一級(jí)結(jié)構(gòu)工程師教學(xué)ppt混凝土結(jié)構(gòu)斜截面

1、第四章 構(gòu)件受剪性能紹興文理學(xué)院土木工程系梁超鋒一、概述彎筋箍筋PPs縱筋彎剪段（本章研究的主要內(nèi)容）統(tǒng)稱腹筋-幫助混凝土梁抵御剪力有腹筋梁-既有縱筋又有腹筋無腹筋梁-只有縱筋無腹筋hbAsv11svsvnAA 箍筋肢數(shù)優(yōu)先用箍筋，后彎起鋼筋優(yōu)先用箍筋，后彎起鋼筋角筋和側(cè)邊鋼筋不能彎起角筋和側(cè)邊鋼筋不能彎起二、簡支無腹筋梁的抗剪機(jī)制 1. 構(gòu)件的開裂bhh0AsPPaaAAyIM00bIVS2242tp2242cp主應(yīng)力跡線主應(yīng)力跡線二、簡支無腹筋梁的抗剪機(jī)制 1. 構(gòu)件的開裂當(dāng)達(dá)到tu時(shí)，梁的剪彎段開裂，出現(xiàn)斜裂縫根據(jù)a的不同(M和V比值不同)裂縫可能由截面中部開始出現(xiàn)（腹剪斜裂縫）裂縫可能

2、由截面中部開始出現(xiàn)（腹剪斜裂縫）裂縫可能由截面底部開始出現(xiàn)裂縫可能由截面底部開始出現(xiàn)( (彎剪斜裂縫彎剪斜裂縫) )主應(yīng)力跡線主應(yīng)力跡線二、簡支無腹筋梁的抗剪機(jī)制 1. 構(gòu)件的開裂bhh0AsPPaa引入一概念：剪跨比000VhMVhVaha反映了集中力作用截面處彎矩M和剪力V的比例關(guān)系計(jì)算剪跨比廣義剪跨比樓板樓板值大，值大，抗剪滿足抗剪滿足二、簡支無腹筋梁的抗剪機(jī)制 2. 裂縫的發(fā)展及破壞形態(tài)斜壓破壞斜壓破壞 3時(shí)時(shí)取決于取決于ft二、簡支無腹筋梁的抗剪機(jī)制 2. 裂縫的發(fā)展及破壞形態(tài)所有的破壞均表現(xiàn)為脆性所有的破壞均表現(xiàn)為脆性二、簡支無腹筋梁的抗剪機(jī)制 3. 抗剪機(jī)制以剪壓破壞為例以剪壓破

3、壞為例(相對(duì)于斜壓破壞和斜拉破壞，它更能給人以破壞預(yù)告)VuVcCcVdViTsa銷栓力，隨著裂縫的發(fā)展逐漸增大咬合力，隨著裂縫的發(fā)展逐漸減小dicuiscVVVVYVTCXsin, 0cos, 0數(shù)值很難估計(jì)數(shù)值很難估計(jì)三、有腹筋梁的抗剪機(jī)制 1. 構(gòu)件的開裂開裂前構(gòu)件的受力性能與無腹筋梁相似，腹筋中的應(yīng)力很小AyIM00bIVS2242tp2242cpPPsA當(dāng)當(dāng)達(dá)到達(dá)到 tu tu時(shí)，梁的剪彎段開裂，出現(xiàn)斜裂縫時(shí)，梁的剪彎段開裂，出現(xiàn)斜裂縫開裂后，腹筋的應(yīng)力增大，限制了斜裂縫的發(fā)展，提高了抗剪承載力開裂后，腹筋的應(yīng)力增大，限制了斜裂縫的發(fā)展，提高了抗剪承載力三、有腹筋梁的抗剪機(jī)制 2.

