第五節(jié) 斜截面受彎破壞

1、第五節(jié)第五節(jié) 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算受彎構(gòu)件斜截面承載力計算5.1 概述概述5.1 概述概述 在受彎構(gòu)件的剪彎區(qū)段，在在受彎構(gòu)件的剪彎區(qū)段，在M、V作用下，有作用下，有可能發(fā)生斜截面破壞。可能發(fā)生斜截面破壞。 斜截面破壞斜截面破壞： 斜截面受剪破壞斜截面受剪破壞通過抗剪計算來滿足受剪通過抗剪計算來滿足受剪承載力要求；承載力要求； 斜截面受彎破壞斜截面受彎破壞通過滿足構(gòu)造要求來保證通過滿足構(gòu)造要求來保證受彎承載力要求。受彎承載力要求。 為了防止梁沿斜裂縫破壞，應(yīng)使梁具有一個合理的截面尺寸，并配置必要的箍筋。剪力較大時，可配置彎起鋼筋。腹筋腹筋彎起鋼筋彎起鋼筋 箍筋箍筋 5.2 剪跨比剪跨比的定

2、義的定義 廣義剪跨比廣義剪跨比： 集中荷載下的簡支梁，集中荷載下的簡支梁， 計算剪跨比為計算剪跨比為：0VhM0ha0101011hahVaVhVMAAA0202022hahVaVhVMBBB5.3無腹筋梁斜截面受剪破壞的主要形態(tài)無腹筋梁斜截面受剪破壞的主要形態(tài) 斜拉破壞、剪壓破壞、斜壓破壞斜拉破壞、剪壓破壞、斜壓破壞斜拉破壞斜拉破壞剪壓破壞剪壓破壞斜壓破壞斜壓破壞 （1）斜拉破壞）斜拉破壞 發(fā)生條件發(fā)生條件：剪跨比較大，剪跨比較大， a/h03 破壞特點破壞特點：首先在梁的底部出現(xiàn)垂直的彎曲裂：首先在梁的底部出現(xiàn)垂直的彎曲裂縫；其中一條彎曲裂縫很快地斜向伸展到梁頂縫；其中一條彎曲裂縫很快地斜

3、向伸展到梁頂?shù)募泻奢d作用點處，將梁劈裂為兩部分而破的集中荷載作用點處，將梁劈裂為兩部分而破壞壞 。 (2)剪壓破壞剪壓破壞 發(fā)生條件發(fā)生條件：剪跨比適中：剪跨比適中1a/h03 破壞特點破壞特點：首先在剪跨區(qū)出現(xiàn)數(shù)條短的：首先在剪跨區(qū)出現(xiàn)數(shù)條短的彎剪斜彎剪斜裂縫裂縫，其中一條延伸最長、開展較寬的裂縫成為，其中一條延伸最長、開展較寬的裂縫成為臨界斜裂縫；臨界斜裂縫向荷載作用點延伸，使臨界斜裂縫；臨界斜裂縫向荷載作用點延伸，使混凝土受壓區(qū)高度不斷減小，導致剪壓區(qū)混凝土混凝土受壓區(qū)高度不斷減小，導致剪壓區(qū)混凝土達到極限強度而破壞達到極限強度而破壞 。 （3）斜壓破壞）斜壓破壞 發(fā)生條件發(fā)生條件：剪

4、跨比很小：剪跨比很小 a/h01 破壞特征破壞特征：在梁腹中垂直于主拉應(yīng)力方向，先后：在梁腹中垂直于主拉應(yīng)力方向，先后出現(xiàn)若干條大致相互平行的出現(xiàn)若干條大致相互平行的腹剪斜裂縫腹剪斜裂縫，梁的腹，梁的腹部被分割成若干斜向的受壓短柱。隨著荷載的增部被分割成若干斜向的受壓短柱。隨著荷載的增大，混凝土短柱沿斜向最終被壓酥破壞大，混凝土短柱沿斜向最終被壓酥破壞 。 受剪破壞均受剪破壞均屬于脆性破屬于脆性破壞，其中斜壞，其中斜拉破壞最明拉破壞最明顯，斜壓破顯，斜壓破壞次之，剪壞次之，剪壓破壞稍好。壓破壞稍好。 5.3 無腹筋梁受剪承載力計算公式無腹筋梁受剪承載力計算公式 （1）均布荷載對矩形、）均布荷載

