受剪構件學習教案

1、受剪構件受剪構件(gujin)第一頁，共44頁。5.1 5.1 概述概述(i sh)(i sh)彎剪斜裂縫(li fng)腹剪斜裂縫(li fng)箍筋彎起鋼筋腹筋第五章 受彎構件斜截面受剪承載力5.1 概 述第1頁/共44頁第二頁，共44頁。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)5.2 5.2 斜裂縫、剪跨比及斜裂縫、剪跨比及(bj)(bj)斜截面破壞形態(tài)斜截面破壞形態(tài)一、斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)一、斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)(zhungti)(zhungti)的變化的變化斜裂縫出現(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( (剪壓區(qū)剪壓區(qū)

2、) )第五章 受彎構件斜截面受剪承載力第2頁/共44頁第三頁，共44頁。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)一、斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)一、斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)(zhungti)(zhungti)的變化的變化VcVaVd斜裂縫斜裂縫(li fng)(li fng)出現(xiàn)后，受剪面積的減小使受壓區(qū)混凝土剪力增大出現(xiàn)后，受剪面積的減小使受壓區(qū)混凝土剪力增大( (剪壓區(qū)剪壓區(qū)) )第五章 受彎構件斜截面受剪承載力斜裂縫出現(xiàn)前，支座附近截面斜裂縫出現(xiàn)前，支座附近截面a-a的鋼筋應力的鋼筋應力s ss與與Ma成正比；成正比；MaMb5.2 5.2 斜裂縫、剪跨比及斜截面破壞形態(tài)斜裂縫、剪跨比及斜

3、截面破壞形態(tài)第3頁/共44頁第四頁，共44頁。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)一、斜裂縫出現(xiàn)后梁一、斜裂縫出現(xiàn)后梁(HuLing)(HuLing)中受力狀態(tài)的變化中受力狀態(tài)的變化斜裂縫出現(xiàn)后，受剪面積斜裂縫出現(xiàn)后，受剪面積(min j)(min j)的減小使受壓區(qū)混凝土剪力增大的減小使受壓區(qū)混凝土剪力增大( (剪壓區(qū)剪壓區(qū)) )第五章 受彎構件斜截面受剪承載力斜裂縫出現(xiàn)前，支座附近截面斜裂縫出現(xiàn)前，支座附近截面a-a的鋼筋應力的鋼筋應力s ss與與Ma成正比成正比斜裂縫出現(xiàn)后，斜裂縫出現(xiàn)后，截面截面a-a 的鋼筋應力的鋼筋應力s ss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

4、-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 ss與跨中截面的與跨中截面的s ss相近，相近，這對縱筋的錨固提出更高的要求。這對縱筋的錨固提出更高的要求。同時，銷栓作同時，銷栓作用用Vd使縱筋周圍的混凝土產(chǎn)生使縱筋周圍的混凝土產(chǎn)生撕裂裂縫撕裂裂縫，削弱混凝土對縱筋的錨固作用。，削弱混凝土對縱筋的錨固作用。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5.2 5.2 斜裂縫、剪跨比及斜截面破壞形態(tài)斜裂縫、剪跨比及斜截面破壞形態(tài)第4頁/共44頁第五頁，共44頁。三、斜截面三、斜截

5、面(jimin)(jimin)受剪破壞的三種形態(tài)（無腹筋梁）受剪破壞的三種形態(tài)（無腹筋梁）0bhV00haVhM對集中對集中(jzhng)荷載簡支梁荷載簡支梁剪跨比剪跨比Shear span ratio5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件斜截面受剪承載力h0a0VhMs20bhMs第5頁/共44頁第六頁，共44頁。（ 3）5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力P f斜拉破壞斜拉破壞diagonal tension failure第6頁/共44頁第七頁，共44頁。無腹筋斜拉破壞無腹筋斜拉破壞(phui)試試驗錄像驗錄像第7頁

6、/共44頁第八頁，共44頁。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力P f（1 3）剪跨比較小，剪跨比較小，有一定拱作用有一定拱作用 斜裂縫出現(xiàn)后，部分荷載通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)增加，并出現(xiàn)其它斜裂縫。斜裂縫出現(xiàn)后，部分荷載通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)增加，并出現(xiàn)其它斜裂縫。剪壓破壞剪壓破壞shear compression failure第8頁/共44頁第九頁，共44頁。無腹筋剪壓破壞無腹筋剪壓破壞(phui)試驗錄試驗錄像像第9頁/共44頁第十頁，共44頁。（ 1）5.2 無腹筋梁的受

7、剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力P f斜壓破壞斜壓破壞diagonal compression failure第10頁/共44頁第十一頁，共44頁。無腹筋斜壓破壞無腹筋斜壓破壞(phui)試驗試驗錄像錄像第11頁/共44頁第十二頁，共44頁。無腹筋梁的受剪破壞都是脆性的無腹筋梁的受剪破壞都是脆性的斜拉破壞為受拉脆性破壞，脆性性質最顯著；斜拉破壞為受拉脆性破壞，脆性性質最顯著；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受壓脆性破壞之間。剪壓破壞界于受拉和受壓脆性破壞之間。不同破壞形態(tài)的原因主要不同破壞形態(tài)的原因主要(zhyo)是由于傳力