4、裂縫的發(fā)展及破壞形態(tài)斜壓破壞斜壓破壞 3且腹筋配置量較小時(shí)且腹筋配置量較小時(shí)腹筋少，起不到應(yīng)有作用腹筋少，起不到應(yīng)有作用三、有腹筋梁的抗剪機(jī)制 2. 裂縫的發(fā)展及破壞形態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免出設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)此二種破壞形現(xiàn)此二種破壞形態(tài)態(tài)三、有腹筋梁的抗剪機(jī)制 3. 抗剪機(jī)制以剪壓破壞為例以剪壓破壞為例sinsin, 0coscos, 0bvdicubiscTTVVVVYTVTCXVdVuVcCcViTsaTvTb四、影響有腹筋梁抗剪承載力的因素 1. 剪跨比-和無腹筋梁類似0.40.30.20.10123450bhfVc斜壓剪壓斜拉PPaa四、影響有腹筋梁抗剪承載力的因素混凝土的強(qiáng)度提高在一定的范圍

5、內(nèi)在一定的范圍內(nèi)，增大配箍率抗剪承載力提高抗剪承載力提高3. 箍筋的配筋率bsnAbsAsvsvsv1bAsv1s2.混凝土的強(qiáng)度四、影響有腹筋梁抗剪承載力的因素4. 縱筋配筋率VdVuVcCcViTsaTvTb5. 斜截面上骨料咬合力6. 截面尺寸和形狀7. 軸向力作用五、受彎構(gòu)件抗剪承載力分析1. 有腹筋梁的抗剪承載力計(jì)算公式建立依據(jù)斜壓破壞斜壓破壞控制截面最小尺寸控制截面最小尺寸斜拉破壞斜拉破壞滿足最小配箍率和構(gòu)造要求滿足最小配箍率和構(gòu)造要求剪壓破壞剪壓破壞計(jì)算滿足計(jì)算滿足VuV依據(jù)剪壓破壞形態(tài)建立依據(jù)剪壓破壞形態(tài)建立Vu公式公式 五、受彎構(gòu)件抗剪承載力分析1. 有腹筋梁的抗剪承載力計(jì)算

6、公式基本假設(shè) 不考慮不考慮Vi，Vd Vu=Vc+Vs+Vsb=Vcs+Vsb 箍筋和彎起筋都屈服，箍筋和彎起筋都屈服，fyv、fy 考慮考慮影響影響VdVuVcCcViTsaTvTbVuVcVsbaVs簡化簡化六、實(shí)用抗剪承載力計(jì)算公式0bhfVtutyvsvtsvyvffsbhfhAf00sbhfhAfbhfVtsvyvtu0000 . 175. 10.2混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010）取試驗(yàn)結(jié)果的下包值：000 . 175. 1hsAfbhfVsvyvtu集中荷載下或集中荷載引起集中荷載下或集中荷載引起的支座邊緣的剪力占總剪力的支座邊緣的剪力占總剪力75%以上的獨(dú)立梁以上的獨(dú)立梁00

7、0.7svutyvAVf bhfhs矩形、矩形、T形、形、I形截面的一般受彎構(gòu)件形截面的一般受彎構(gòu)件六、實(shí)用抗剪承載力計(jì)算公式000 . 175. 1hsAfbhfVsvyvtu集中荷載下或集中荷載引起集中荷載下或集中荷載引起的支座邊緣的剪力占總剪力的支座邊緣的剪力占總剪力75%以上的以上的獨(dú)立梁獨(dú)立梁PqL0P/2+qL0/2P/275. 02/2/2/0qLPP六、實(shí)用抗剪承載力計(jì)算公式000 . 175. 1hsAfbhfVsvyvtuPqL00 . 35 . 11svsvnAA 箍筋的形式箍筋的形式單肢箍n=1雙肢箍n=2四肢箍n=4六、實(shí)用抗剪承載力計(jì)算公式六、實(shí)用抗剪承載力計(jì)算公式

8、配置彎筋和箍筋的受彎構(gòu)件的配置彎筋和箍筋的受彎構(gòu)件的抗剪承載力抗剪承載力ssbyscuAfVVVsin8 . 0考慮到彎筋位于斜裂縫頂端時(shí)達(dá)不到考慮到彎筋位于斜裂縫頂端時(shí)達(dá)不到屈服強(qiáng)度而引入的修正系數(shù)屈服強(qiáng)度而引入的修正系數(shù)PPss六、實(shí)用抗剪承載力計(jì)算公式Ash0bfbhfhasAsbfAsbfhh0hfhfbbhh0As抗剪承載力適用條件的上限抗剪承載力適用條件的上限當(dāng)hw/b 4時(shí)0max25. 0bhfVVccuu矩形截面取矩形截面取h0；T形取形取h0-hf；I形取形取h-hf-hf當(dāng)hw/b6時(shí)0max20. 0bhfVVccuu當(dāng)40.7ftbh0時(shí)，要求：時(shí)，要求：yvtsvf

