纵筋配筋率 纵筋销栓作用，限制斜裂缝、保证剪压区高度。对无腹筋梁影响较大。5.斜截面骨料咬合力 对无腹筋梁斜截面受剪承载力影响较大。6.截面尺寸和形状7.加载方式,二、斜截面受剪承载力计算（一）一般受弯构件1.计算公式 剪压破坏：Vu=Vc+Vs+Vsb Vc混凝土剪压区受剪； Vs、Vsb与斜裂缝相交的腹筋受剪。,1）仅配箍筋的构件（常用形式）均布荷载下矩形

4、、T形、工形截面构件 ft混凝土轴心抗拉强度设计值 fyv箍筋抗拉屈服强度设计值 s箍筋间距 b腹板宽度 h0截面有效高度 Asv=nAsv1,以受集中荷载为主的矩形、T形、工形截面构件 集中荷载对支座截面或节点边缘产生的剪力值75%总剪力值 式中:3取3,2）弯起钢筋的受剪承载力 Vsb=0.8fyAsbsins fy弯起钢筋抗拉屈服强度设计值 Asb同一弯起平面内与斜裂缝相交的弯起钢筋截面积 s弯起钢筋与梁轴的夹角，一般45o，h800时通常60o,2.适用条件1）截面限制条件避免斜压破坏防止薄腹梁使用阶段斜裂缝过宽 hw/b4（一般梁）：V0.25cfcbh0 hw/b6（薄腹梁）：V0

5、.2cfcbh0 4hw/b6：系数直线内插其中：c混凝土强度影响系数，取1.0（C50）-0.8（C80） hw矩形（h0）、T形（h0-hf）、工形（h-hf-hf）,2）箍筋构造要求防止斜拉破坏最小配箍率svmin=0.24ft/fyv箍筋最小直径、最大间距要求： 最小直径：h800、宜8，h800、宜6；有纵向压筋时，应d/4（d为纵向压筋最大直径） 最大间距：P117表5-2,3.计算位置（临界斜裂缝位置） 1）支座边缘处斜截面（剪力值最大） 2）受拉区弯起筋弯起点处截面 3）箍筋直径或间距改变处 4）肋宽变化处,（二）厚板均布荷载，无箍筋、弯起钢筋板： Vu=0.7hftbh0其中

6、：h=（800/h0）1/4 截面高度影响系数，h02000取2000,画剪力图，确定计算位置， 算出各计算截面的剪力 若为集中荷载下的独立梁， 应计算 V集/V总75,验算截面限制条件,是否按计算配腹筋,按构造要求确定n及Asv1， 然后求s，并使ssmax； 验算配箍率：,否 增大bxh 提高fc,否,按构造配箍 满足配箍率要求,是,仅配箍筋梁的设计计算,按构造要求 选定箍筋用量,根据已配纵筋 选定Asb,兼配弯起筋梁的设计计算,按构造要求确定n及Asv1， 然后求s，并使ssmax； 验算配箍率：,例1.钢筋混凝土矩形截面简支梁，bh=200500mm，材料采用C20混凝土、HPB235

7、箍筋、HRB335纵筋，承受如图荷载设计值（包括自重）。求纵筋及箍筋用量。例2.钢筋混凝土T形截面简支梁，计算跨度4m，承受集中荷载设计值540kN（包括自重），材料采用C30混凝土、HRB335箍筋，求箍筋用量。,习1.钢筋混凝土矩形截面简支梁，bh=250550mm，净跨度5.2m，承受均布荷载设计值66.5kN/m（包括自重），材料采用C25混凝土、HRB335箍筋，求箍筋用量。 习2.钢筋混凝土矩形截面简支梁，bh=200450mm，材料采用C20混凝土、HPB235箍筋，承受如图荷载设计值（包括自重），求箍筋用量。,4-3关于斜截面受弯承载力 斜截面受弯承载力=斜截面上的纵向受拉钢筋

8、、弯起钢筋、箍筋等在斜截面破坏时，各自提供的拉力对受压区的内力矩之和。 以纵筋的弯起、截断、锚固（纵筋沿梁长的布置方式，及伸入支座的锚固长度）及箍筋间距等构造措施来保证。,所谓抵抗弯矩图，是指按实际配置的纵向钢筋所绘制出的梁上各正截面所能承受的弯矩图。它反映了沿梁长正截面上材料的抗力，故亦称为材料图。,以梁轴线为横轴，竖标表示相应截面的抵抗弯矩Mu。 按梁正截面承载力计算的纵向受力钢筋是以同符号弯矩区段内的最大弯矩为依据求得的，该最大弯矩处的截面称为控制截面。 下面以一配有325纵筋的矩形截面简支梁为例说明材料图的做法。 正截面承载力按下式确定：,材料图的做法,第i根钢筋的受弯承载力为： （1

9、） 当纵筋全部伸入支座时 由式（4.47）可知，各截面Mu相同，此时的材料图为一平直线。每根钢筋分担的弯矩Mui=Mu/3。按与设计弯矩相同的比例绘出正截面受弯承载力图形（图4.43）就得全部纵筋伸入支座时的材料图。,（2） 部分纵筋弯起 当纵向钢筋弯起后，材料图将发生变化。设一根25的纵筋在距支座为650mm的C点以弯起角45弯起。该钢筋弯起后，其拉力的水平分量不断减小，因而其抵抗弯矩值不断变小直至为零。假定该钢筋弯起后与梁轴线的交点为D，过D点后该钢筋抵抗弯矩为零，则CD段的材料图为斜直线cd（图4.44)。,（3） 部分纵筋截断 纵筋不宜在受拉区截断，但支座负弯矩处的纵筋可在适当位置部分

10、截断。截断处的抵抗弯矩将发生突变，其值为Mui=Asi/AsMu。抵抗弯矩图见图4.45。,图4.43 全部纵筋伸入支座的材料图,图4.44 钢筋弯起的材料图,图4.45 纵筋切断的材料图,纵筋的弯起：弯起点应在充分利用点外h0/2处。,在梁的受拉区中，弯起钢筋的弯起点，可在按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋截面面积之前弯起；但弯起钢筋与梁中心线的交点，应在不需要该钢筋的截面之外；同时，弯起点与按计算充分利用该钢筋的截面之间的距离，不应小于h0/2。,2. 纵筋的截断：常对支座负弯矩筋截断，不宜在正弯矩受拉区截断（不利受力）。 1）V0.7ftbh0时，应在不需要点外20d及充分利用点外1.2la截断；V0.7ftbh0时，应在不需要点外h0和20d、及充分利用点外1.2la+h0截断；