第05章 受彎構件斜截面的受力性能與設計-6學時

1、混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理學習目標學習目標掌握剪跨比的概念、斜截面受剪的三種破壞掌握剪跨比的概念、斜截面受剪的三種破壞 形態(tài)以及腹筋對斜截面受剪破壞形態(tài)的響；形態(tài)以及腹筋對斜截面受剪破壞形態(tài)的響；熟練掌握矩形、熟練掌握矩形、T T形和形和I I字形截面斜截面受剪字形截面斜截面受剪 承載力的計算方法；承載力的計算方法；熟悉縱筋的彎起、截斷及錨固等構造要求。熟悉縱筋的彎起、截斷及錨固等構造要求。 混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理 教學提示教學提示應重點介紹斜截面受剪破壞的機理以及以剪應重點介紹斜截面受剪破壞的機理以及以剪 壓破壞建立斜截面承載力計算公式的原因。壓破壞建立斜截面承載力計

2、算公式的原因。并應強調現(xiàn)有的斜截面承載力計算式是綜并應強調現(xiàn)有的斜截面承載力計算式是綜 合大量試驗結果得出的。合大量試驗結果得出的。 本章的難點是材料抵抗彎矩圖的繪制以及縱本章的難點是材料抵抗彎矩圖的繪制以及縱 向受力鋼筋的彎起、截斷位置的確定。向受力鋼筋的彎起、截斷位置的確定。第五章 受彎構件斜截面受剪承載力受彎構件有受彎構件有正截面受彎破壞正截面受彎破壞（M）斜截面受剪破壞斜截面受剪破壞（M、V）斜截面受彎破壞斜截面受彎破壞（M、V）三三種種破破壞壞形形態(tài)態(tài)斜截面受剪斜截面受剪通過通過計算計算和和 構造構造來保證。來保證。 斜截面受彎斜截面受彎通過通過構造構造來來 保證。保證。RS 0uV

3、dV0RS 0uVV ?uV第五章 受彎構件斜截面受剪承載力箍筋彎起鋼筋腹筋第五章 受彎構件斜截面受剪承載力第五章 受彎構件斜截面受剪承載力02bhV201bhM021VhM0VhM0hdVdMm VM第五章 受彎構件斜截面受剪承載力（對集中荷載簡支梁）（對集中荷載簡支梁）00VhVaVhMaVM=Va0ha影響影響承載力承載力和和破壞形態(tài)破壞形態(tài)。0ham 第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 1 首先首先在梁腹部出現(xiàn)在梁腹部出現(xiàn)腹剪斜裂縫腹剪斜裂縫， 隨后隨后混凝土被分割成混凝土被分割成斜壓短柱斜壓短柱， 最后最后斜向短柱斜向短柱混凝土壓壞混凝土壓壞而破壞。而破壞。 破壞取決于破壞取決于混凝土

4、的混凝土的抗壓強度抗壓強度。 脆性脆性破壞。破壞。P f斜壓破壞斜壓破壞1 3。 一旦一旦裂縫裂縫出現(xiàn)，就很快出現(xiàn)，就很快形成形成臨界斜裂縫，臨界斜裂縫，承載力承載力急急劇劇下降，構件破壞。下降，構件破壞。 承載力主要取決于混凝承載力主要取決于混凝土的土的抗拉強度抗拉強度。 脆性脆性顯著。顯著。第五章 受彎構件斜截面受剪承載力P f斜拉破壞斜拉破壞（斜截面斜截面三種三種破壞破壞都是都是脆性脆性）為受拉脆性為受拉脆性 破壞，破壞，脆性最顯著脆性最顯著； 且混凝土且混凝土抗壓強度抗壓強度未未 發(fā)揮。發(fā)揮。為受壓脆性為受壓脆性 破壞。破壞。為脆性破壞，為脆性破壞， 脆性相對好些。脆性相對好些。第五章

