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1、主講:明承林主講:明承林 副教授副教授/一注結(jié)一注結(jié)tel: 84616812 88117238e-mail: 混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理基本原理 basic principles of concrete structure 5 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算strength of reinforced concrete members in shear成都大學(xué)成都大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章第第 5 5 章章 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力斜截
2、面承載力第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章本章重點本章重點 了解斜截面破壞的主要形態(tài)及了解斜截面破壞的主要形態(tài)及影響因素;影響因素; 了解材料抵抗彎矩圖的畫法;了解材料抵抗彎矩圖的畫法; 初步掌握彎構(gòu)件構(gòu)造要求。初步掌握彎構(gòu)件構(gòu)造要求。 掌握建筑工程受彎構(gòu)件斜截面承載力的計掌握建筑工程受彎構(gòu)件斜截面承載力的計 算方法及防止斜壓和斜拉破壞的措施算方法及防止斜壓和斜拉破壞的措施;第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章5.1概概 述述5.1.1 設(shè)計的必要性設(shè)計的必要性 對
3、于一般受彎構(gòu)件,除進行正截面抗彎承對于一般受彎構(gòu)件,除進行正截面抗彎承載力設(shè)計外,還要進行斜截面抗剪承載力設(shè)計。載力設(shè)計外,還要進行斜截面抗剪承載力設(shè)計。這是因為這是因為: : 受彎構(gòu)件在彎矩和剪力的共同作用下受彎構(gòu)件在彎矩和剪力的共同作用下, ,如如果其的抗彎能力得到保證果其的抗彎能力得到保證, ,還可能由于斜裂縫還可能由于斜裂縫截面的抗剪承載力不足而發(fā)生剪切破壞。而剪截面的抗剪承載力不足而發(fā)生剪切破壞。而剪切破壞往往具有脆性性質(zhì),在實際工程中應(yīng)當(dāng)切破壞往往具有脆性性質(zhì),在實際工程中應(yīng)當(dāng)避免。避免。第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下
4、一章章5.1.2 5.1.2 抗剪鋼筋抗剪鋼筋 腹筋腹筋 1. 1.箍筋箍筋 (1)(1)位置位置: :垂直于梁的縱向軸線每間隔一垂直于梁的縱向軸線每間隔一定距離而設(shè)置。定距離而設(shè)置。 (2)(2)作用作用 a.a.提供一定的抗剪承載力。提供一定的抗剪承載力。 b.b.與梁的縱向鋼筋和架立鋼筋綁扎或焊與梁的縱向鋼筋和架立鋼筋綁扎或焊接在一起形成梁的鋼筋骨架。接在一起形成梁的鋼筋骨架。第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章5.1.2 5.1.2 抗剪鋼筋抗剪鋼筋 腹筋腹筋 2.2.彎起鋼筋彎起鋼筋: : 斜筋斜筋 (1) (1)位置位
5、置: :由梁的縱向受拉鋼筋在梁的支座由梁的縱向受拉鋼筋在梁的支座附近按照一定的角度彎折至梁的上部。附近按照一定的角度彎折至梁的上部。 (2)(2)作用作用 a.a.協(xié)助箍筋承受較大的剪力。協(xié)助箍筋承受較大的剪力。 b.b.借助其一定的延伸長度抵抗梁的負彎借助其一定的延伸長度抵抗梁的負彎矩。矩。第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章5.1.3 5.1.3 分類分類 受彎構(gòu)件根據(jù)是否配置腹筋分為受彎構(gòu)件根據(jù)是否配置腹筋分為: : 1. 1.有腹筋梁有腹筋梁 (1)(1)概念概念: : 同時配有縱向鋼筋和箍筋與彎起鋼筋的梁。同時配有縱向鋼
6、筋和箍筋與彎起鋼筋的梁。 (2)(2)應(yīng)用應(yīng)用 往往應(yīng)用于跨度較大、承受荷載較大的梁。往往應(yīng)用于跨度較大、承受荷載較大的梁。 2.2.無腹筋梁無腹筋梁 (1)(1)概念概念: : 僅配有縱向鋼筋的梁。僅配有縱向鋼筋的梁。 (2)(2)應(yīng)用應(yīng)用 跨度較小、承受荷載較小的梁。跨度較小、承受荷載較小的梁。 工程中除高度很小的梁外,一般均應(yīng)設(shè)計成有腹工程中除高度很小的梁外,一般均應(yīng)設(shè)計成有腹筋梁。筋梁。第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章5.1.4 5.1.4 設(shè)計應(yīng)解決的問題設(shè)計應(yīng)解決的問題 1.1.確定合理的截面尺寸。確定合理的截面尺
7、寸。 2.2.確定需配置腹筋的數(shù)量。確定需配置腹筋的數(shù)量。 3.3.滿足有關(guān)構(gòu)造措施要求。滿足有關(guān)構(gòu)造措施要求。第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章5.2試驗研究試驗研究5.2.1 斜截面破壞機理斜截面破壞機理 純彎段純彎段剪彎段剪彎段剪彎段剪彎段 在主要承在主要承受彎矩的區(qū)段受彎矩的區(qū)段內(nèi),產(chǎn)生內(nèi),產(chǎn)生正截正截面受彎破壞面受彎破壞; 而在剪力而在剪力和彎矩共同作和彎矩共同作用的支座附近用的支座附近區(qū)段內(nèi),則會區(qū)段內(nèi),則會產(chǎn)生產(chǎn)生斜截面受斜截面受剪破壞剪破壞或或斜截斜截面受彎破壞面受彎破壞。第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基
