



版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、第五章 受彎構(gòu)件斜截面承載力的計算內(nèi)容的分析和總結(jié)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件有可能在彎矩W和剪力V共同作用的區(qū)段內(nèi),發(fā)生沿著與梁軸線成斜交的斜裂縫截面的受剪破壞或受彎破壞。因此,受彎構(gòu)件除了要保證正截面受彎承載力以外,還應(yīng)保證斜截面的受剪和受彎承載力。在工程設(shè)計中,斜截面受剪承載一般是由計算和構(gòu)造來滿足,斜截面受彎承載力則主要通過對縱向鋼筋的彎起、錨固、截斷以及箍筋的間距等構(gòu)造要求來滿足的。學(xué)習(xí)的目的和要求1.了解斜裂縫的出現(xiàn)及其類別。2.明確剪跨比的概念。3.觀解斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài)。4.了解鋼筋混凝土簡支梁受剪破壞的機理。5.了解影響斜截面受剪承載力的主要因素。6.熟練掌握斜截面受剪承載力
2、的計算方法及適用條件的驗算。7.掌握正截面受彎承載力圖的繪削方法,熟悉縱向鋼筋的彎起、錨固、截斷及箍筋間距的主要構(gòu)造要求,并能在設(shè)計中加以應(yīng)用。§5-1 受彎構(gòu)件斜截面承載力的一般概念一、受彎構(gòu)件斜截面破壞及腹筋布置1梁受力特點CD段:純彎段正截面受彎破壞,配縱向鋼筋 受剪破壞:配腹筋(箍筋和彎筋)AC段:彎剪段斜截面 受彎破壞:構(gòu)造處理圖5-1 無腹筋梁斜裂縫出現(xiàn)前的應(yīng)力狀態(tài)2腹筋的布置· 將梁中箍筋斜放與斜裂縫正交時受力狀態(tài)最佳。但施工難實現(xiàn);難以適應(yīng)由于異號彎矩、剪力導(dǎo)致斜裂縫的改變方向。· 在支座附近彎矩較小之處可采用彎起部分縱筋以抵抗部分剪力。3關(guān)于腹筋
3、布置的規(guī)定梁高h<150mm的梁可以不設(shè)置箍筋。h=150300mm時,可僅在梁端各1/4跨度范圍內(nèi)配置箍筋。 當構(gòu)件中部1/2跨度范圍內(nèi)有集中荷載時,應(yīng)沿全長布置箍筋。h>300mm時,全跨布置箍筋。二、鋼筋混凝土梁開裂前的應(yīng)力狀態(tài)1應(yīng)力計算方法:接近彈性工作狀態(tài),可根據(jù)材力公式計算梁中應(yīng)力。 鋼筋按應(yīng)變相等、合力大小及作用點不變的原則換算成等效混凝土面積EAs,把鋼筋混凝土的截面變成混凝土單一材料的換算截面,其幾何特征值A(chǔ)0、I0、S0、y0。截面上任一點的應(yīng)力為:, 2梁開裂前截面任意一點應(yīng)力狀態(tài)主拉應(yīng)力:主壓應(yīng)力:主應(yīng)力作用方向與梁軸夾角:三、斜裂縫的出現(xiàn)情況與開展1一般情