9、f24. 0min,當(dāng)當(dāng)V0.3fcA時(shí)，取時(shí)，取N=0.3fcA0 . 30 . 35 . 15 . 1/,5 . 1:33112/00時(shí)，取時(shí)，取集中荷載為主時(shí)均布荷載其它構(gòu)件時(shí)，?。划?dāng)時(shí)，取當(dāng)）（假定反彎點(diǎn)在柱中點(diǎn)框架柱：hahHn柱的凈高柱的凈高七、有軸力作用構(gòu)件抗剪承載力 2. 有軸向壓力作用構(gòu)件的抗剪承載力(p156)0max25. 0bhfVccuNbhfVtu07. 00 . 175. 10minNhsAfbhfVsvyvtu07. 00 . 175. 100當(dāng)N0.3fcA時(shí)，取N=0.3fcA七、有軸力作用構(gòu)件抗剪承載力 3. 有軸向拉力作用構(gòu)件的抗剪承載力(p172)Nh

10、sAfbhfVsvyvtu2 . 00 . 175. 10000036. 0bhfhsAfVhsAftsvyvusvyv取時(shí)，當(dāng)上式的計(jì)算值小于八、箍筋的形式和構(gòu)造要求P100 1. 箍筋的形式單肢箍n=1雙肢箍n=2四肢箍n=4八、箍筋的形式和構(gòu)造要求 2. 最小配箍率和箍筋的最大間距(p100)PPsyvtsvsvsvffbsA/24. 0min最大箍筋間距最大箍筋間距當(dāng)當(dāng)V0.7ftbh0時(shí)，要求：時(shí)，要求：最小箍筋直徑：最小箍筋直徑：d6mm (h800mm); dd8mm (h800mm) )九、基本公式的應(yīng)用 1. 計(jì)算截面的位置112233*支座邊緣處截面支座邊緣處截面1-1*縱

11、筋彎起點(diǎn)處截面縱筋彎起點(diǎn)處截面2-2*箍筋面積或間距改變處截面箍筋面積或間距改變處截面3-3*腹板寬度改變處截面腹板寬度改變處截面九、基本公式的應(yīng)用 2. 設(shè)計(jì)PPs0max)25. 02 . 0(bhfVVccu若不滿足調(diào)整截面尺寸若不滿足調(diào)整截面尺寸NNVVc2 . 007. 0按構(gòu)造要求配箍筋按構(gòu)造要求配箍筋000.070.8sin0.2svucvtyvybsbNAVVf bhfhf ANs預(yù)先選定求sAsvsvAyvtsvsvff /24. 0min選定s九、基本公式的應(yīng)用 3. 已有構(gòu)件的承載力PPsNNVVcu2 . 007. 0minsvsvNNVVVbhfVbscccu2 .

12、007. 0)25. 02 . 0(min0minsvsv十、保證斜截面受彎的措施 1. 基本概念Mu斜VcCcTsTvTbZsvZsbZMu正CcTsZsbbsvvsuZTZTZTM斜ZTMsu正一般情況下正斜uuMM斜截面受彎承斜截面受彎承載力總能滿足載力總能滿足支座處縱筋錨固不足支座處縱筋錨固不足縱筋彎起、切斷不當(dāng)縱筋彎起、切斷不當(dāng)異常情況異常情況需采取構(gòu)造措施需采取構(gòu)造措施十、保證斜截面受彎的措施 2. 抵抗彎矩圖qAB325彎矩圖抵抗彎矩抵抗彎矩)5 . 0(0bffAhAfMMcyssyuRssiRRiAAMM/畫出每個(gè)截面的抵抗彎矩畫出每個(gè)截面的抵抗彎矩抵抗彎矩圖1、2、3分別為

13、分別為、 、 筋的充分利用點(diǎn)筋的充分利用點(diǎn)2、3、a分別為分別為、 、 筋的不需要點(diǎn)筋的不需要點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使抵抗彎矩圖包住彎矩圖，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使抵抗彎矩圖包住彎矩圖，且兩者越近越經(jīng)濟(jì)且兩者越近越經(jīng)濟(jì)ab3211125125125抵抗彎矩圖Mu十、保證斜截面受彎的措施 3. 縱向受力鋼筋在支座處的錨固ABqlasMAMB開裂前開裂前A處的彎矩為處的彎矩為MA開裂后斜截面的彎矩為開裂后斜截面的彎矩為MBABMM開裂后鋼筋的拉力開裂后鋼筋的拉力Ts明顯增大。若明顯增大。若las不夠則容易發(fā)生錨固破壞不夠則容易發(fā)生錨固破壞十、保證斜截面受彎的措施 3. 縱向受力鋼筋在支座處的錨固ABqlasMA