8、本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章2tp2cp24 12arctan()2 1.1.斜裂縫的形成斜裂縫的形成 formation of diagonal cracks 斜裂縫斜裂縫是因梁中彎矩和剪力產(chǎn)生的主拉應(yīng)變超過是因梁中彎矩和剪力產(chǎn)生的主拉應(yīng)變超過混凝土的混凝土的極限拉應(yīng)變極限拉應(yīng)變而出現(xiàn)的。斜裂縫主要有兩類:而出現(xiàn)的。斜裂縫主要有兩類:腹剪斜裂縫腹剪斜裂縫和和彎剪斜裂縫彎剪斜裂縫。 在中和軸附近,正應(yīng)力小,在中和軸附近,正應(yīng)力小,剪應(yīng)力大,主拉應(yīng)力方向大致為剪應(yīng)力大,主拉應(yīng)力方向大致為45。當(dāng)荷載增大,拉應(yīng)變達到。當(dāng)荷載增大,拉應(yīng)變達到混凝土的極限拉應(yīng)變值時,混
9、凝混凝土的極限拉應(yīng)變值時,混凝土開裂,沿主壓應(yīng)力跡線產(chǎn)生腹土開裂,沿主壓應(yīng)力跡線產(chǎn)生腹部的斜裂縫,稱為部的斜裂縫,稱為腹剪斜裂縫腹剪斜裂縫。 腹剪斜裂縫中間寬兩頭細,呈棗核形,常見于薄腹腹剪斜裂縫中間寬兩頭細,呈棗核形,常見于薄腹梁中,如圖所示。梁中,如圖所示。腹剪斜裂縫腹剪斜裂縫 在剪彎區(qū)段截面的下邊緣,主拉應(yīng)力還是水平向在剪彎區(qū)段截面的下邊緣,主拉應(yīng)力還是水平向的。所以,在這些區(qū)段仍可能首先出一些較短的垂直的。所以,在這些區(qū)段仍可能首先出一些較短的垂直裂縫,然后延伸成斜裂縫,向集中荷載作用點發(fā)展,裂縫,然后延伸成斜裂縫,向集中荷載作用點發(fā)展,這種由垂直裂縫引伸而成的斜裂縫的總體,稱為這種由
10、垂直裂縫引伸而成的斜裂縫的總體,稱為彎剪彎剪斜裂縫斜裂縫,這種裂縫上細下寬,是最常見的,如下圖所,這種裂縫上細下寬,是最常見的,如下圖所示。示。彎剪斜裂縫彎剪斜裂縫2. 2. 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能2. 2. 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能(1 1)斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)的變化)斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)的變化vcvavda.a.斜裂縫出現(xiàn)后,受剪面積的斜裂縫出現(xiàn)后,受剪面積的減小使受壓區(qū)混凝土剪力增大減小使受壓區(qū)混凝土剪力增大( (剪壓區(qū)剪壓區(qū)) )第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算2. 2. 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能2.
11、 2. 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能(1 1)斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)的變化)斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)的變化vcvavd第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算b.b.斜裂縫出現(xiàn)前,支座附近斜裂縫出現(xiàn)前,支座附近截面截面a-a的鋼筋應(yīng)力的鋼筋應(yīng)力 s與與ma成成正比;正比;mamb6.2 無腹筋梁的受剪性能2.2.無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能(1 1)斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)的變化)斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)的變化第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算斜裂縫出現(xiàn)后,斜裂縫出現(xiàn)后,截面截面a-a 的鋼筋的鋼筋應(yīng)力應(yīng)力
12、 s取決于取決于臨界斜裂縫頂點截面臨界斜裂縫頂點截面b-bb-b處的處的mb,即與即與mb成正比成正比。 因此,斜裂縫出現(xiàn)使因此,斜裂縫出現(xiàn)使支座附近的支座附近的 s與跨中截面的與跨中截面的 s相近,相近,這對縱筋這對縱筋的錨固提出更高的要求。的錨固提出更高的要求。 同時,銷栓作同時,銷栓作用用vd使縱筋周圍的使縱筋周圍的混凝土產(chǎn)生混凝土產(chǎn)生撕裂裂縫撕裂裂縫,削弱混凝土,削弱混凝土對縱筋的錨固作用。對縱筋的錨固作用。vd,tatbtbmamb梁由原來的梁由原來的梁傳力機制梁傳力機制變成變成拉桿拱傳力機制拉桿拱傳力機制(2)(2)荷載傳遞機構(gòu)荷載傳遞機構(gòu) load transfer mechan
13、ism dxdmv )(ztdxddxdztdxdtzctc+dct+dtctctzz+dz梁機構(gòu)梁機構(gòu)拱機構(gòu)拱機構(gòu)2 2 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算(3 3)無腹筋梁的剪切破壞形態(tài))無腹筋梁的剪切破壞形態(tài) shear failure mode0bhv00havhm對集中荷載簡支梁對集中荷載簡支梁剪跨比剪跨比shear span ratio2 2 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算h0a0vhm20bhma.a.斜拉破壞斜拉破壞 ( 3)
14、剪跨比剪跨比 較大,較大,主壓應(yīng)力角度較主壓應(yīng)力角度較小,拱作用較小小,拱作用較小。 剪力主要依靠拉應(yīng)力剪力主要依靠拉應(yīng)力(梁作用)(梁作用)傳遞到支座,傳遞到支座, 一旦出現(xiàn)斜裂縫,就很快形成一旦出現(xiàn)斜裂縫,就很快形成臨臨界斜裂縫界斜裂縫,荷載傳遞路線被切斷,荷載傳遞路線被切斷,承載力急劇下降,脆性性質(zhì)顯,承載力急劇下降,脆性性質(zhì)顯著。著。 破壞是由于混凝土(斜向)拉壞破壞是由于混凝土(斜向)拉壞引起的,稱為引起的,稱為斜拉破壞斜拉破壞。 斜拉傳力機構(gòu),取決于混凝土的斜拉傳力機構(gòu),取決于混凝土的抗拉強度??估瓘姸?。2 2 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪
15、承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算p f斜拉破壞斜拉破壞 diagonal tension failure無腹筋斜拉破壞試驗錄像無腹筋斜拉破壞試驗錄像最后,拱頂處混凝土在剪應(yīng)力和最后,拱頂處混凝土在剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的共同作用下,達到混凝土壓應(yīng)力的共同作用下,達到混凝土的復(fù)合受力下的強度而破壞。的復(fù)合受力下的強度而破壞。 部分拱作用部分拱作用,部分斜拉傳遞部分斜拉傳遞,取,取決于混凝土的復(fù)合應(yīng)力下決于混凝土的復(fù)合應(yīng)力下(剪壓)(剪壓)的強度。的強度。2 2 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算p f剪跨比較小,剪跨比較小,
16、有一定拱作用有一定拱作用 斜裂縫出現(xiàn)后,部分荷載通斜裂縫出現(xiàn)后,部分荷載通過拱作用傳遞到支座,承載力過拱作用傳遞到支座,承載力沒有很快喪失,荷載可以繼續(xù)沒有很快喪失,荷載可以繼續(xù)增加,并出現(xiàn)其它斜裂縫。增加,并出現(xiàn)其它斜裂縫。剪壓破壞剪壓破壞 shear compression failureb.剪壓破壞剪壓破壞(1 3)無腹筋剪壓破壞試驗錄像無腹筋剪壓破壞試驗錄像( 1)2 2 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算剪跨比很小,剪跨比很小,拱作用很大拱作用很大。荷載主要通過拱作用傳遞到支座。荷載主要通過拱作用傳遞到支座。
17、主壓應(yīng)力的方向沿支座與荷主壓應(yīng)力的方向沿支座與荷載作用點的連線。載作用點的連線。 最后拱上混凝土在斜向壓應(yīng)最后拱上混凝土在斜向壓應(yīng)力的作用下受壓破壞。力的作用下受壓破壞。 斜壓傳力機構(gòu),取決于混凝斜壓傳力機構(gòu),取決于混凝土的抗壓強度。土的抗壓強度。p f斜壓破壞斜壓破壞 diagonal compression failurec.斜壓破壞斜壓破壞無腹筋斜壓破壞試驗錄像無腹筋斜壓破壞試驗錄像無腹筋梁無腹筋梁的受剪破壞都是脆的受剪破壞都是脆性的性的 斜拉破壞為受拉脆性破壞,斜拉破壞為受拉脆性破壞,脆性性質(zhì)最顯著;脆性性質(zhì)最顯著; 斜壓破壞為受壓脆性破壞;斜壓破壞為受壓脆性破壞; 剪壓破壞界于受拉和
18、受壓剪壓破壞界于受拉和受壓脆性破壞之間。脆性破壞之間。 不同破壞形態(tài)的原因主要是不同破壞形態(tài)的原因主要是由于傳力路徑的變化引起應(yīng)由于傳力路徑的變化引起應(yīng)力狀態(tài)的不同而產(chǎn)生的。力狀態(tài)的不同而產(chǎn)生的。2 2 無腹筋梁的受剪性能無腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算p f斜壓破壞剪壓破壞斜拉破壞3.3.有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能 梁中配置箍筋,出現(xiàn)斜裂縫梁中配置箍筋,出現(xiàn)斜裂縫后,梁的剪力傳遞機構(gòu)由原來后,梁的剪力傳遞機構(gòu)由原來無腹筋梁的無腹筋梁的拉桿拱傳遞機構(gòu)拉桿拱傳遞機構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樽優(yōu)殍旒芘c拱的復(fù)合傳遞機構(gòu)桁架與拱的復(fù)合傳遞機構(gòu)斜裂縫間
19、齒狀體混凝土有如斜裂縫間齒狀體混凝土有如斜壓腹桿斜壓腹桿 箍筋的作用有如豎向拉桿箍筋的作用有如豎向拉桿 臨界斜裂縫上部及受壓區(qū)臨界斜裂縫上部及受壓區(qū)混混凝土相當(dāng)于受壓弦桿凝土相當(dāng)于受壓弦桿 縱筋相當(dāng)于下弦拉桿縱筋相當(dāng)于下弦拉桿箍筋將齒狀體混凝土傳來的箍筋將齒狀體混凝土傳來的荷載懸吊到受壓弦桿,增加了混荷載懸吊到受壓弦桿,增加了混凝土傳遞受壓的作用凝土傳遞受壓的作用 斜裂縫間的骨料咬合作用,還斜裂縫間的骨料咬合作用,還將一部分荷載傳遞到支座(拱作將一部分荷載傳遞到支座(拱作用)用)3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算
20、(1)箍筋的作用)箍筋的作用 斜裂縫出現(xiàn)后,拉應(yīng)力由箍筋承擔(dān),斜裂縫出現(xiàn)后,拉應(yīng)力由箍筋承擔(dān),增強了梁的剪力傳遞能增強了梁的剪力傳遞能力力; 箍筋控制了斜裂縫的開展,增加了剪壓區(qū)的面積,箍筋控制了斜裂縫的開展,增加了剪壓區(qū)的面積,使使vc增加,增加,骨料咬合力骨料咬合力va也增加;也增加; 吊住縱筋,延緩了撕裂裂縫的開展,吊住縱筋,延緩了撕裂裂縫的開展,增強了縱筋銷栓作用增強了縱筋銷栓作用vd; 箍筋參與斜截面的受彎,箍筋參與斜截面的受彎,使斜裂縫出現(xiàn)后縱筋應(yīng)力使斜裂縫出現(xiàn)后縱筋應(yīng)力 s 的增量的增量減??;減?。?配置箍筋對斜裂縫開裂荷載沒有影響,也不能提高斜壓破壞配置箍筋對斜裂縫開裂荷載沒有
21、影響,也不能提高斜壓破壞的承載力,的承載力,即對小剪跨比情況,箍筋的上述作用很?。粚Υ蠹磳π〖艨绫惹闆r,箍筋的上述作用很??;對大剪跨比情況,箍筋配置如果超過某一限值,則產(chǎn)生斜壓桿壓剪跨比情況,箍筋配置如果超過某一限值,則產(chǎn)生斜壓桿壓壞,繼續(xù)增加箍筋沒有作用。壞,繼續(xù)增加箍筋沒有作用。3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算(2 2)破壞形態(tài))破壞形態(tài)影響有腹筋梁破壞形態(tài)的主要因素有影響有腹筋梁破壞形態(tài)的主要因素有剪跨比剪跨比 bsnabsasvsvsv1 剪跨比 配箍率11 3無腹筋sv很小sv適量sv很大 剪跨比 配
