第4章 受彎構(gòu)件的斜截面承載力

1、教學(xué)要求： 1深刻理解受彎構(gòu)件斜截面受剪的三種 破壞形態(tài)及其防止對(duì)策。 2熟練掌握梁的斜截面受剪承載力計(jì)算。 3理解梁內(nèi)縱向鋼筋彎起和截?cái)嗟臉?gòu)造 要求。 4知道梁內(nèi)各種鋼筋，包括縱向受力鋼 筋、縱向構(gòu)造鋼筋、架立筋和箍筋等的構(gòu) 造要求。 第4章 受彎構(gòu)件的斜截面承載力 4.1 概述概述 在保證受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的同時(shí)，還要保證斜 截面承載力，它包括斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力 兩方面。工程設(shè)計(jì)中，斜截面受剪承載力是由計(jì)算和構(gòu)造來(lái) 滿足的，斜截面受彎承載力則是通過(guò)對(duì)縱向鋼筋和箍筋的構(gòu) 造要求來(lái)保證的。 圖4-1 箍筋和彎起鋼筋 圖4-2 鋼筋彎起處劈裂裂縫 工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先選用箍筋

2、，然后再考慮采 用彎起鋼筋。由于彎起鋼筋承受的拉力比較大，且 集中，有可能引起彎起處混凝土的劈裂裂縫，見(jiàn)圖 4-2。因此放置在梁側(cè)邊緣的鋼筋不宜彎起，梁底 層鋼筋中的角部鋼筋不應(yīng)彎起，頂層鋼筋中的角部 鋼筋不應(yīng)彎下。彎起鋼筋的彎起角宜取45或60。 4.2 斜裂縫、剪跨比及斜截面受剪破壞形態(tài)斜裂縫、剪跨比及斜截面受剪破壞形態(tài) 鋼筋混凝土梁在剪力和彎矩共同作用的剪彎區(qū)段內(nèi)，將產(chǎn)生斜裂縫。 2 2 24 tp 主拉應(yīng)力 主壓應(yīng)力 2 2 24 cp 主拉應(yīng)力的作用方向與梁軸線的夾角 2 tan(2 ) 圖4-3 主應(yīng)力軌跡線 4.2.1 腹剪斜裂縫與彎剪斜裂縫 圖4-4 斜裂縫 (a)腹剪斜裂縫；

3、(b)彎剪斜裂縫 這種由豎向裂縫發(fā)展而成的斜裂縫， 稱為彎剪斜裂縫剪斜裂縫，這種裂縫下寬上細(xì)， 是最常見(jiàn)的，如圖4-4(b)所示。 4.2.2 剪跨比 在圖4-5所示的承受集中荷載的簡(jiǎn)支梁中，最外側(cè)的集中力到 臨近支座的距離a稱為剪跨，剪跨a與梁截面有效高度h0的比 值，稱為計(jì)算截面的剪跨比，簡(jiǎn)稱剪跨比，用表示，=a/h0。 圖4-5 集中荷載作用的簡(jiǎn)支梁 對(duì)于承受集中荷載的簡(jiǎn)支梁， =M/(Vh0)=a/h0，即這時(shí)的剪跨比與廣 義剪跨比相同。 對(duì)于承受均布荷載的簡(jiǎn)支梁，設(shè)l為梁的跨度，l為 計(jì)算截面離支座的距離，則可表達(dá)為跨高比l/h0的函數(shù)： 剪跨比反映了截面上正應(yīng)力和剪應(yīng)力的 相對(duì)比值

4、，在一定程度上也反映了截面上彎矩與 剪力的相對(duì)比值。它對(duì)無(wú)腹筋梁的斜截面受剪破 壞形態(tài)有著決定性的影響，對(duì)斜截面受剪承載力 也有著極為重要的影響。 4.2.3 斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài) 1 無(wú)腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài) 圖4-6 主應(yīng)力跡線分布圖 在剪跨比小的圖4-6(a)中，在集中力到支座之間有虛線所示 的主壓應(yīng)力跡線，即力是按斜向短柱的形式傳遞的?？梢?jiàn)，剪 跨比小時(shí)，主要是斜向受壓而產(chǎn)生斜壓破壞。在剪跨比大的圖 4-6(c)中，集中力與支座之間沒(méi)有直接的主壓應(yīng)力跡線，故以彎 曲傳力為主，產(chǎn)生沿主壓應(yīng)力跡線的斜裂縫，并發(fā)展為斜拉破 壞。試驗(yàn)也表明，無(wú)腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)與剪跨比有