5、對矩形、T形和形和形截面的形截面的一般受彎構(gòu)件，受剪承載力設(shè)計值可按下一般受彎構(gòu)件，受剪承載力設(shè)計值可按下列公式計算：列公式計算： b矩形截面的寬度或矩形截面的寬度或T形截面和形截面和形截面形截面的腹板寬度的腹板寬度 。07 . 0bhfVtc （2）集中荷載作用下的矩形、）集中荷載作用下的矩形、T形和形和形截面形截面獨立梁獨立梁（包括作用有多種荷載，且集中荷載在支座截面所產(chǎn)生（包括作用有多種荷載，且集中荷載在支座截面所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的的剪力值占總剪力值的75以上的情況），受剪承載力以上的情況），受剪承載力設(shè)計值應(yīng)按下列公式計算設(shè)計值應(yīng)按下列公式計算: ， 當當l.5時，取時，取 =

6、1.5，當，當3 時，取時，取=3 。為為集中荷載作用點到支座或節(jié)點邊集中荷載作用點到支座或節(jié)點邊緣的距離。緣的距離。 00 . 175. 1bhfVtc0ha獨立梁是指不與樓板整體澆筑的梁。獨立梁是指不與樓板整體澆筑的梁。 （3）厚板類受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力應(yīng)）厚板類受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力應(yīng)按下列公式計算：按下列公式計算： h。在在800mm到到2000mm間間一般板類受彎構(gòu)件主要指受均布荷載作用下的一般板類受彎構(gòu)件主要指受均布荷載作用下的單向板和雙向板需要按單向板計算的構(gòu)件。單向板和雙向板需要按單向板計算的構(gòu)件。 00.7chtVf bh4/10)800(hh0h截面高度影響系數(shù)h需要

7、說明的是需要說明的是：以上無腹筋梁受剪承載力計算公式僅有理論上的意義。以上無腹筋梁受剪承載力計算公式僅有理論上的意義。實際無腹筋梁不允許采用實際無腹筋梁不允許采用規(guī)范規(guī)范中僅給出不配置箍筋和彎起鋼筋的一般單向板類構(gòu)中僅給出不配置箍筋和彎起鋼筋的一般單向板類構(gòu)件的受剪承載力計算公式件的受剪承載力計算公式Vc=0.7h ftbh04/10800hh當當h0小于小于800mm時取時取h0=800mm當當h02000mm時取時取h0=2000mm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和和配箍率配箍率 sv5.4 有腹筋梁受剪承載力計算

8、公式有腹筋梁受剪承載力計算公式 Asv箍筋的截面面積，箍筋的截面面積，n箍筋的肢數(shù)，箍筋的肢數(shù)，b梁的截面寬，梁的截面寬，s箍筋間箍筋間距距 有腹筋受剪承載力的計算有腹筋受剪承載力的計算一、計算公式（只配有箍筋）一、計算公式（只配有箍筋）scuVVVVc為無腹筋梁的承載力為無腹筋梁的承載力考慮到配置箍筋后尺寸效應(yīng)的影響減小，以及縱向鋼筋的考慮到配置箍筋后尺寸效應(yīng)的影響減小，以及縱向鋼筋的影響并不是很大，故均取影響并不是很大，故均取 h=1。Vc=0.7h ftbh0矩形、矩形、T T形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0025. 17 . 0hsAfbhfVsvyvtu規(guī)范：集