22、箍率11 3無腹筋斜壓破壞剪壓破壞斜拉破壞sv很小斜壓破壞剪壓破壞斜拉破壞sv適量斜壓破壞剪壓破壞剪壓破壞sv很大斜壓破壞斜壓破壞斜壓破壞3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算和和配箍率配箍率 sv箍筋適量梁受剪破壞試驗錄像箍筋適量梁受剪破壞試驗錄像箍筋較少梁受剪破壞試驗錄像箍筋較少梁受剪破壞試驗錄像箍筋較多梁受剪破壞試驗錄像箍筋較多梁受剪破壞試驗錄像(3 3)按)按桁架桁架模型推導(dǎo)的受剪承載力公式模型推導(dǎo)的受剪承載力公式vuvuyvsvfa z zcotvucotzbfyvsv3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受
23、剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算yvsvufavcotzsfayvsv(3 3)按)按桁架桁架模型推導(dǎo)的受剪承載力公式模型推導(dǎo)的受剪承載力公式vuvucotzbfyvsv22cot11sin3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算yvsvufavcotzsfayvsvsincos zbfczbfzbfyvsvc2sincotzbffayvsvyvsvyvsvfa z zcot zcos fc(3 3)按)按桁架桁架模型推導(dǎo)的受剪承載力公式模型推導(dǎo)的受剪承載力公式vuvuco
24、tzbfyvsv3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算yvsvufavcotzsfayvsvsincos zbfczbfzbfyvsvc2sincotzbffayvsvyvsvyvsvfa z zcot zcos fc1cotyvsvcff*上式表明,箍筋用量越少,上式表明,箍筋用量越少,cot 越大,也即斜壓桿角度越小越大,也即斜壓桿角度越小 *當(dāng)為最小配箍率時,得到當(dāng)為最小配箍率時,得到cot 的上限的上限 *該上限還與剪跨比有關(guān),剪跨比越大,該上限還與剪跨比有關(guān),剪跨比越大,cot 的上限也越大的上限也越大 *
25、取斜拉破壞時的斜裂縫角度作為取斜拉破壞時的斜裂縫角度作為cot 的上限,的上限,試驗結(jié)果試驗結(jié)果cot = =3 左右左右。因此,當(dāng)因此,當(dāng)cot 大于大于3時,應(yīng)取等于時,應(yīng)取等于3,即有,即有,1cotyvsvcffcotzbfvyvsvuzbfffzbfvyvsvyvsvcyvsvu3 1 min3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算00.10.20.30.40.50.60.70.80.911.10.10.20.30.40.50.60.70.8bzfvcucyvsvffabzbfffzbfvyvsvyvsvcy
26、vsvu3 1 min配箍率超過配箍率超過b點后,則在箍筋屈服點后,則在箍筋屈服前,斜壓桿混凝土已壓壞,因此前,斜壓桿混凝土已壓壞,因此b點為受剪承載力承載力的上限。點為受剪承載力承載力的上限。3 3 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章小結(jié)小結(jié): 斜截面的主要破壞型態(tài)斜截面的主要破壞型態(tài) 1. 斜壓破壞斜壓破壞 產(chǎn)生條件 3且且腹筋量少腹筋量少。 破壞特點受拉邊緣一旦出現(xiàn)斜裂縫便受拉邊緣一旦出現(xiàn)斜裂縫便急速發(fā)展,構(gòu)件很快破
27、壞。急速發(fā)展,構(gòu)件很快破壞。 設(shè)計中設(shè)計中斜壓破壞斜壓破壞和和斜拉破壞斜拉破壞主要靠主要靠構(gòu)造要求構(gòu)造要求來避來避免,而免,而剪壓破壞剪壓破壞則通過則通過配箍計算配箍計算來防止。來防止。 如圖為三種破壞形態(tài)的如圖為三種破壞形態(tài)的荷載荷載-撓度(撓度(f-f)曲線圖,)曲線圖,從圖中曲線可見,各種破壞從圖中曲線可見,各種破壞形態(tài)的斜截面承載力各不相形態(tài)的斜截面承載力各不相同,斜壓破壞時最大,其次同,斜壓破壞時最大,其次為剪壓,斜拉最小。它們在為剪壓,斜拉最小。它們在達到峰值荷載時,跨中撓度達到峰值荷載時,跨中撓度都不大,破壞后荷載都會迅都不大,破壞后荷載都會迅速下降,表明它們都屬脆性速下降,表明
28、它們都屬脆性破壞類型,而其中尤以斜拉破壞類型,而其中尤以斜拉破壞為甚。破壞為甚。ff0剪壓破壞斜拉破壞斜壓破壞 第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章防止斜截面破壞的承載力條件防止斜截面破壞的承載力條件 斜截面上有剪力,也有彎矩。為了防止斜截面斜截面上有剪力,也有彎矩。為了防止斜截面 破壞,要求:破壞,要求: vv vu mmu我國規(guī)范規(guī)定: 上式通過上式通過計算計算滿足滿足; 下式用下式用構(gòu)造措施構(gòu)造措施保證。保證。 第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章5.3 影響斜
29、截面承載力的主要因素影響斜截面承載力的主要因素 5.3.1. 剪跨比剪跨比 定義:定義: 0vhm當(dāng)為右圖所示的當(dāng)為右圖所示的對稱荷載時:對稱荷載時: laapppp0000haphpavhpavhm 試驗表明,試驗表明,剪跨剪跨比越大,比越大,有腹筋梁有腹筋梁的抗剪承載力越的抗剪承載力越低,如圖所示。對低,如圖所示。對無腹筋梁無腹筋梁來說,剪跨比越大,抗剪來說,剪跨比越大,抗剪承載力也越低,但當(dāng)承載力也越低,但當(dāng)3 ,剪剪跨比的影響不再明顯??绫鹊挠绊懖辉倜黠@。不同的剪跨比不同的剪跨比 的試驗情況:的試驗情況: 影響影響荷載傳遞機構(gòu)荷載傳遞機構(gòu),從,從而直接影響到梁中的應(yīng)力狀而直接影響到梁中