5、決定性的關(guān)系，主要有斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三種破 壞形態(tài)。 圖4-7斜截面破壞形態(tài) (a)斜壓破壞；(b)剪壓破壞； (c)斜拉破壞 (1)斜壓破壞(圖4-7a) 1時(shí)，發(fā)生斜壓破壞。這種破壞多數(shù) 發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段，以及梁腹板 很薄的T形截面或I形截面梁內(nèi)。破壞時(shí)，混 凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個(gè)斜向短柱而 壓壞，因此受剪承載力取決于混凝土的抗壓 強(qiáng)度，是斜截面受剪承載力中最大的。 圖4-7斜截面破壞形態(tài) (a)斜壓破壞；(b)剪壓破壞； (c)斜拉破壞 (2)剪壓破壞(圖4-7b) 13時(shí)，常發(fā)生剪壓破壞。其破壞特征通 常是，在彎剪區(qū)段的受拉區(qū)邊緣

6、先出現(xiàn)一 些豎向裂縫，它們沿豎向延伸一小段長(zhǎng)度 后，就斜向延伸形成一些斜裂縫，而后又 產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫，稱為 臨界斜裂縫，臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸， 使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，最后導(dǎo)致剪 壓區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力。 圖4-7斜截面破壞形態(tài) (a)斜壓破壞；(b)剪壓破壞； (c)斜拉破壞 (3)斜拉破壞(圖4-7c) 3時(shí)，常發(fā)生斜拉破壞。其特點(diǎn)是當(dāng) 豎向裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向伸展， 斜截面承載力隨之喪失。破壞荷載與出現(xiàn)斜 裂縫時(shí)的荷載很接近，破壞過(guò)程急驟，破壞 前梁變形很小，具有很明顯的脆性，其斜截 面受剪承載力最小。 圖4-8 斜截面破壞的F-f曲線 圖4

7、-8為三種破壞形態(tài)的荷載-撓度 (F-f)曲線圖。可見(jiàn)，三種破壞形態(tài)的斜 截面受剪承載力是不同的，斜壓破壞時(shí)斜壓破壞時(shí) 最大，其次為剪壓，斜拉最小最大，其次為剪壓，斜拉最小。它們?cè)?達(dá)到峰值荷載時(shí)，跨中撓度都不大，破 壞時(shí)荷載都會(huì)迅速下降，表明它們都屬 脆性破壞類型，是工程中應(yīng)盡量避免的。 另外，這三種破壞形態(tài)雖然都是屬于脆 性破壞類型，但脆性程度是不同的?；?凝土的極限拉應(yīng)變值比極限壓應(yīng)變值小 得多，所以斜拉破壞最脆，斜壓破壞次 之。為此，規(guī)范規(guī)定用構(gòu)造措施，強(qiáng)制 性地來(lái)防止斜拉、斜壓破壞，而對(duì)剪壓 破壞，因其承載力變化幅度相對(duì)較大所 以是通過(guò)計(jì)算來(lái)防止的， 2 有腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)