4、況彎剪斜裂縫(圖5-2b)· 首先在梁底產(chǎn)生垂直裂縫。隨荷載增大,斜裂縫在垂直裂縫上發(fā)展起來,并向集中荷載作用點延伸。2梁腹很薄時腹剪斜裂縫(圖5-2a)· 首先在中和軸附近產(chǎn)生斜裂縫。隨荷載增大,斜裂縫分別向支座及集中荷載作用點延伸。3次生裂縫粘結(jié)開裂裂縫或撕裂裂縫(圖5-2c)· 在近支座處,在縱筋與斜裂縫相交處因縱筋與混凝土發(fā)生粘結(jié)破壞而產(chǎn)生粘結(jié)開裂裂縫。· 在剪跨比較大的梁中,臨近破壞時,沿縱筋位置出現(xiàn)水平的撕裂裂縫。圖5-2 斜裂縫分布四、無腹筋梁斜裂縫出現(xiàn)后的受力狀態(tài)(圖5-3)· 開裂初期呈梳狀結(jié)構(gòu)。齒上受力情況:縱筋拉力;縱筋銷
5、栓力;骨料咬合力。圖5-3 無腹筋簡支梁開裂后的受力機制· 加載后期,由于混凝土與縱筋產(chǎn)生粘結(jié)破壞,混凝土剝落而成為拱結(jié)構(gòu)。五、有腹筋梁斜裂縫出現(xiàn)后的受力機制(圖5-4)1腹筋的作用· 將齒塊II、III向上吊,使其斜向壓力傳遞至拱體I處,增加整體梁的抗剪能力。· 腹筋的懸吊作用避免縱筋周圍混凝土撕裂,使縱筋的銷栓作用得以發(fā)揮。· 腹筋可有效抑制斜裂縫的開展,提高裂縫處混凝土的骨料咬合力。2受力機制拱形桁架模型。· 基本拱體I是桁架的上弦壓桿,裂縫間混凝土齒塊為桁架的受壓腹桿,縱向鋼筋是下弦拉桿,箍筋或彎筋是桁架的受拉腹桿。圖5-4 拱形桁架模
6、型§5-2 斜截面破壞形態(tài)及影響因素一、剪跨比概念· 廣義剪跨比,反映了計算截面所承受的彎矩M與剪力V的相對大小。實質(zhì)上反映了正應(yīng)力與剪應(yīng)力的比值。· 集中荷載作用下,簡支梁剪跨比。稱計算剪跨比。· 對于連續(xù)梁來說,計算剪跨比和廣義剪跨比是不同的,二者的關(guān)系為:二、斜截面破壞的主要形態(tài)(根據(jù)斜裂縫的位置及發(fā)展情況來劃分)(圖5-5)1斜壓破壞· 發(fā)生原因:剪跨比<1,或腹筋配置過多,或梁腹較薄。· 斜壓破壞時腹筋尚未屈服,破壞主要是由于混凝土的壓應(yīng)力超過抗壓強度而引起的。因此,其抗剪承載力取決于混凝土抗壓強度。實驗表明,其抗剪承
7、載力最高。· 斜壓破壞很突然,屬脆性破壞。2剪壓破壞· 產(chǎn)生原因:腹筋配置適當,或剪跨比=13。· 剪壓破壞的抗剪承載力取決于腹筋的數(shù)量及剪壓區(qū)混凝土的復(fù)合強度。實驗表明,其抗剪承載力介于斜壓破壞和斜拉破壞之間。· 剪壓破壞前,梁體跨中撓度不大,仍屬脆性破壞。3斜拉破壞· 產(chǎn)生原因:無腹筋或腹筋較少,且剪跨比 >3· 斜拉破壞的整個破壞過程急速而突然,具有脆性破壞的特征。其抗剪承載力取決于混凝土的抗拉強度。實驗表明,其抗剪承載力最小。注意:· 除產(chǎn)生上述三種破壞形態(tài)外,還可能產(chǎn)生局部擠壓破壞、縱筋錨固破壞等其他破壞形態(tài)
8、,一般可通過構(gòu)造要求加以預(yù)防。· 由于斜壓破壞時箍筋強度不能充分發(fā)揮作用,而斜拉破壞又十分突然,故在設(shè)計中應(yīng)避免上述兩種破壞形態(tài)。因此,在設(shè)計中應(yīng)把構(gòu)件控制在剪壓破壞類型。圖5-5 斜截面破壞的三種形態(tài)三、影響斜截面承載力Vu的主要因素1剪跨比(圖5-6)· 當 >3時,剪跨比對抗剪承載力沒有明顯的影響,基本上是一條水平線;而<3時,受剪承載力明顯隨剪跨比減小而增大。圖5-6 剪跨比對抗剪強度的影響2混凝土強度fcu(圖5-7)· 實驗表明,混凝土強度越高,梁的抗剪承載力越大。當其他條件相同時,二者大體成線性關(guān)系。但其影響幅度隨值的增加而降低:當<