30、的應(yīng)力狀態(tài)態(tài) 剪跨比剪跨比 大,荷載主要大,荷載主要依靠拉應(yīng)力傳遞到支座依靠拉應(yīng)力傳遞到支座 剪跨比剪跨比 小,荷載主要小,荷載主要依靠壓應(yīng)力傳遞到支座依靠壓應(yīng)力傳遞到支座剪跨比0bhfvtc(a) 集中荷載0bhfvtc剪跨比=l0/(4h)0.7(b) 均布荷載0bhfvtc剪跨比=l0/(4h)0.7間接加載間接加載,由于荷載傳遞方式的改變,即荷載通過橫,由于荷載傳遞方式的改變,即荷載通過橫梁上部拉應(yīng)力向支座傳遞,這樣即使在梁上部拉應(yīng)力向支座傳遞,這樣即使在名義剪跨比名義剪跨比較較小時,也會產(chǎn)生斜拉破壞。小時,也會產(chǎn)生斜拉破壞。5.3.25.3.2混凝土強度混凝土強度 斜截面破壞是因斜截
31、面破壞是因混凝土到達極限強度混凝土到達極限強度而發(fā)生的,而發(fā)生的,故斜截面受剪承載力隨混凝土的強度等級的提高而提故斜截面受剪承載力隨混凝土的強度等級的提高而提高。梁斜壓破壞時,受剪承載力取決于混凝土的抗壓高。梁斜壓破壞時,受剪承載力取決于混凝土的抗壓強度。梁為斜拉破壞時,受剪承載力取決于混凝土的強度。梁為斜拉破壞時,受剪承載力取決于混凝土的抗拉強度,而抗拉強度的增加較抗壓強度來得緩慢,抗拉強度,而抗拉強度的增加較抗壓強度來得緩慢,故混凝土強度的影響就略小。剪壓破壞時,混凝土強故混凝土強度的影響就略小。剪壓破壞時,混凝土強度的影響則居于上述兩者之間。度的影響則居于上述兩者之間。vc/bh0(mp
32、a) fcu(mpa)5.3.3 5.3.3 配配箍箍率和箍筋強度率和箍筋強度 有腹筋梁出現(xiàn)斜裂縫后,箍筋不僅直接承受相當(dāng)部有腹筋梁出現(xiàn)斜裂縫后,箍筋不僅直接承受相當(dāng)部分的剪力,而且有效地抑制斜裂縫的開展和延伸,對提分的剪力,而且有效地抑制斜裂縫的開展和延伸,對提高剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力和縱向鋼筋的銷栓作用有著高剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力和縱向鋼筋的銷栓作用有著積極的影響。試驗表明,在配箍最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),梁的積極的影響。試驗表明,在配箍最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),梁的受剪承載力隨配箍量的增多、箍筋強度的提高而有較大受剪承載力隨配箍量的增多、箍筋強度的提高而有較大幅度的增長。幅度的增長。 配箍量一般用配箍率(又
33、稱箍筋配筋率)配箍量一般用配箍率(又稱箍筋配筋率)sv表示,表示,即即 bsanbsasvsvsv1 如圖表示配箍率與箍如圖表示配箍率與箍筋強度筋強度fyv的乘積對梁受剪的乘積對梁受剪承載力的影響。當(dāng)其它條承載力的影響。當(dāng)其它條件相同時,兩者大體成線件相同時,兩者大體成線性關(guān)系。如前所述,剪切性關(guān)系。如前所述,剪切破壞屬脆性破壞。為了提破壞屬脆性破壞。為了提高斜截面的延性,高斜截面的延性,不宜采不宜采用高強度鋼筋作箍筋。用高強度鋼筋作箍筋。5.3.4 5.3.4 縱向鋼筋配筋率縱向鋼筋配筋率 試驗表明,梁的受剪承載力隨縱向鋼筋配筋率試驗表明,梁的受剪承載力隨縱向鋼筋配筋率的的提高而增大提高而增
34、大 。這主要是縱向受拉鋼筋約束了斜裂縫長。這主要是縱向受拉鋼筋約束了斜裂縫長度的延伸,從而增大了剪壓區(qū)面積的作用。度的延伸,從而增大了剪壓區(qū)面積的作用。 5.5.截面尺寸和截面形狀截面尺寸和截面形狀 (1 1)截面尺寸的影響)截面尺寸的影響 截面尺寸對截面尺寸對無腹筋梁無腹筋梁的受剪承載力有影響,尺寸的受剪承載力有影響,尺寸大的構(gòu)件,破壞時的平均剪應(yīng)力(大的構(gòu)件,破壞時的平均剪應(yīng)力(=v/bh0),比尺),比尺寸小的構(gòu)件要降低。有試驗表明,在其他參數(shù)(混凝寸小的構(gòu)件要降低。有試驗表明,在其他參數(shù)(混凝土強度、縱筋配筋率、剪跨比)保持不變時,梁高擴土強度、縱筋配筋率、剪跨比)保持不變時,梁高擴大
35、大4倍,受剪承載力可下降倍,受剪承載力可下降25%30%。 對于有對于有腹筋梁腹筋梁,截面尺寸的影響將減小。,截面尺寸的影響將減小。 (2 2)截面形狀的影響)截面形狀的影響 這主要是指這主要是指t形截面梁形截面梁,其翼緣大小對受,其翼緣大小對受剪承載力有一定影響。適當(dāng)增加翼緣寬度,剪承載力有一定影響。適當(dāng)增加翼緣寬度,可可提高提高受剪承載力受剪承載力25%,但翼緣過大,增大,但翼緣過大,增大作用就趨于平緩。另外,梁寬增厚也可提高作用就趨于平緩。另外,梁寬增厚也可提高受剪承載力。受剪承載力。5.4 5.4 斜截面受剪承載力的計算公式斜截面受剪承載力的計算公式5.4.15.4.1基本假定基本假定
36、 1.假定梁的斜截面受剪承載力假定梁的斜截面受剪承載力vu由斜裂縫上剪壓區(qū)混由斜裂縫上剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力凝土的抗剪能力vc,與斜裂縫相交的箍筋的抗剪能力,與斜裂縫相交的箍筋的抗剪能力vsv和和與斜裂縫相交的彎起鋼筋的抗剪能力與斜裂縫相交的彎起鋼筋的抗剪能力vsb三部分所組成(圖三部分所組成(圖5-12)。由平衡條件)。由平衡條件y=0可得:可得: vu= vc +vsv+vsb vuvcvsvsb受剪承載力的組成受剪承載力的組成如令如令vcs為箍筋和混凝土為箍筋和混凝土共同承受的剪力,即共同承受的剪力,即 vcs=vc+vsv 則則 vu=vcs+vsb 2梁剪壓破壞時,與斜裂縫相交的梁剪
37、壓破壞時,與斜裂縫相交的箍筋和彎起箍筋和彎起鋼筋鋼筋的拉應(yīng)力都達到其屈服強度,但要考慮拉應(yīng)力可的拉應(yīng)力都達到其屈服強度,但要考慮拉應(yīng)力可能不均勻,特別是靠近剪壓區(qū)的箍筋有可能達不到屈能不均勻,特別是靠近剪壓區(qū)的箍筋有可能達不到屈服強度。服強度。 3斜裂縫處的斜裂縫處的骨料咬合力和縱筋的銷栓力骨料咬合力和縱筋的銷栓力,在,在無腹筋梁中的作用還較顯著,兩者承受的剪力可達總無腹筋梁中的作用還較顯著,兩者承受的剪力可達總剪力的剪力的50%90%,但試驗表明在有腹筋梁中,它們,但試驗表明在有腹筋梁中,它們所承受的剪力僅占總剪力的所承受的剪力僅占總剪力的20%左右。左右。 4截面尺寸截面尺寸的影響主要對無