8、 配置箍筋的有腹筋梁，它的斜截面受剪破壞形態(tài)是以無(wú)腹筋梁 為基礎(chǔ)的，也分為斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三種破壞形態(tài)。 這時(shí)，除了剪跨比對(duì)斜截面破壞形態(tài)有決定性的影響以外，箍筋的 配置數(shù)量對(duì)破壞形態(tài)也有很大的影響。 當(dāng)3，且箍筋配置數(shù)量過(guò)少時(shí)，斜裂縫一旦出現(xiàn)，與斜裂縫 相交的箍筋承受不了原來(lái)由混凝土所負(fù)擔(dān)的拉力，箍筋立即屈服而 不能限制斜裂縫的開(kāi)展，與無(wú)腹筋梁相似，發(fā)生斜拉破壞。如果 3，箍筋配置數(shù)量適當(dāng)?shù)脑?，則可避免斜拉破壞，而轉(zhuǎn)為剪壓破壞。 這是因?yàn)樾绷芽p產(chǎn)生后，與斜裂縫相交的箍筋不會(huì)立即受拉屈服， 箍筋限制了斜裂縫的開(kāi)展，避免了斜拉破壞。箍筋屈服后，斜裂縫 迅速向上發(fā)展，使斜裂縫上端剩余截

9、面縮小，使剪壓區(qū)的混凝土在 正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生剪壓破壞。 如果箍筋配置數(shù)量過(guò)多，箍筋應(yīng)力增長(zhǎng)緩慢，在箍筋尚未屈服 時(shí)，梁腹混凝土就因抗壓能力不足而發(fā)生斜壓破壞。在薄腹梁中， 即使剪跨比較大，也會(huì)發(fā)生斜壓破壞。 所以，對(duì)有腹筋梁來(lái)說(shuō)，只要截面尺寸合適，箍筋配置數(shù)量適 當(dāng)，使其斜截面受剪破壞成為剪壓破壞形態(tài)是可能的。 4.3 簡(jiǎn)支梁斜截面受剪機(jī)理簡(jiǎn)支梁斜截面受剪機(jī)理 4.3.1 帶拉桿的梳形拱模型 圖4-9 梳狀結(jié)構(gòu) 圖4-10 齒的受力 圖4-11 拱體的受力 帶拉桿的梳形拱模型適用于無(wú)腹筋梁。 4.3.2 拱形桁架模型 拱形桁架模型適用于有腹筋梁。 圖4-12 拱形桁架模型 4.3.

10、3 桁架模型 圖4-13 桁架模型 (a)45桁架模型；(b)變角桁架模型； (c)變角桁架模型的內(nèi)力分析 4.4 斜截面受剪承載力的計(jì)算斜截面受剪承載力的計(jì)算 1 剪跨比 隨著剪跨比的增加，梁的破壞形態(tài)按斜壓(1)、 剪壓(13)和斜拉(3)的順序演變，其受剪承載力 則逐步減弱。當(dāng)3時(shí)，剪跨比的影響將不明顯。 2 混凝土強(qiáng)度 斜截面破壞是由混凝土到達(dá)極限強(qiáng)度而發(fā)生的， 故混凝土的強(qiáng)度對(duì)梁的受剪承載力影響很大。 3 箍筋的配筋率 梁內(nèi)箍筋的配筋率是指沿梁長(zhǎng)，在箍筋的 一個(gè)間距范圍內(nèi)，箍筋各肢的全部截面面積與 混凝土水平截面面積的比值。 圖4-14 箍筋的肢數(shù) (a)單肢箍；(b)雙肢箍；(c)

11、四肢箍 圖4-15 箍筋的配筋率對(duì)梁 受剪承載力的影響 4 縱筋配筋率 縱筋的受剪產(chǎn)生了銷栓力，它能限制斜裂縫的伸展，從而使剪壓 區(qū)的高度增大。所以，縱筋的配筋率越大，梁的受剪承載力也就 提高。 5 斜截面上的骨料咬合力 斜裂縫處的骨料咬合力對(duì)無(wú)腹筋梁的斜截面受剪承載力影響較大。 6 截面尺寸和形狀 (1)截面尺寸的影響 截面尺寸對(duì)無(wú)腹筋梁的受剪承載力有較大的影響，尺寸大的 構(gòu)件，破壞時(shí)的平均剪應(yīng)力比尺寸小的構(gòu)件要低。有試驗(yàn)表明， 在其他參數(shù)(混凝土強(qiáng)度、縱筋配筋率、剪跨比)保持不變時(shí)，梁高 擴(kuò)大4倍，破壞時(shí)的平均剪應(yīng)力可下降25%30%。 對(duì)于有腹筋梁，截面尺寸的影響將減小。 (2)截面形狀