9、;1時,斜壓破壞,抗剪承載力取決于混凝土抗壓強度,故影響較大;當>3時,斜拉破壞,抗剪承載力取決于混凝土抗拉強度,故影響較??;當=1 3時,剪壓破壞,則影響介于二者之間。圖5-7 混凝土強度對抗剪強度的影響3縱筋配筋率r(圖5-8)· 縱筋截面能承擔一部分剪力;而且能抑制斜裂縫開展,使剪壓區(qū)有較大截面積。· 實驗表明,r越大,梁的抗剪承載力越高。當其他條件相同時,二者大體成線性關(guān)系。但其影響幅度隨值的增加而降低圖5-8 縱筋配筋率對抗剪強度的影響1 配箍率sv· 配箍率表示箍筋截面面積與相應(yīng)的混凝土面積的比值。· 實驗表明,sv越高,梁的抗剪承載力
10、越高。當其他條件相同時,二者大體成線性關(guān)系。但sv過高時,梁由剪壓破壞轉(zhuǎn)化為斜壓破壞,梁的抗剪承載力不再隨sv增加而增加。§5-3 簡支梁斜截面受剪承載力的計算公式與適用范圍一、基本公式圖5-9 簡支梁斜截面受剪承載力1僅配有箍筋的梁受剪承載力計算公式 均布荷載作用下的矩形、T形、工字形截面簡支梁· 其抗剪承載力隨值增大而降低,但sv越高,降低程度越小。故不考慮的影響。· 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析,可取經(jīng)驗系數(shù)=0.7,=1.25。 以承受集中荷載為主(集荷產(chǎn)生剪力占總剪力的75%以上)的獨立梁· 值對其抗剪承載力的影響不能忽略不計。· 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分
11、析,可取經(jīng)驗系數(shù),=1.0。其中。當>3時,取=3;當<1.5時,取=1.5。(3)不配置腹筋的一板類受彎構(gòu)件· h截面高度影響系數(shù);當h0800mm時,取h0=800mm;當h2000mm時,取h0=2000mm。2設(shè)有彎起鋼筋梁的抗剪承載力· 考慮到彎起鋼筋在梁破壞時可能達不到屈服強度,取應(yīng)力不均勻系數(shù)0.8,則 彎起鋼筋承擔的剪力為: 一般情況下的矩形、T形、工字形截面簡支梁 以承受集中荷載為主的獨立梁 二、公式適用范圍1上限值最小截面尺寸,防止斜壓破壞A) 當時,屬于一般梁,B) 當時,屬于薄腹梁,C) 當時,按直線內(nèi)插法取用,· c為混凝土強
12、度影響系數(shù),對C50混凝土取c=1.0;對C80混凝土取c=0.8,其間按直線插值法取用。注:在設(shè)計時若不滿足上述要求,則需加大截面尺寸或提高混凝土強度等級。2下限值最小配箍率,防止斜拉破壞A) 最小配箍率;應(yīng)有svsv,minB) 箍筋最小直徑dmin;應(yīng)有ddminC) 箍筋最大間距smax;應(yīng)有ssmax注:若或,則可按構(gòu)造配置箍筋。§5-4 連續(xù)梁斜截面受剪的性能與承載力計算一、連續(xù)梁的剪切破壞特點(圖5-10)1內(nèi)力分布:即在支座截面處有負彎矩,在剪跨區(qū)段內(nèi)存在著一個反彎點。(相當于一個假想的簡支梁支座)。2受力特點 反彎點兩側(cè)二條臨界斜裂縫,該區(qū)段縱筋粘結(jié)開裂,受壓鋼筋變