9、中荷載作用下的獨立梁集中荷載作用下的獨立梁規(guī)范：000 . 10 . 175. 1hsAfbhfVsvyvtu二、公式適用條件（上限二、公式適用條件（上限最小截面）最小截面） 當配箍率超過一定值后，則在箍筋屈服前，斜壓桿混凝土已當配箍率超過一定值后，則在箍筋屈服前，斜壓桿混凝土已壓壞，故可取斜壓破壞作為受剪承載力的上限。壓壞，故可取斜壓破壞作為受剪承載力的上限。斜壓破壞取決于混凝土的抗壓強度和截面尺寸斜壓破壞取決于混凝土的抗壓強度和截面尺寸。 規(guī)范規(guī)范是通過控制受剪截面剪力設(shè)計值不大于斜壓破壞時是通過控制受剪截面剪力設(shè)計值不大于斜壓破壞時的受剪承載力來防止由于配箍率而過高產(chǎn)生斜壓破壞的受剪承載

10、力來防止由于配箍率而過高產(chǎn)生斜壓破壞受剪截面應(yīng)符合下列截面限制條件，受剪截面應(yīng)符合下列截面限制條件，當4bhw時， 025. 0bhfVcc當6bhw時， 020. 0bhfVcc當64bhw時，按直線內(nèi)插法取用。 c為高強混凝土的強度折減為高強混凝土的強度折減系數(shù)系數(shù)fcu,k 50N/mm2時，時， c =1.0fcu,k =80N/mm2時，時， c =0.8其間線性插值。其間線性插值。二、公式適用條件（上限二、公式適用條件（上限最小截面）最小截面）hw截面腹板高度截面腹板高度矩形截面取矩形截面取hw=h0 T形截面取形截面取hw=h0- -hf 工形截面取工形截面取hw=h0 - -h

11、f - -hfb為矩形截面的寬度為矩形截面的寬度 或或T形截面和工形截面的形截面和工形截面的腹板寬度腹板寬度當4bhw時， 025. 0bhfVcc當5bhw時， 020. 0bhfVcc當540.7ftbh0時，時，配箍率應(yīng)滿足配箍率應(yīng)滿足yvtsvsvsvffbsA24. 0min,0000 . 125. 17 . 0bhfhsAfbhfVtsvyvtu對于一般受彎構(gòu)件，相應(yīng)受剪承載力為，對于一般受彎構(gòu)件，相應(yīng)受剪承載力為，三、彎起鋼筋三、彎起鋼筋 當剪力較大時，可利用縱筋彎起與斜裂縫相交來提高受剪承當剪力較大時，可利用縱筋彎起與斜裂縫相交來提高受剪承載力。載力。0.8fyAsbsin8

12、. 0sbycsuAfVV 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，一般取一般取45當當h。800mm時，可時，可取取60 只配箍筋公式只配箍筋公式5.5 箍筋的構(gòu)造要求箍筋的構(gòu)造要求 1.箍筋的設(shè)置箍筋的設(shè)置 梁高度大于梁高度大于300m：全長設(shè)置箍筋：全長設(shè)置箍筋 梁高度為梁高度為150300mm：端部各：端部各14跨度跨度范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，但當梁的中部范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，但當梁的中部12跨度跨度范圍內(nèi)有集中荷載作用時，則應(yīng)沿梁的全范圍內(nèi)有集中荷載作用時，則應(yīng)沿梁的全長配置箍筋長配置箍筋 高度小于高度小于150mm：可不設(shè)箍筋。：可不設(shè)箍筋。 2. 箍筋的直徑箍筋的直徑 箍筋直徑

13、應(yīng)不小于表中的規(guī)定箍筋直徑應(yīng)不小于表中的規(guī)定 當梁中配有計算需要的縱向受壓鋼筋時，當梁中配有計算需要的縱向受壓鋼筋時，箍筋直徑尚不應(yīng)小于箍筋直徑尚不應(yīng)小于 （d為縱向受壓為縱向受壓鋼筋的最大直徑鋼筋的最大直徑 ）。）。 4d)(mmh250h800250800300500 4. 箍筋的形式箍筋的形式 一般均應(yīng)采用封閉一般均應(yīng)采用封閉式，特別是當梁中式，特別是當梁中配置有受壓鋼筋時。配置有受壓鋼筋時。 (a) 開口式開口式 (b)封閉式封閉式 梁寬不大于梁寬不大于150mm時，時，采用單肢箍采用單肢箍 梁寬在梁寬在150mm350mm時采用雙肢箍時采用雙肢箍 梁寬大于等于梁寬大于等于300mm時