12、的影響 這主要是指T形梁，其翼緣大小對(duì)受剪承載力有影響。適當(dāng)增 加翼緣寬度，可提高受剪承載力25%，但翼緣過(guò)大，增大作用就 趨于平緩。另外，加大梁寬也可提高受剪承載力。 4.4.2 斜截面受剪承載力的計(jì)算公式 1 基本假設(shè) 國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者曾在分析各種破壞機(jī)理的基礎(chǔ)上， 對(duì)鋼筋混凝土梁的斜截面受剪承載力給出過(guò)不少類型的 計(jì)算公式，但終因問(wèn)題的復(fù)雜性而不能實(shí)際應(yīng)用。 我國(guó)規(guī)范目前采用的是半理論半經(jīng)驗(yàn)的實(shí)用計(jì)算公 式。 對(duì)于斜壓破壞斜壓破壞，通常用控制截面的最小尺 寸來(lái)防止；對(duì)于斜拉破壞斜拉破壞，則用滿足箍筋的最小 配筋率條件及構(gòu)造要求來(lái)防止；對(duì)于剪壓破壞剪壓破壞， 因其承載力變化幅度較大，必須通過(guò)

13、計(jì)算，使 構(gòu)件滿足一定的斜截面受剪承載力，從而防止剪 壓破壞。 (1) 梁發(fā)生剪壓破壞時(shí)，斜截面所承受的剪力設(shè)計(jì)值由三部分組成， 見(jiàn)圖4-16，即 圖4-16 受剪承載力的組成 sbscu VVVV (2) 梁剪壓破壞時(shí)，與斜裂縫相交的箍筋 和彎起鋼筋的拉應(yīng)力都達(dá)到其屈服強(qiáng)度， 但要考慮拉應(yīng)力可能不均勻，特別是靠近 剪壓區(qū)的箍筋有可能達(dá)不到屈服強(qiáng)度。 (3) 斜裂縫處的骨料咬合力和縱筋的銷栓力，在無(wú)腹筋梁中的作用 還較顯著，兩者承受的剪力可達(dá)總剪力的50%90%，但在有腹 筋梁中，由于箍筋的存在，雖然使骨料咬合力和銷栓力都有一定 程度的提高，但它們的抗剪作用已大都被箍筋所代替，試驗(yàn)表明， 它們

14、所承受的剪力僅占總剪力的20%左右。另外，研究表明，只 有當(dāng)縱向受拉鋼筋的配筋率大于1.5%時(shí)，骨料咬合力和銷栓力才 對(duì)無(wú)腹筋梁的受剪承載力有較明顯的影響。所以為了計(jì)算簡(jiǎn)便， 將不計(jì)入咬合力和銷栓力對(duì)受剪承載力的貢獻(xiàn)。 圖4-16 受剪承載力的組成 (4)截面尺寸的影響主要對(duì)無(wú)腹筋的受彎 構(gòu)件，故僅在不配箍筋和彎起鋼筋的厚 板計(jì)算時(shí)才予以考慮。 (5)剪跨比是影響斜截面承載力的重要因 素之一，但為了計(jì)算公式應(yīng)用簡(jiǎn)便，僅 在計(jì)算受集中荷載為主的獨(dú)立梁時(shí)才考 慮了的影響。 2 無(wú)腹筋梁混凝土剪壓區(qū)的受剪承載力試驗(yàn)結(jié)果與取值 我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的受彎構(gòu)件斜 截面受剪承載力的計(jì)算公式主要是以無(wú)

15、腹筋梁的試驗(yàn) 結(jié)果為基礎(chǔ)的。 圖4-17 無(wú)腹筋梁混凝土剪壓區(qū)受剪承載力 的試驗(yàn)結(jié)果 (a)均布荷載作用下；(b)集中荷載作用下 0 0.7 ct Vf bh 0 1.75 1 ct Vf bh 3 計(jì)算公式 (1)僅配置箍筋的矩形、T形和I形截面受彎構(gòu)件的斜截面受 剪承載力設(shè)計(jì)值 ucs VV 00 sv cscvtyv A Vf bhfh s (2)當(dāng)配置箍筋和彎起鋼筋時(shí)，矩形、T形和I形截面受彎構(gòu)件的 斜截面承載力設(shè)計(jì)值 ucssb VVV 00 0.8sin 0.8sin sbysbs sv ucstyvysbs Vf A A Vf bhfhf A s 圖4-18 彎起鋼筋承擔(dān)的剪力