38、腹筋的受彎構(gòu)件,的影響主要對無腹筋的受彎構(gòu)件,故僅在不配箍筋和彎起鋼筋的厚板計算時才予以考慮。故僅在不配箍筋和彎起鋼筋的厚板計算時才予以考慮。 5剪跨比剪跨比是影響斜截面承載力的重要因素之一,是影響斜截面承載力的重要因素之一,但為了計算公式應(yīng)用簡便,僅在計算受集中荷載為主但為了計算公式應(yīng)用簡便,僅在計算受集中荷載為主的梁時才考慮了的梁時才考慮了的影響。的影響。5.4.2 5.4.2 斜截面受剪承載力的計算公式斜截面受剪承載力的計算公式 1均布荷載均布荷載作用下作用下矩形、矩形、t形和形和i形截面形截面的一般受彎的一般受彎構(gòu)件,當(dāng)僅配箍筋時,斜截面受剪承載力的計算公式構(gòu)件,當(dāng)僅配箍筋時,斜截面受
39、剪承載力的計算公式 2對對集中荷載集中荷載( (包括作用包括作用有多種荷載且集中荷載對支座截有多種荷載且集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣截面所產(chǎn)的剪力值占總剪力值的面或節(jié)點邊緣截面所產(chǎn)的剪力值占總剪力值的75%75%以上以上的情況的情況) )作作用下的用下的矩形、矩形、t形和形和i形截面形截面獨立梁獨立梁當(dāng)僅配箍筋時,斜截當(dāng)僅配箍筋時,斜截面受剪承載力的計算公式面受剪承載力的計算公式 0svyv0tcsu25. 17 . 0hsafbhfvvv0svyv0tcsu175. 1hsafbhfvvv計算截面的剪跨比,可取計算截面的剪跨比,可取=a/h0, a為集中荷為集中荷 載作用點至支座或節(jié)點的距離
40、;當(dāng)載作用點至支座或節(jié)點的距離;當(dāng)3時,取時,取=3。 3矩形、矩形、t t形和形和i i形截面形截面的受彎構(gòu)件,當(dāng)?shù)氖軓潣?gòu)件,當(dāng)配有箍配有箍筋和彎起鋼筋時,筋和彎起鋼筋時,其斜截面承載力設(shè)計表達式為:其斜截面承載力設(shè)計表達式為: suafvvvsin8 . 0sbycs(2)集中荷載下的獨立梁集中荷載下的獨立梁 (1)一般受彎構(gòu)件一般受彎構(gòu)件ssvyvtuafhsafbhfvvsin8 . 025. 17 . 0sby00ssvyvtuafhsafbhfvvsin8 . 0175. 1sby00 4不配置箍筋和彎起鋼筋的一般不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類板類受彎構(gòu)受彎構(gòu)件件,其斜截面的受剪承
41、載力應(yīng)按下列公式計算,其斜截面的受剪承載力應(yīng)按下列公式計算 0th7 . 0bhfvvu410)800(hh 截面高度影響系數(shù),當(dāng)h0小于800mm時,取h0等于800mm;當(dāng)h0大于2000mm時,取h0等于2000mm。h0tu175. 1bhfvvh 5 5對對集中荷載集中荷載作用下的不配置箍筋和彎起作用下的不配置箍筋和彎起鋼筋鋼筋獨立梁獨立梁,斜截面受剪承載力的計算公式,斜截面受剪承載力的計算公式 0.702.500bhfvtusvfyv/ft5.4 5.4 受剪承載力計算公式受剪承載力計算公式第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算矩形、矩形、t t形
42、和工形截面的一般受彎構(gòu)件形和工形截面的一般受彎構(gòu)件0bhfvtu=3.0=1.5svfyv/ft5.4 5.4 受剪承載力計算公式受剪承載力計算公式第第5 5章章 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算集中荷載作用下的獨立梁集中荷載作用下的獨立梁第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章5.4.3 基本公式的適用范圍基本公式的適用范圍 適宜于剪壓破壞。適宜于剪壓破壞。 v 上限條件上限條件:為了防止為了防止斜壓破壞斜壓破壞,矩形、矩形、t t形和形和i i形截面形截面的一般受彎構(gòu)件要求:的一般受彎構(gòu)件要求: 當(dāng)當(dāng) 時時
43、 /4hb w0cc25. 0bhfv/6hb w當(dāng)當(dāng) 時時 0cc2 .0bhfv當(dāng)當(dāng) 時時 /4 6hb w0ccw)/14(025. 0bhfbhvc混凝土強度影響系數(shù),當(dāng)混凝土強度影響系數(shù),當(dāng) fcu,k c50時,取時,取 =1.0; c當(dāng)混凝土強度等級為當(dāng)混凝土強度等級為c80時,取時,取 =0.8;其間按;其間按線性內(nèi)插法取用。線性內(nèi)插法取用。c第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章hw截面的腹板高度,按下圖確定:截面的腹板高度,按下圖確定: hwhwhw第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄
44、錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章v下限條件下限條件: :為了防止斜拉破壞,要求:為了防止斜拉破壞,要求: 箍筋的間距應(yīng)滿足表箍筋的間距應(yīng)滿足表5.1 1要求:要求:第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章 箍筋的箍筋的直徑直徑滿足表滿足表5.2 2要求:要求: 注注: 雙筋截面雙筋截面受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件,箍筋的直徑尚箍筋的直徑尚不應(yīng)小于縱向受不應(yīng)小于縱向受壓鋼筋的四分之一。壓鋼筋的四分之一。 第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章 當(dāng)當(dāng) 時,配箍率尚應(yīng)滿足:時,配箍率尚應(yīng)