13、受拉。剪壓區(qū)面積減小,Vu下降。且越小,Vu下降越多。圖5-10 連續(xù)梁的內(nèi)力分布二、連續(xù)梁、約束梁的斜截面抗剪承載力計算1計算公式 計算公式與簡支梁的相同,但對集中荷載為主時,剪跨比采用計算剪跨比代替廣義剪跨比。2截面限制及箍筋的構(gòu)造要求與簡支梁的相同。§5-5 斜截面受剪承載力計算的方法和步驟一、斜截面受剪承載力的計算位置(圖5-11)或 1支座邊緣處的截面剪力V大;2彎起鋼筋彎起點處的截面Asb改變;3箍筋直徑或間距改變處的截面Asv1改變、s改變;4腹板寬度改變處截面b改變。圖5-11 斜截面受剪承載力的計算位置二、截面設(shè)計1繪制剪力圖,求支座邊緣處剪力V2校核梁截面尺寸當時
14、,屬于一般梁, 是則截面尺寸滿足,當時,屬于薄腹梁, 否則加大b、h或提高fc。3驗算是否需按計算配置箍筋一般情況: 是則按構(gòu)造要求配箍,集荷為主: 否則需按計算配腹筋。4計算腹筋數(shù)量第一方案:僅配箍筋適用于V大于不很多時。a)或 ;b) 按構(gòu)造要求確定n及Asv1,然后求s,并使ssmax;c) 驗算配箍率:第二方案:同時配箍筋和彎筋適合V較大,且縱筋有部分可彎起。a) 方法1:先確定箍筋,后求彎筋。i. 參考過去設(shè)計經(jīng)驗及構(gòu)造要求確定n、Asv1及s,并求Vcs 一般控制Vcs= 0.60.8V或 ii. 計算所需彎起鋼筋面積b) 方法2:先確定彎筋,后求箍筋。i. 按材料圖及構(gòu)造要求初定
15、彎筋彎起點及各個計算截面的Asbii. 計算彎筋承擔的剪力iii. 確定所需箍筋量: 或 iv. 確定n、Asv1求s,并使ssmaxv. 驗算配箍率: 三、截面校核或 §5-6 保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施一、抵抗彎矩圖1抵抗彎矩圖(MR圖)(圖5-12)的概念· 設(shè)計彎矩圖(M圖):由設(shè)計荷載產(chǎn)生的各正截面的彎矩圖,與荷載有關(guān)。· 抵抗彎矩圖(MR圖):沿梁長各正截面實際配置的縱筋所能抵抗的彎矩圖。圖5-12 抵抗彎矩圖2縱筋彎起和切斷后抵抗彎矩圖的畫法根據(jù)實際受力情況,繪制設(shè)計彎矩圖(M圖)。在彎矩最大處,按比例繪出抵抗彎矩圖(MR圖)。對所有縱筋進行編號
16、,按各根縱筋面積比將MR圖分段,每段代表一根鋼筋。· 跨中最早彎起的鋼筋放在最外邊,伸入支座的鋼筋放在最里邊。· 支座最早切斷和最遲彎起的鋼筋放在最外邊。· 從這些分段作水平線與M圖相交,下交點為該縱筋的“充分利用點”,上交點為該縱筋的“不需要點”或“理論斷點”。根據(jù)縱筋的彎起和切斷情況,繪制縱筋彎起和切斷后的抵抗彎矩圖圖5-13 縱筋彎起和切斷后的抵抗彎矩圖3抵抗彎矩圖的特點1) 在鋼筋彎起處,抵抗彎矩圖為斜直線;2) 在鋼筋切斷處,抵抗彎矩圖為踏步形;3) 沒有彎起和切斷鋼筋的區(qū)段,抵抗彎矩圖為一條直線。二、縱向鋼筋的彎起(1縱筋的彎起點位置· 正截