16、(3)不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構(gòu)件， 其斜截面受剪承載力設(shè)計(jì)值 0 1/4 0 0.7 800 uht h Vf bh h 4對(duì)計(jì)算公式的說(shuō)明 (1)Vcs由二項(xiàng)組成，前一項(xiàng)csftbh是由混凝土剪壓區(qū)承擔(dān)的剪力， 后一項(xiàng)fyvAsvsh中大部分是由箍筋承擔(dān)的剪力，但有小部分屬于 混凝土的，因?yàn)榕渲霉拷詈?，箍筋將抑制斜裂縫的開(kāi)展，從而提 高了混凝土剪壓區(qū)的受剪承載力，但是究竟提高了多少，很難把 它從第二項(xiàng)中分離出來(lái)，并且也沒(méi)有必要。因此，應(yīng)該把Vcs理解 為混凝土剪壓區(qū)與箍筋共同承擔(dān)的剪力。 (2)與1.53.0相對(duì)應(yīng)的cs=0.70.44，這說(shuō)明當(dāng)1.5時(shí)， 均布荷載作用下的無(wú)腹筋

17、獨(dú)立梁，它的受剪承載力比其他梁的低， 愈大，降低愈多。 (3)現(xiàn)澆混凝土樓蓋和裝配整體式混凝土樓蓋中的主梁雖然主要承 受集中荷載，但不是獨(dú)立梁，所以除吊車梁和試驗(yàn)梁以外，建筑 工程中的獨(dú)立梁是很少見(jiàn)的。 (4)試驗(yàn)研究表明，箍筋對(duì)受彎構(gòu)件抗剪性能的提高優(yōu)于彎起鋼筋， 故混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，“混凝土梁宜采用箍筋作為承 受剪力的鋼筋”，同時(shí)考慮到設(shè)計(jì)與施工的方便，現(xiàn)今建筑工程 中的一般梁(除懸臂梁外)、板都已經(jīng)基本上不再采用彎起鋼筋了， 但在橋梁工程中，彎起鋼筋還是常用的。 (5)計(jì)算公式(4-11)和式(4-14)都適用于矩形、T形和I形截面，并不 說(shuō)明截面形狀對(duì)受剪承載力沒(méi)有影響，只是影響

18、不大。 對(duì)于厚腹的T形梁，其抗剪性能與矩形梁相似，但受剪承載 力略高。這是因?yàn)槭軌阂砭壥辜魤簠^(qū)混凝土的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力減 小，但翼緣的這一有效作用是有限的，且翼緣超過(guò)肋寬兩倍時(shí)， 受剪承載力基本上不再提高。 對(duì)于薄腹的T形梁，腹板中有較大的剪應(yīng)力，在剪跨區(qū)段內(nèi) 常有均勻的腹剪裂縫出現(xiàn)，當(dāng)裂縫間斜向受壓混凝土被壓碎時(shí)， 梁屬斜壓破壞，受剪承載力要比厚腹梁低，此時(shí)翼緣不能提高梁 的受剪承載力。 5 計(jì)算公式的適用范圍 由于梁的斜截面受剪承載力計(jì)算公式僅是針對(duì)剪壓破壞形態(tài)確定 的，因而具有一定的適用范圍，也即公式有其上、下限值。 (1)截面的最小尺寸(上限值)。 當(dāng)梁截面尺寸過(guò)小，而剪力較大時(shí)，梁往往