45、滿足: t00.7vf bhyvtminsv,sv24.0ffsbasvsvsb第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章可以按構(gòu)造配置箍筋的條件可以按構(gòu)造配置箍筋的條件 當(dāng)滿足下列條件時,可按表當(dāng)滿足下列條件時,可按表5.1和表和表5.2配筋。配筋。 一般情況:一般情況: 0t7 . 0bhfv 集中荷載下的獨立梁:集中荷載下的獨立梁: 0t175. 1bhfv5.5 5.5 斜截面受剪承載力計算方法斜截面受剪承載力計算方法5.5.1 5.5.1 計算截面的位置計算截面的位置 下列各個斜截面都應(yīng)分別計算受剪承載力:下列各個斜截面都應(yīng)分
46、別計算受剪承載力: 1.支座邊緣支座邊緣的斜截面(見下圖的截面的斜截面(見下圖的截面1-1) 2. 2.箍筋箍筋直徑或間距改變處直徑或間距改變處的斜截面(見下的斜截面(見下圖的截面圖的截面4-4) 3.3.彎起鋼筋彎起點處彎起鋼筋彎起點處的斜截面(見下圖截的斜截面(見下圖截面面2-2、3-3) 4.腹板寬度或截面高度改變處的斜截面(如腹板寬度或截面高度改變處的斜截面(如下圖的截面下圖的截面5-5) 以上這些斜截面都是受剪承載力以上這些斜截面都是受剪承載力較薄弱之處較薄弱之處,計算時應(yīng)取這些斜截面范圍內(nèi)的最大剪力,即取斜計算時應(yīng)取這些斜截面范圍內(nèi)的最大剪力,即取斜截面截面起始端處起始端處的剪力作
47、為計算的外剪力。的剪力作為計算的外剪力。 5-55.5.2 5.5.2 斜截面受剪承載力計算步驟斜截面受剪承載力計算步驟 斜截面受剪承載力的斜截面受剪承載力的截面設(shè)計截面設(shè)計計算按下列步驟進行設(shè)計:計算按下列步驟進行設(shè)計: (1)求內(nèi)力,繪制剪力圖。)求內(nèi)力,繪制剪力圖。 (2)驗算驗算是否滿足是否滿足截面限制條件截面限制條件,如不滿足,則應(yīng)加大截面,如不滿足,則應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土的強度等級。尺寸或提高混凝土的強度等級。(注注:不滿足時,正截面設(shè)計得修正。故此步應(yīng)放在:不滿足時,正截面設(shè)計得修正。故此步應(yīng)放在正截面設(shè)計之前。正截面設(shè)計之前。) (3)驗算是否需要按計算配置腹筋。)驗算是
48、否需要按計算配置腹筋。 (4 4)計算腹筋)計算腹筋 a.對僅配置箍筋的梁,可按下式計算:對僅配置箍筋的梁,可按下式計算: 對矩形、對矩形、t形和工字形截面的形和工字形截面的一般受彎構(gòu)件一般受彎構(gòu)件yvtyvtsvfbfhfbhfvsna24. 025. 17 . 00011.1.截面設(shè)計截面設(shè)計 對對集中荷載集中荷載作用下的獨立梁作用下的獨立梁 yvtyvtsvfbfhfbhfvsna24.0175.1001 b.b.同時配置同時配置箍筋和彎起鋼筋箍筋和彎起鋼筋的梁,可以根據(jù)經(jīng)驗和的梁,可以根據(jù)經(jīng)驗和構(gòu)造要求配置箍筋確定構(gòu)造要求配置箍筋確定vcs,然后按下式計算彎起鋼筋,然后按下式計算彎起鋼
49、筋的面積。的面積。 sycsfvvasin8 . 0sb為彎起鋼筋與構(gòu)件軸線的夾角,為彎起鋼筋與構(gòu)件軸線的夾角,梁中梁中一般取一般取45,當(dāng)梁截面當(dāng)梁截面高度高度h700毫米時取毫米時取60,板中一般取板中一般取3030 。s 也可以根據(jù)受彎承載力的要求,先也可以根據(jù)受彎承載力的要求,先選定彎起鋼筋選定彎起鋼筋再再按下式計算所需箍筋:按下式計算所需箍筋: yvtyvssbytsvfbfhfafbhfvsna24. 025. 1sin8 . 07 . 0001yvtyvssbytsvfbfhfafbhfvsna24. 0sin8 . 0175. 1001 !然后驗算然后驗算彎起點的位置彎起點的位
50、置是否滿足斜截面承載是否滿足斜截面承載力的要求。力的要求。 5.5.2 5.5.2 斜截面受剪承載力計算步驟斜截面受剪承載力計算步驟 斜截面受剪承載力的斜截面受剪承載力的截面復(fù)核截面復(fù)核計算按下列步驟進行設(shè)計:計算按下列步驟進行設(shè)計: (1)驗算是否滿足截面限制條件,如不滿足,則應(yīng)加大截)驗算是否滿足截面限制條件,如不滿足,則應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土的強度等級。面尺寸或提高混凝土的強度等級。 (2)復(fù)核配箍(復(fù)核配箍(配箍率配箍率+構(gòu)造要求)構(gòu)造要求)。 (3 3)計算)計算斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力 a.對僅配置箍筋的梁,可按下式計算:對僅配置箍筋的梁,可按下式計算: 對矩形、對矩形
51、、t形和工字形截面的形和工字形截面的一般受彎構(gòu)件一般受彎構(gòu)件2.2.截面復(fù)核截面復(fù)核 0svyv0tcsu25. 17 . 0hsafbhfvv對對集中荷載集中荷載作用下的獨立梁作用下的獨立梁 b.b.同時配置同時配置箍筋和彎起鋼筋箍筋和彎起鋼筋的梁的梁0svyv0tcsu175. 1hsafbhfvvssvyvtuafhsafbhfvsin8 . 025. 17 . 0sby00ssvyvtuafhsafbhfvsin8 . 0175. 1sby00(a)一般受彎構(gòu)件一般受彎構(gòu)件(b)集中荷載下的獨立梁集中荷載下的獨立梁 !然后計算然后計算彎起點的位置彎起點的位置的斜截面承載力。的斜截面承載
52、力。 0svyv0tcsu25. 17 . 0hsafbhfvv0svyv0tcsu175. 1hsafbhfvv(a)一般受彎構(gòu)件一般受彎構(gòu)件(b)集中荷載下的獨立梁集中荷載下的獨立梁 (4 4)斜截面承載力復(fù)核斜截面承載力復(fù)核uvv 若若 安全,否則,不安全。安全,否則,不安全。5.6 5.6 縱向鋼筋的彎起、截斷和錨固縱向鋼筋的彎起、截斷和錨固 5.6.1 5.6.1 抵抗彎矩圖的概念抵抗彎矩圖的概念 抵抗彎矩圖抵抗彎矩圖就是以各截面實際縱向受拉鋼筋所能就是以各截面實際縱向受拉鋼筋所能承受的彎矩為縱坐標,以相應(yīng)的截面位置為橫坐標,承受的彎矩為縱坐標,以相應(yīng)的截面位置為橫坐標,所作出的彎矩