5、 受彎構件斜截面受剪承載力P f斜壓破壞斜壓破壞剪壓破壞剪壓破壞斜拉破壞斜拉破壞第五章 受彎構件斜截面受剪承載力斜壓破壞斜壓破壞剪壓破壞剪壓破壞斜拉破壞斜拉破壞剪跨比剪跨比斜壓破壞斜壓破壞剪壓破壞剪壓破壞斜拉破壞斜拉破壞斜壓破壞斜壓破壞斜壓破壞斜壓破壞斜壓破壞斜壓破壞斜壓破壞斜壓破壞剪壓破壞剪壓破壞剪壓破壞剪壓破壞 11 3配箍率配箍率無腹筋無腹筋r r sv很小很小r r sv適量適量r r sv很大很大第五章 受彎構件斜截面受剪承載力第五章 受彎構件斜截面受剪承載力上弦壓桿上弦壓桿基本拱體；基本拱體；下弦拉桿下弦拉桿縱筋；縱筋；受壓腹桿受壓腹桿斜裂縫間的砼；斜裂縫間的砼；受拉腹桿受拉腹桿腹

6、筋；腹筋；影響影響承載力承載力和和破壞形態(tài)破壞形態(tài)。第五章 受彎構件斜截面受剪承載力0VhM 隨隨 的增大，的增大，抗剪能抗剪能力力降低；降低； 但當?shù)?3 3時，時， 的的影響不再明顯。影響不再明顯。0bhV 剪壓破壞剪壓破壞是由于是由于剪壓區(qū)混凝土剪壓區(qū)混凝土達到達到復合應力狀態(tài)復合應力狀態(tài)下的強度下的強度而破壞；而破壞； 斜拉破壞斜拉破壞是由于混凝土是由于混凝土斜向拉壞斜向拉壞而破壞；而破壞； 斜壓破壞斜壓破壞是由于混凝土是由于混凝土斜向短柱壓壞斜向短柱壓壞而破壞而破壞。 第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 砼強度砼強度越大，越大，抗剪強度抗剪強度也越大。也越大。 但提高的但提高的幅度幅

7、度因因破壞形態(tài)的不同破壞形態(tài)的不同而有所變化。而有所變化。 斜拉破壞斜拉破壞剪壓破壞剪壓破壞斜壓破壞斜壓破壞第五章 受彎構件斜截面受剪承載力bsnAbsAsvsvsv1rAsv1bS 當配箍在當配箍在合適范圍合適范圍時，時，受剪承載力受剪承載力隨隨配箍量配箍量的的增多、增多、箍筋強度箍筋強度的提高而的提高而增長增長，且呈，且呈線性線性關系。關系。0bhV第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 縱筋配筋率越大，縱筋配筋率越大， 剪壓區(qū)剪壓區(qū)面積越大，面積越大， 縱筋的縱筋的銷栓作用銷栓作用越大，越大， 裂縫間骨料裂縫間骨料咬合作用咬合作用也越大。也越大。0bhtfV因此因此，縱筋配筋率縱筋配筋率越大，

8、越大，受剪承載力受剪承載力越高。越高。 T形截面的形截面的受壓翼緣受壓翼緣，增加了，增加了剪壓區(qū)剪壓區(qū)的面積，的面積，受剪承受剪承載力載力有提高（有提高（25%）。）。第五章 受彎構件斜截面受剪承載力梁高度梁高度越大，越大，斜裂縫寬度斜裂縫寬度就越大，就越大，銷栓作用銷栓作用和和骨料咬合作用骨料咬合作用也就越小。也就越小。，尺寸效應尺寸效應的影響減小。的影響減小。第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 對于對于斜拉、斜壓斜拉、斜壓破壞，通過破壞，通過構造措施構造措施予以避免。予以避免。 對于對于剪壓剪壓破壞，則需通過破壞，則需通過設計計算設計計算予以避免。予以避免。 斜截面受剪的斜截面受剪的機理機理

9、非常復雜，非常復雜，所以所以我國規(guī)范采用我國規(guī)范采用“理論與試驗相結合理論與試驗相結合”的方法，在的方法，在基本假設基本假設的基礎上，的基礎上，建立了建立了半理論半經驗半理論半經驗的實用計算公式。的實用計算公式。第五章 受彎構件斜截面受剪承載力VuVcVsVsbuV混凝土混凝土項的項的受剪受剪承載力承載力箍筋箍筋項的項的受剪受剪承載力承載力彎起鋼筋彎起鋼筋項的項的受剪受剪承載力承載力 0YsbVcsVsbscVVV第五章 受彎構件斜截面受剪承載力025. 107 . 0hssvAyvfbhtfsbVVsbV00175. 1hssvAyvfbhtfsbVcsVsbVssbAyfsbVsin8 .