19、發(fā)生斜壓破壞，這時(shí)，即 使多配箍筋，也無(wú)濟(jì)于事。因而，為避免斜壓破壞，梁截面尺寸不宜 過(guò)小，這是主要的原因，其次也為了防止梁在使用階段斜裂縫過(guò)寬(主 要是薄腹梁)?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)矩形、T形和I形截面梁的截 面尺寸作如下的規(guī)定： 當(dāng)hwb4時(shí)(厚腹梁，也即一般梁)，應(yīng)滿足V0.25cfcbh0 當(dāng)hwb6時(shí)(薄腹梁)，應(yīng)滿足V0.2cfcbh0 當(dāng)4hwb6時(shí)，按直線內(nèi)插法取用。 (2)箍筋的最小含量(下限值)。 箍筋配置過(guò)少，一旦斜裂縫出現(xiàn)，箍筋中突然增大的拉應(yīng)力很可能達(dá) 到屈服強(qiáng)度，造成裂縫的加速開(kāi)展，甚至箍筋被拉斷，而導(dǎo)致斜拉破 壞。為了避免這類破壞，當(dāng)V0.7ftbh0時(shí)規(guī)定了梁內(nèi)

20、箍筋配筋率的下限 值，即箍筋的配筋率sv應(yīng)不小于其最小配筋率sv,min： svsv,min，sv，min=0.24ftfyv 4.4.3 斜截面受剪承載力的計(jì)算方法 1計(jì)算截面 (1)支座邊緣處的截面，即圖4-19(a)中的截面1-1。 (2)受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的斜截面，即圖4-19(a)中截面2-2。 (3)箍筋截面面積或間距改變處的斜截面，即圖4-19(a)中的截面3-3。 (4)腹板寬度改變處的斜截面 例如薄腹梁在支座附近的截面變化處， 即圖4-19(b)中的截面4-4，由于腹板 寬度變小，必然使梁的受剪承載力受到影響。 圖4-19 斜截面受剪承載力的計(jì)算截面位置 (a)1-1、2

21、-2、3-3截面位置；(b)4-4截面位置 2 計(jì)算步驟 圖4-20 受彎構(gòu)件截面受剪承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算框圖 4.5 保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施 斜截面承載力包括斜截面受剪承載 力和斜截面受彎承載力兩個(gè)方面。梁的 斜截面圖4-27受彎構(gòu)件斜截面受彎承載 力計(jì)算受彎承載力是指斜截面上的縱向 受拉鋼筋、彎起鋼筋、箍筋等在斜截面 破壞時(shí)，它們各自所提供的拉力對(duì)剪壓 區(qū)A的內(nèi)力矩之和 (MuFsz+Fsvzsv+Fsbzsb)，見(jiàn)圖4-27。 但是，通常斜截面受彎承載力是不 進(jìn)行計(jì)算的，而是用梁內(nèi)縱向鋼筋的彎 起、截?cái)?、錨固及箍筋的間距等構(gòu)造措 施來(lái)保證。 圖4-27

22、受彎構(gòu)件斜截面 受彎承載力計(jì)算 4.5.1 正截面受彎承載力圖 圖4-28 配通長(zhǎng)直筋簡(jiǎn)支梁的 正截面受彎承載力圖 任一根縱向受拉鋼筋所提供的受彎承載力Mui 可近似按該鋼筋的截面面積Asi與總的鋼筋截面面 積As的比值，乘以Mu求得，即 號(hào)鋼筋在截面1處 被充分利用；號(hào)鋼筋 在截面2處被充分利用； 號(hào)鋼筋在截面3處被充 分利用。因而，可以把 截面1、2、3分別稱為、 、號(hào)鋼筋的充分利 用截面。由圖4-28還可 知，過(guò)了截面2以后，就 不需要號(hào)鋼筋了，過(guò) 了截面3以后也不需要 號(hào)鋼筋了，所以可把截 面2、3、4分別稱為、 、號(hào)鋼筋的不需要 截面。 圖4-29 配彎起鋼筋簡(jiǎn)支梁的正截面受彎承載力