53、圖(或稱材料圖),簡稱所作出的彎矩圖(或稱材料圖),簡稱mu圖。圖。 當(dāng)梁的截面尺寸,材料強度及鋼筋截面面積確定當(dāng)梁的截面尺寸,材料強度及鋼筋截面面積確定后,其抵抗彎矩值,可由下式確定后,其抵抗彎矩值,可由下式確定 )2(10bfafhfamcsyysu第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章1. 荷載彎矩圖與抵抗彎矩圖的概念荷載彎矩圖與抵抗彎矩圖的概念 荷載彎矩圖荷載彎矩圖抵抗彎矩圖抵抗彎矩圖保證斜截面抗彎承載力的條件:保證斜截面抗彎承載力的條件: 抵抗彎矩各截面不小于荷載彎矩,抵抗彎矩各截面不小于荷載彎矩,或抵抗彎矩圖要包住荷載彎
54、矩圖?;虻挚箯澗貓D要包住荷載彎矩圖。 第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章2. 彎起鋼筋的抵抗彎矩圖彎起鋼筋的抵抗彎矩圖 荷載彎矩圖抵抗彎矩圖荷載彎矩圖抵抗彎矩圖h0/2h0/2結(jié) 論宜采用宜采用箍筋箍筋作為承受剪力的鋼筋。作為承受剪力的鋼筋。 5.6.2 5.6.2 保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造要求保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造要求 1 1縱向鋼筋的彎起縱向鋼筋的彎起 (1)對梁縱向鋼筋的彎起必須滿足)對梁縱向鋼筋的彎起必須滿足三個要求三個要求: 滿足斜滿足斜截面受剪承載力截面受剪承載力的要求。的要求。 滿足滿足正截面受彎承載力正截面
55、受彎承載力的要求。設(shè)計時,必的要求。設(shè)計時,必須使梁的抵抗彎矩圖不小于相應(yīng)的荷載計算彎矩圖;須使梁的抵抗彎矩圖不小于相應(yīng)的荷載計算彎矩圖; 滿足滿足斜截面受彎承載力斜截面受彎承載力的要求,亦即上面討的要求,亦即上面討論的當(dāng)縱向鋼筋彎起時,其彎起點與充分利用點之間論的當(dāng)縱向鋼筋彎起時,其彎起點與充分利用點之間的距離不得小于的距離不得小于0.5h0;同時,彎起鋼筋與梁縱軸線;同時,彎起鋼筋與梁縱軸線的交點應(yīng)位于按計算不需要該鋼筋的截面以外。的交點應(yīng)位于按計算不需要該鋼筋的截面以外。第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章(2)構(gòu)造要求)構(gòu)
56、造要求 a.a.梁的剪力較小及梁內(nèi)所配置的縱向鋼筋少于梁的剪力較小及梁內(nèi)所配置的縱向鋼筋少于3 3根時,根時,可不布置彎起鋼筋可不布置彎起鋼筋。 b.b.對于采用對于采用綁扎骨架綁扎骨架的的主梁、跨度不低于主梁、跨度不低于6 6米的米的次梁以及吊車梁次梁以及吊車梁, 不論計算是否需要不論計算是否需要, ,均宜均宜設(shè)置構(gòu)造設(shè)置構(gòu)造彎起鋼筋彎起鋼筋。 c.c.位于梁側(cè)的底層鋼筋位于梁側(cè)的底層鋼筋不應(yīng)彎起不應(yīng)彎起。 d.d.當(dāng)梁的當(dāng)梁的截面寬度大于截面寬度大于350350毫米毫米時,在一個截面時,在一個截面上的彎起鋼筋上的彎起鋼筋不得少于不得少于2 2根根。第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本
57、原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章20dd受拉受拉10dd受壓受壓e.彎筋終點彎筋終點應(yīng)有直線段,光面鋼筋端部還應(yīng)做彎鉤。應(yīng)有直線段,光面鋼筋端部還應(yīng)做彎鉤。f. 彎起角度,梁中一般取彎起角度,梁中一般取4545, ,當(dāng)梁截面高度當(dāng)梁截面高度h h700700毫米時取毫米時取6060, ,板中一般取板中一般取3030 第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章g. 不得采用不得采用浮筋做彎筋。浮筋做彎筋。鴨筋可用可用浮筋禁用禁用2.2.縱向鋼筋的截斷縱向鋼筋的截斷 在設(shè)計時,為了避免發(fā)生斜截面受彎破壞,使每在設(shè)計
58、時,為了避免發(fā)生斜截面受彎破壞,使每一根縱向受力鋼筋在結(jié)構(gòu)中發(fā)揮其承載力的作用,應(yīng)一根縱向受力鋼筋在結(jié)構(gòu)中發(fā)揮其承載力的作用,應(yīng)從其從其“強度充分利用截面強度充分利用截面”外伸一定的長度外伸一定的長度ldl,依靠,依靠這段長度與混凝土的粘結(jié)錨固作用維持鋼筋以足夠的這段長度與混凝土的粘結(jié)錨固作用維持鋼筋以足夠的抗力。同時,當(dāng)一根鋼筋由于彎矩圖變化,將不考慮抗力。同時,當(dāng)一根鋼筋由于彎矩圖變化,將不考慮其抗力而切斷時,從按正截面承載力計算其抗力而切斷時,從按正截面承載力計算“不需要該不需要該鋼筋的截面鋼筋的截面”也須外伸一定的長度也須外伸一定的長度ld2,作為受力鋼筋,作為受力鋼筋應(yīng)有的構(gòu)造措施。
59、在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)從上述兩個條件應(yīng)有的構(gòu)造措施。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)從上述兩個條件中確定的較長外伸長度作為縱向受力鋼筋的實際延伸中確定的較長外伸長度作為縱向受力鋼筋的實際延伸長度長度ld,作為其,作為其真正的切斷點真正的切斷點 。第 5 章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一下一章章負彎矩鋼筋的切斷位置負彎矩鋼筋的切斷位置強度充分利用截面計算不需要該鋼筋截面荷載彎矩圖抵抗彎矩圖ld2ld1ld1粘結(jié)錨固長度粘結(jié)錨固長度; ld2外伸長度外伸長度從從ld1和和ld2中選外伸較長者。中選外伸較長者。 ld1和和ld2見表見表5-。 鋼筋混凝土鋼筋混凝土連續(xù)梁連續(xù)梁、框架梁支座截面的負彎矩框架梁支座截面的負彎矩縱縱向鋼筋不宜在受拉區(qū)截斷向鋼筋不宜在受拉區(qū)
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