17、面:MI = fyAs1z+fyAsbz 斜截面:MII= fyAs1z+fyAsbzb 要使MII MI,即zbz 故zb=a·sin+z·cosz · 縱筋的彎起點應(yīng)落在該鋼筋“充分利用點”以外,其距離s1h0/2處,彎筋與梁軸線的交點應(yīng)落在該鋼筋的“不需要點”之外,從而保證縱筋彎起后的斜截面抗彎強度。2縱筋的彎終點位置· 確定縱筋的彎終點,可保證每根彎筋都能與斜裂縫相交,從而保證斜截面抗彎抗剪強度。圖5-14 鋼筋的彎起三、縱筋的截斷1受拉縱筋截斷點縱向受拉鋼筋不宜在受拉區(qū)截斷,如必須截斷時:應(yīng)將鋼筋自“不需要點”再延伸一段長度lw(延伸長度)后再
18、截斷。· 原因:這是因為在理論點切斷時, 混凝土應(yīng)力有突變,使裂縫寬度加大;在理論點若出現(xiàn)斜裂縫,則斜截面抗彎強度不夠。· lw取值:a. 當V<0.7ftbh0時,lw20d;b. 當V0.7ftbh0時,lw20d 且lwh0。 與此同時,還要求自鋼筋的“充分利用點”再延伸一個延伸長度ld才能截斷。· 原因:為了減小或避免鋼筋與混凝土之間粘結(jié)開裂裂縫的出現(xiàn),使縱筋的強度得到充分發(fā)揮。· ld取值: a. 當V<0.7ftbh0時,ld1.2la;b. 當V0.7ftbh0時,ld1.2la+ h0。2受壓縱筋截斷點· 若要在跨中
19、截斷時,必須伸至該鋼筋的不需要點以外,延伸長度15d。圖5-15 截斷鋼筋的粘結(jié)錨固和延伸長度§5-7 梁內(nèi)鋼筋的構(gòu)造要求一、縱筋的錨固1受拉縱筋的最小錨固長度la· la取值:根據(jù)拔出試驗,再經(jīng)過可靠性的分析而確定的。實際使用時要根據(jù)實際受力情況作適當調(diào)整。· 修正原因:變形鋼筋直徑的影響。鋼筋表面形狀影響。施工條件影響。2簡支梁、板下部縱筋在支座處錨固長度las· 原因:考慮簡支梁板在支座處存在橫向壓應(yīng)力可增強粘結(jié)強度。· las取值:梁: a. 當V < 0.7ftbh0時, las5db. 當V0.7ftbh0時, las12d(
20、帶肋鋼筋)las15d(光圓鋼筋) 板:las5d圖5-16 簡支梁下部縱筋在支座處錨固las3連續(xù)梁中間支座處縱筋錨固長度lat(圖5-17)· 要求:上部縱向受拉鋼筋應(yīng)貫穿支座,下部的縱向鋼筋應(yīng)伸入支座l at錨固長度。· 錨固長度lat取值:當計算中不利用其強度時,lat取V0.7ftbh0時las 當計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時,latla 當計算中充分利用鋼筋的抗壓強度時,lat0.7la圖5-17 連續(xù)梁中間支座處縱筋錨固4彎筋的錨固長度(圖5-18)圖5-18 彎筋的錨固二、箍筋的構(gòu)造1箍筋的形狀和肢數(shù)(圖5-19) 開口式:現(xiàn)澆T形梁、不承受扭矩和動荷載時
21、,跨中可用開口式。形狀 封閉式:用于一般梁。 單肢(b120mm)肢數(shù) 雙肢(120mm < b < 350mm) 四肢(b350mm,或一排中受拉鋼筋多于五根,或受壓鋼筋多于三根)圖5-19 箍筋的形狀和肢數(shù)2箍筋的直徑一般ddmin。梁中配有受壓鋼筋時,尚應(yīng)有dd壓/4。3箍筋的間距 一般ssmax 梁中配有受壓鋼筋時,尚應(yīng)有s15d,s400mm 搭接長度范圍內(nèi),s5d(受拉),s10d(受壓)三、其他構(gòu)造要求1鋼筋接頭(圖5-20)· 分類:鋼筋接頭分綁扎搭接和焊接。· 軸拉構(gòu)件及小偏拉構(gòu)件的受力鋼筋不得采用搭接接頭。· 搭接長度ll的取值:受