23、圖 如果將號(hào)鋼筋在臨近支座處彎起，如圖4-29所示，彎起點(diǎn)e、f必 須在截面2的外面。 可近似認(rèn)為，當(dāng)彎起鋼筋在與梁截面高度的中心線相交處時(shí)，不 再提供受彎承載力，故該處的Mu圖即為圖4-29中所示的aigefhjb。圖中 e、f點(diǎn)分別垂直對(duì)應(yīng)于彎起點(diǎn)E、F，g、h點(diǎn)分別垂直對(duì)應(yīng)于彎起鋼筋 與梁高度中心線的交點(diǎn)G、H。由于彎起鋼筋的正截面受彎內(nèi)力臂逐漸 減小，其承擔(dān)的正截面受彎承載力相應(yīng)減小，所以反映在Mu圖上eg和 fh呈斜線。 這里的g、h點(diǎn)都不能落在M圖以內(nèi)，也即縱筋彎起后的Mu圖應(yīng)能完 全包住M圖。 4.5.2 縱筋的彎起 圖4-30彎起點(diǎn)位置 1 彎起點(diǎn)的位置 斜截II-II所承擔(dān)的

24、彎矩設(shè)計(jì)值就是 斜截面末端剪壓區(qū)處正截面-所承 擔(dān)的彎矩設(shè)計(jì)值 為方便起見(jiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)規(guī)范規(guī)定彎起點(diǎn)與按計(jì)算充分 利用該鋼筋截面之間的距離，不應(yīng) 小于0.5h0 圖4-31 彎起鋼筋彎起點(diǎn)與 彎矩圖形的關(guān)系 1-在受拉區(qū)域中的彎起截面； 2-按計(jì)算不需要鋼筋“b”的截面； 3-正截面受彎承載力圖； 4-按計(jì)算充分利用鋼筋“a”或“b”強(qiáng)度 的截面； 5-按計(jì)算不需要鋼筋“a”的截面； 6-梁中心線 2 彎終點(diǎn)的位置 圖4-32 彎終點(diǎn)位置 如圖4-32所示，彎起鋼筋的彎終點(diǎn)到支座邊或到前 一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)之間的距離，都不應(yīng)大于箍筋的最 大間距，其值見(jiàn)表4-1內(nèi)V0.7ftbh0一欄的規(guī)

25、定。這一要 求是為了使每根彎起鋼筋都能與斜裂縫相交，以保證斜 截面的受剪和受彎承載力。 3 彎起鋼筋的錨固，鴨筋與浮筋 圖4-33 彎筋端部錨固 彎起鋼筋的端部，也應(yīng)留有一定的錨固長(zhǎng)度：在受拉區(qū) 不應(yīng)小于20d，在受壓區(qū)不應(yīng)小于10d，對(duì)于光面彎起鋼筋， 在末端還應(yīng)設(shè)置彎鉤，見(jiàn)圖4-33。 位于梁底或梁頂?shù)慕墙钜约傲航孛鎯蓚?cè)的鋼筋不宜彎起。 彎起鋼筋除利用縱向筋彎起外，還可單獨(dú)設(shè)置，如圖4-34(a) 所示，稱為鴨筋。由于彎筋的作用是將斜裂縫之間的混凝土 斜壓力傳遞給受壓區(qū)混凝土，以加強(qiáng)混凝土塊體之間的共同 工作，形成一拱形桁架，因而不允許設(shè)置如圖4-34(b)所示的 浮筋。 圖4-34 鴨筋

26、和浮筋 4.5.3 縱筋的錨固 圖4-35 支座鋼筋的錨固 0 7 . 0bhfV t dlas5 0 7 . 0bhfV t dlas15 dlas12 1）時(shí)， 2）時(shí)， 光圓鋼筋 帶肋鋼筋 4.5.4 縱筋的截?cái)?因?yàn)榱旱恼龔澗貓D形的范圍比較大， 受拉區(qū)幾乎覆蓋整個(gè)跨度，故梁底縱筋 不宜截?cái)?。?duì)于在支座附近的負(fù)彎矩區(qū) 段內(nèi)梁頂?shù)目v向受拉鋼筋，因?yàn)樨?fù)彎矩 區(qū)段的范圍不大，故往往采用截?cái)嗟姆?式來(lái)減少縱筋的數(shù)量，但不宜在受拉區(qū) 截?cái)?(1)從該鋼筋充分利用的截面起到截?cái)帱c(diǎn)的長(zhǎng)度，滿足“伸出長(zhǎng)度伸出長(zhǎng)度”的要求。 (2)從不需要該鋼筋的截面起到截?cái)帱c(diǎn)的長(zhǎng)度，滿足“延伸長(zhǎng)度延伸長(zhǎng)度”的要求。 圖