10、 0VcsV35 . 10bhfVtur rsvfyv/ft矩形、矩形、T T形和工形截面的一般受彎構件形和工形截面的一般受彎構件第五章 受彎構件斜截面受剪承載力tyvsvtuffbhfVr r25. 17 . 00第五章 受彎構件斜截面受剪承載力集中荷載作用下的獨立梁集中荷載作用下的獨立梁0bhfVtur rsvfyv/ft =1.5 =3tyvsvtuffbhfVr r 175. 10第五章 受彎構件斜截面受剪承載力csVdV0sbVsvfsvkcufpbhr,)6 . 02(031045. 0321sbVssbAsdfsbVsin31075.00100100bhAPsr5 . 2第五章

11、受彎構件斜截面受剪承載力06 . 0 mhc 30hdVdMmVuVcC第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 防止發(fā)生防止發(fā)生斜壓斜壓破壞。破壞。 限制在使用階段的限制在使用階段的斜裂縫斜裂縫寬度。寬度。 第五章 受彎構件斜截面受剪承載力砼強度砼強度影響系數(shù)影響系數(shù)，當當C50時時,b bc =1.0； =C80時時,b bc =0.8； 其間其間線性插值。線性插值。線性插值時，當時，當時，當64020. 06025. 04bwhbhcfcVbwhbhcfcVbwhbb0,31051.00bhkcufdV第五章 受彎構件斜截面受剪承載力截面截面腹板腹板高度高度 防止防止斜拉斜拉破壞。破壞。 建工建

12、工規(guī)范規(guī)范規(guī)定當規(guī)定當V0.7ftbh0時，配箍率應滿足時，配箍率應滿足yvtsvsvsvffbsA24. 0min,rr第五章 受彎構件斜截面受剪承載力023105 . 00bhtdfdV道橋道橋規(guī)范規(guī)范規(guī)定當規(guī)定當 時，時， 可僅按可僅按構造構造配置箍筋。配箍率應滿足配置箍筋。配箍率應滿足HRB335%12. 0R235%18. 0min,svvbssvAsvrr第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 梁高 h(mm) V0.7ftbh0 V0.7ftbh0 150h300 150 200 300h500 200 300 500800 300 400 須有箍筋與斜裂縫相交須有箍筋與斜裂縫相交建工

13、：建工：教材教材P117P117表表5-25-2道橋道橋 0.50.5h建工、道橋建工、道橋均應均應 400400， 15d第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 梁高 h(mm) 箍筋直徑(mm) 250800 6 8 建工、道橋建工、道橋均應均應 0.25d道橋道橋 8 8建工建工第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 建規(guī)中建規(guī)中不配置不配置箍筋和彎起鋼筋箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎的一般板類受彎構件的構件的受剪承載力受剪承載力計算公式：計算公式：Vc=0.7bh ftbh04/10800hhb其中當h0 2000mm時，取h0=2000mmM M +理論理論反彎點反彎點斜裂縫斜裂縫粘粘結結裂裂縫縫

14、出出現(xiàn)現(xiàn)前前第五章 受彎構件斜截面受剪承載力粘結裂縫粘結裂縫粘粘結結裂裂縫縫出出現(xiàn)現(xiàn)后后aM M +理論理論反彎點反彎點斜裂縫斜裂縫aaMMV0VhMMM011ha0ha第五章 受彎構件斜截面受剪承載力第五章 受彎構件斜截面受剪承載力1122114433建規(guī)建規(guī)支座邊緣截面（支座邊緣截面（1-1）；）； 橋規(guī)橋規(guī)取取距距邊支座邊支座中心中心 h / 2h / 2 處截面（處截面（5-55-5） 腹板腹板寬度寬度改變處截面（改變處截面（2-2）；）； 箍筋箍筋直徑或間距直徑或間距改變處截面（改變處截面（3-3）；）；受拉區(qū)彎起鋼筋受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點彎起點處的截面（處的截面（4-4）。）。第五章