22、拉鋼筋的搭接長度z la 300mm受壓鋼筋的搭接長度0.7 ll 200mm· 受力鋼筋接頭應(yīng)錯開,在搭接接頭區(qū)段內(nèi)或焊接接頭處35d(且500mm)范圍內(nèi),接頭的百分率為:在受拉區(qū)為25%,在受壓區(qū)為50%。 圖5-20 鋼筋接頭2彎起鋼筋彎筋的布置· 對于主梁、跨度l6m的次梁、吊車梁及挑出1m以上的懸臂梁,不論按計算需要與否,在支座處均設(shè)彎起鋼筋。· 鋼筋的彎起次序應(yīng)左右輪換對稱彎起,以利于承擔主拉應(yīng)力。· 主梁寬b>350mm時,同一截面上的彎起鋼筋不少于2根。彎起鋼筋的位置· 支座邊緣到第一排彎筋的上彎點、前一排彎筋的上彎點到
23、下一排彎筋的下彎點的距離都不大于smax。彎起角和轉(zhuǎn)彎半徑· 彎起角:h800mm,=45°;h>800mm,=60°。· 轉(zhuǎn)彎半徑:r=10d。彎筋在終彎點外的錨固長度· 錨固長度取值:受拉區(qū)20d;受壓區(qū)10d3腰筋、拉筋和架立筋(圖5-21)腰筋· 架設(shè)腰筋的原因: 防止梁太高時由于混凝土收縮和混凝土溫度變形而產(chǎn)生的豎向裂縫;同時也為了加強鋼筋骨架的剛度。· 設(shè)置要求:當hw450mm時,梁側(cè)設(shè)腰筋;其間距200mm。 直徑d10mm。拉筋· 設(shè)置要求:其直徑與箍筋相同,間距為箍筋的二倍。架立筋· 設(shè)置架立筋的原因:為了將縱向受力筋和箍筋綁扎成剛性較好的骨架,箍筋四角在沒有受力縱筋的地方,應(yīng)設(shè)置架立筋。· 設(shè)置要求:當l>6m時,d12mm。當l=46m時,d10mm。當l<4m時,d8mm。圖5-21 腰筋、拉筋和架立筋小結(jié):(1)受彎構(gòu)件在彎矩和剪力共同作用的區(qū)段常常發(fā)生斜裂縫,并可能沿斜截面發(fā)生破壞。斜截面破壞帶有脆性破壞的性質(zhì),應(yīng)當避免,在設(shè)計時
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 廢鋼物料品種管理辦法
- 工廠設(shè)備指標管理辦法
- 育嬰護理課件軟件
- 地鐵車站保潔培訓(xùn)課件
- 股利理論與政策課件
- 成本培訓(xùn)講義課件
- 福州閩侯五年級數(shù)學(xué)試卷
- 福清四年級數(shù)學(xué)試卷
- 二升三入學(xué)數(shù)學(xué)試卷
- 基底細胞癌的診斷和治療
- DB41T2513-2023核桃蛀果害蟲防控技術(shù)規(guī)程
- 比例方程練習(xí)題
- 常用型鋼理論重量速查表
- 離婚登記申請受理回執(zhí)單
- 鍋爐標書范本
- 第章 細菌藥敏試驗及其耐藥表型檢測
- 員工筆記本電腦租用協(xié)議書律師版(4篇)
- 西藏日喀則市從優(yōu)秀鄉(xiāng)村振興等專干中招錄(聘)公務(wù)員(事業(yè)編制人員)筆試題庫含答案解析
- 手術(shù)風(fēng)險評估制度表及流程優(yōu)質(zhì)資料
- 塑料模具課程設(shè)計-罩蓋模具設(shè)計畢業(yè)論文
- 酒店入住登記表
評論
0/150
提交評論