27、4-36 截?cái)噤摻畹恼辰Y(jié)錨固 圖4-37 負(fù)彎矩區(qū)段縱向受拉鋼筋的截?cái)?(a)V0.7ftbh0；(b)V0.7ftbh0，且截?cái)?點(diǎn)位于負(fù)彎矩受拉區(qū) 4.5.5 箍筋的設(shè)置及間距 梁內(nèi)箍筋的主要作用是： 提供斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力，抑制斜裂 縫的開(kāi)展； 連系梁的受壓區(qū)和受拉區(qū)，構(gòu)成整體； 防止縱向受壓鋼筋的壓屈； 與縱向鋼筋構(gòu)成鋼筋骨架。梁內(nèi)箍筋的直徑和設(shè)置應(yīng)符 合以下規(guī)定。 1 直徑 箍筋的最小直徑有如下規(guī)定： 當(dāng)梁高大于800mm時(shí)，直徑不宜小于8mm； 當(dāng)梁高小于或等于800mm時(shí)，直徑不宜小于6mm； 當(dāng)梁中配有計(jì)算需要的縱向受壓鋼筋時(shí)，箍筋直徑尚不應(yīng) 小于d/4(d為縱

28、向受壓鋼筋的最大直徑)。 2 箍筋的設(shè)置 對(duì)于計(jì)算不需要箍筋的梁：當(dāng)梁高大于300mm時(shí)， 仍應(yīng)沿梁全長(zhǎng)設(shè)置箍筋；當(dāng)梁高為150300mm時(shí)，可 僅在構(gòu)件端部各l/4范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，但當(dāng)在構(gòu)件中部l /2范圍內(nèi)有集中荷載時(shí)，則應(yīng)沿梁全長(zhǎng)設(shè)置箍筋；當(dāng) 梁的高度在150mm以下時(shí)，可不設(shè)置箍筋。 圖4-38 雙肢箍筋的形式 (a)封閉式；(b)開(kāi)口式 4.6 梁、板內(nèi)鋼筋的其他構(gòu)造要求梁、板內(nèi)鋼筋的其他構(gòu)造要求 4.6.1 縱向受力鋼筋 1錨固 (1)簡(jiǎn)支板和連續(xù)板中，下部縱向受力鋼筋在支座上的錨固長(zhǎng)度las 不應(yīng)小于5d。當(dāng)連續(xù)板內(nèi)溫度、收縮應(yīng)力較大時(shí)，伸入支座的錨 固長(zhǎng)度宜適當(dāng)增加。 (2)連續(xù)梁的中間支座，通常上部受拉、下部受壓。上部的縱向受 拉鋼筋應(yīng)貫穿支座。下部的縱向鋼筋在斜裂縫出現(xiàn)和粘結(jié)裂縫發(fā) 生時(shí)，也有可能承受拉力，所以也應(yīng)保證有一定的錨固長(zhǎng)度，按 以下的情況分別處理： 1)設(shè)計(jì)中不利用支座下部縱向鋼筋強(qiáng)度時(shí)，其伸入的錨固長(zhǎng)度可按 簡(jiǎn)支支座中當(dāng)V0.7ftbh0時(shí)的規(guī)定取用； 2)設(shè)計(jì)中充分利用支座下部縱向鋼筋的受拉強(qiáng)度時(shí)，其伸入的錨固 長(zhǎng)度不應(yīng)小于錨固長(zhǎng)度la； 3)設(shè)計(jì)中充分利用支座下部縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度時(shí)，其伸入的錨固 長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.7la。這是考慮在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，壓力主要靠混凝土傳 遞，鋼筋作用較小，對(duì)錨固長(zhǎng)度要求不