15、 受彎構件斜截面受剪承載力h/2h/25 55 5第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 （已知已知b、h、fc、ft、fyv及及配箍配箍，求求Vu）r rsv r rsv ,min及及s smaxNO Vu=0.7ft bh0或或0175. 1bhfVtu Vu=0.20.25b bc fc bh0Vu= Vcs（有一般和集中荷載兩種情況）（有一般和集中荷載兩種情況）取較小值取較小值yes輸出輸出Vu比較比較V Vu可靠可靠yes不可靠不可靠NO第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 （已知已知V、 b、h、fc、ft、fyv，求，求配箍配箍）V 0.20.25b bc fc bh0按構造按構造(sma

16、x、dmin)配箍配箍NOV 0.7 ft bh0或或0175. 1bhfVt yesyes調大調大b、h或或fcNO 按計算配箍按計算配箍0025. 17 . 0hfbhfVsAyvtsv000 . 175. 1hfbhfVsAyvtsv選配箍筋選配箍筋n、d和和s，并應滿足，并應滿足r rsv.min、 smax、dmin輸出輸出n,d,s第五章 受彎構件斜截面受剪承載力例題例題見見建工教材建工教材P105106 sin8 . 0sbycsuAfVV第五章 受彎構件斜截面受剪承載力V1V21122V3700mm700mm時，為時，為60600 0。道橋道橋均為均為45450 0 第五章 受

17、彎構件斜截面受剪承載力鴨筋鴨筋12N32N22N12N22N32N2/0h2/0h2 2113312N22N32Nabbcc第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 las應符合下例規(guī)定：應符合下例規(guī)定：當當V0.7ft bh0時：時：las5d當當V0.7ft bh0時：時： las12d（帶肋鋼筋） las15d（光面鋼筋）第五章 受彎構件斜截面受剪承載力下部縱向受力鋼筋下部縱向受力鋼筋的錨固長度均取的錨固長度均取las5d。 縱筋縱筋先由先由控制截面處控制截面處最大彎矩最大彎矩計算計算得到。得到。在在彎矩較小區(qū)段彎矩較小區(qū)段可將可將一部分縱筋一部分縱筋彎起或彎起或截斷。截斷。，由于，由于彎矩圖彎

18、矩圖變化變化平緩平緩，所以，所以正正鋼筋鋼筋一般一般不截斷不截斷?？筛鶕筛鶕澗貓D的變化彎矩圖的變化將鋼筋將鋼筋分分批截斷批截斷。必須有足夠的必須有足夠的錨固長度錨固長度。第五章 受彎構件斜截面受剪承載力 ac的的水平長度水平長度第五章 受彎構件斜截面受剪承載力1212a.b.c.條件條件1 1條件條件2 2實際實際截斷點截斷點理論理論截斷點截斷點強度充分強度充分利用截面利用截面 bc的的水平長度水平長度第五章 受彎構件斜截面受剪承載力bc 20dac 1.2la 1212a.b.c. 20d20d 1.21.2la第五章 受彎構件斜截面受剪承載力bc （h0、20d）maxac 1.2la

19、+ h01212a.b.c. 20d20d 1.21.2la+h0 h0則則第五章 受彎構件斜截面受剪承載力bc （1.31.3h0、20d）max ac 1.2la+ 1.7h01212a.b.c. 20d20d 1.21.2la+1.7h0 1.31.3h0抑制抑制斜裂縫斜裂縫的開展，的開展，使斜裂縫出現(xiàn)后使斜裂縫出現(xiàn)后縱筋應力縱筋應力 s 的增量減??；的增量減?。?第五章 受彎構件斜截面受剪承載力第五章 受彎構件斜截面受剪承載力1、剪跨比（、剪跨比（ ）的概念。的概念。2、傳力機構傳力機構：拉桿拉桿-拱模型拱模型。3、破壞形態(tài)：、破壞形態(tài)：斜拉斜拉、剪壓剪壓和和斜壓斜壓破壞。破壞。 發(fā)生的發(fā)生的條件條件（ ） 、破壞特征。、破壞特征。第五章 受彎構件斜截面受剪承載力（1