14、MB簡支板或連續(xù)板下部縱筋簡支板或連續(xù)板下部縱筋伸入支座的長度伸入支座的長度dlas5縱向鋼筋的直徑縱向鋼筋的直徑十、保證斜截面受彎的措施 3. 縱向受力鋼筋在支座處的錨固ABqlasMAMB簡支梁或連續(xù)梁簡支端下簡支梁或連續(xù)梁簡支端下部縱筋伸入支座的長度部縱筋伸入支座的長度時(shí)當(dāng)07 . 0bhfVt縱向鋼筋的直徑縱向鋼筋的直徑dlas5時(shí)當(dāng)07 . 0bhfVtdlas12帶肋鋼筋：dlas15光圓鋼筋：如梁內(nèi)支座處的錨固不能滿足上述要求，應(yīng)采取加焊錨固如梁內(nèi)支座處的錨固不能滿足上述要求，應(yīng)采取加焊錨固鋼板等有效措施鋼板等有效措施十、保證斜截面受彎的措施 4. 縱向受力鋼筋的彎起縱筋的彎起必

15、須滿足三方面的要求：*保證正截面的受彎承載力保證正截面的受彎承載力*保證斜截面的受剪承載力保證斜截面的受剪承載力*保證斜截面的受彎承載力保證斜截面的受彎承載力計(jì)算確定構(gòu)造確定計(jì)算及構(gòu)造確定十、保證斜截面受彎的措施 4. 縱向受力鋼筋的彎起幾何中心軸3211acdeADE2002/01hs d在在2點(diǎn)以外保證點(diǎn)以外保證正截面受彎正截面受彎保證斜截面受彎？保證斜截面受彎？十、保證斜截面受彎的措施 4. 縱向受力鋼筋的彎起幾何中心軸3211acdeADE2002/01hs TsTbs1ZZsb 未彎起時(shí)ZTZTMbsu斜彎起后sbbsuZTZTM斜保證不發(fā)生斜截面破壞ZZsZsbcossin1sin

16、)cos1 (1Zs十、保證斜截面受彎的措施 4. 縱向受力鋼筋的彎起TsTbs1ZZsb sin)cos1 (1Zs0)77. 091. 0(hZ 取010010)445. 0525. 0(,60)319. 0372. 0(,45hshs015 . 0 hs 統(tǒng)一取統(tǒng)一取十、保證斜截面受彎的措施 4. 縱向受力鋼筋的彎起SmaxSmax彎終點(diǎn)的位置彎終點(diǎn)的位置十、保證斜截面受彎的措施 4. 縱向受力鋼筋的截?cái)嗫缰惺芾摻钜话悴灰私財(cái)啵ё?fù)筋的截?cái)鄳?yīng)符合下跨中受拉鋼筋一般不宜截?cái)?，支座?fù)筋的截?cái)鄳?yīng)符合下列規(guī)定列規(guī)定延伸長度延伸長度ls1、伸出長度、伸出長度ls2，具體，具體數(shù)值可參閱有關(guān)規(guī)范數(shù)值可參閱有關(guān)規(guī)范(教材教材p104)ACB ls1acb12ls2 保證斜截面受彎保證斜截面受彎 保證粘結(jié)錨固保證粘結(jié)錨固十一、其他構(gòu)造要求 1. 彎起鋼筋 端部錨固端部錨固 不宜彎起情況不宜彎起情況 單獨(dú)設(shè)置彎起鋼筋單獨(dú)設(shè)置彎起鋼筋十一、其他構(gòu)造要求2. 梁內(nèi)箍筋箍筋作用、箍筋作用、直徑、設(shè)置直徑、設(shè)置hw450mm450mm時(shí)時(shí)3. 架立鋼筋(d10mm)4. 縱向構(gòu)造鋼筋彎筋彎筋箍筋箍筋縱筋縱筋架立鋼筋架立鋼筋腰筋腰筋hbAsv1十二、深受彎構(gòu)件的斜截面受剪承載力 1. 均布荷載下bhl0shsvAsvAsh0000006)/5(3