14、時或受拉鋼筋一排超過或受拉鋼筋一排超過5根根或受壓鋼筋一排超過或受壓鋼筋一排超過3根根時采用四肢箍時采用四肢箍 5. 箍筋的肢數(shù)箍筋的肢數(shù) 二、計算位置：見下圖二、計算位置：見下圖 1、支座邊緣處；、支座邊緣處； 2、起彎點處；、起彎點處； 3、箍筋變化處；、箍筋變化處； 4、梁腹寬度改變處。、梁腹寬度改變處。三、截面設(shè)計三、截面設(shè)計1、截面尺寸驗算。、截面尺寸驗算。2、箍筋配置：構(gòu)造配箍情況；最小配箍率、箍筋配置：構(gòu)造配箍情況；最小配箍率受彎構(gòu)件斜截面受彎承載力受彎構(gòu)件斜截面受彎承載力及有關(guān)構(gòu)造要求及有關(guān)構(gòu)造要求一、正截面受彎構(gòu)件承載力圖（材料抵抗彎矩圖）一、正截面受彎構(gòu)件承載力圖（材料抵抗

15、彎矩圖）1、定義：按實際配置的縱向受力鋼筋繪制的梁上各正截面所能、定義：按實際配置的縱向受力鋼筋繪制的梁上各正截面所能承受的最大彎矩設(shè)計值的圖形。承受的最大彎矩設(shè)計值的圖形。2、繪制方法、繪制方法 （1）無鋼筋截斷和彎起時（）無鋼筋截斷和彎起時（見圖見圖1）先計算總鋼筋的受彎承載力，然后計算每根鋼筋的承載力，先計算總鋼筋的受彎承載力，然后計算每根鋼筋的承載力，計算方法為：計算方法為：si , sRiAAMM（2）有鋼筋截斷時，彎矩抵抗圖作相應(yīng)的變化，）有鋼筋截斷時，彎矩抵抗圖作相應(yīng)的變化，見圖見圖2（3）有鋼筋彎起時，彎矩抵抗圖作相應(yīng)的變化，）有鋼筋彎起時，彎矩抵抗圖作相應(yīng)的變化，見圖見圖2a

16、bcd32132133圖1圖2二、縱向鋼筋的彎起二、縱向鋼筋的彎起1. 彎起的作用：抵抗剪力彎起的作用：抵抗剪力2. 彎起的位置彎起的位置(1) 彎起點到充分利用截面的距離應(yīng)滿足彎起點到充分利用截面的距離應(yīng)滿足s0.5h0要求，要求，如圖如圖3所示所示;(2) 彎終點到支座邊或到前一排彎起鋼筋彎起點之間的距離都不應(yīng)彎終點到支座邊或到前一排彎起鋼筋彎起點之間的距離都不應(yīng)大于箍筋的最大間距，以確保每條可能的斜裂縫處均有彎起鋼大于箍筋的最大間距，以確保每條可能的斜裂縫處均有彎起鋼筋通過，筋通過，如圖如圖4 所示所示.三、縱向鋼筋的截斷三、縱向鋼筋的截斷1. 截斷的原則截斷的原則（1）允許抵抗支座負彎矩的縱筋延長一段距離后截斷；）允許抵抗支座負彎矩的縱筋延長一段距離后截斷；（2）一般不截斷抵抗跨中正彎矩的縱筋。）一般不截斷抵抗跨中正彎矩的縱筋。2. 截斷的方法：若截斷某根鋼筋，則只能在離開該根鋼筋充分截斷的方法：若截斷某根鋼筋，則只能在離開該根鋼筋充分利用截面或不需要截面一段距離后截斷，利用截面或不需要截面一段距離后截斷，如圖如圖