8、路徑的變化引起應力狀態(tài)的不同而產(chǎn)生的。是由于傳力路徑的變化引起應力狀態(tài)的不同而產(chǎn)生的。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第12頁/共44頁第十三頁，共44頁。一、影響一、影響(yngxing)(yngxing)受剪承載力的因素受剪承載力的因素 剪跨比剪跨比l l 影響荷載傳遞機構影響荷載傳遞機構(jgu)(jgu)，從而直接影響到梁中的應力狀態(tài)，從而直接影響到梁中的應力狀態(tài) 剪跨比剪跨比l l 大，荷載主要依靠拉應力傳遞到支座大，荷載主要依靠拉應力傳遞到支座 剪跨比剪跨比l l 小，荷載主要依靠壓應力傳遞到支座小，荷載主要依靠壓應力傳遞到支

9、座5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件斜截面受剪承載力5.4 5.4 斜截面承載力計算公式斜截面承載力計算公式第13頁/共44頁第十四頁，共44頁。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第14頁/共44頁第十五頁，共44頁。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第15頁/共44頁第十六頁，共44頁。間接加載，由于荷載傳遞方式的改變，即荷載通過橫梁上部拉應力向支座傳遞，這樣即使在名義剪跨比較間接加載，由于荷載傳遞方式的改變，即荷載通過橫梁上部拉應力向支座傳遞，這樣即使在名義剪

10、跨比較(bjio)(bjio)小時，也會產(chǎn)生斜拉破壞。小時，也會產(chǎn)生斜拉破壞。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第16頁/共44頁第十七頁，共44頁。 混凝土強度混凝土強度 剪切破壞是由于混凝土達到復合應力（剪壓）狀態(tài)下強度而發(fā)生的。所以混凝土強度對受剪承載力有很大的影響。剪切破壞是由于混凝土達到復合應力（剪壓）狀態(tài)下強度而發(fā)生的。所以混凝土強度對受剪承載力有很大的影響。 原規(guī)范原規(guī)范(gufn)(gufn)規(guī)范規(guī)范(gufn)GBJ10-89(gufn)GBJ10-89取無腹筋梁的受剪承載力取無腹筋梁的受剪承載力VuVu與與fcfc成正比

11、，這在普通強度等級情況下近似成立。成正比，這在普通強度等級情況下近似成立。 試驗表明，隨著混凝土強度的提高，試驗表明，隨著混凝土強度的提高，VuVu與與 ft ft 近似成正比。近似成正比。 事實上，斜拉破壞取決于事實上，斜拉破壞取決于ft ft ，剪壓破壞也基本取決于，剪壓破壞也基本取決于ftft，只有在剪跨比很小時的斜壓破壞取決于，只有在剪跨比很小時的斜壓破壞取決于fcfc。 而斜壓破壞可認為是受剪承載力的上限。而斜壓破壞可認為是受剪承載力的上限。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第17頁/共44頁第十八頁，共44頁。5.2 無腹筋梁的

12、受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第18頁/共44頁第十九頁，共44頁?？v筋配筋率縱筋配筋率縱筋配筋率越大，受壓區(qū)面積越大，受剪面積也越大，并使縱筋的銷栓作用也增加。同時，增大縱筋面積還可限制斜裂縫的開展，增加斜裂縫間的骨料咬合力作用。縱筋配筋率越大，受壓區(qū)面積越大，受剪面積也越大，并使縱筋的銷栓作用也增加。同時，增大縱筋面積還可限制斜裂縫的開展，增加斜裂縫間的骨料咬合力作用。截面形狀截面形狀TT形截面有受壓翼緣，增加了剪壓區(qū)的面積，對斜拉破壞和剪壓破壞的受剪承載力有提高（形截面有受壓翼緣，增加了剪壓區(qū)的面積，對斜拉破壞和剪壓破壞的受剪承載力有提高（20%2

13、0%），但對斜壓破壞的受剪承載力并沒有提高。），但對斜壓破壞的受剪承載力并沒有提高。尺寸效應尺寸效應梁高度很大時，撕裂裂縫比較明顯，銷栓作用大大降低，斜裂縫寬度也較大，削弱了骨料咬合作用。試驗表明，在保持參數(shù)梁高度很大時，撕裂裂縫比較明顯，銷栓作用大大降低，斜裂縫寬度也較大，削弱了骨料咬合作用。試驗表明，在保持參數(shù)fcfc、r r、l l 相同的情況下，截面尺寸增加相同的情況下，截面尺寸增加4 4倍，受剪承載力降低倍，受剪承載力降低25%30%25%30%。對于。對于(duy)(duy)高度較大的梁，配置梁腹縱筋，可控制斜裂縫的開展。配置腹筋后，尺寸效應的影響減小。高度較大的梁，配置梁腹縱筋，

14、可控制斜裂縫的開展。配置腹筋后，尺寸效應的影響減小。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第19頁/共44頁第二十頁，共44頁。5.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第五章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第20頁/共44頁第二十一頁，共44頁。二、無腹筋梁受剪承載力的計算二、無腹筋梁受剪承載力的計算(j sun)(j sun) 影響受剪承載力的因素很多，很難綜合考慮，而且受剪破壞影響受剪承載力的因素很多，很難綜合考慮，而且受剪破壞(phui)(phui)都是脆性的。都是脆性的。 規(guī)范根據(jù)大量的試驗結果，取具有一定可靠度（規(guī)范根據(jù)大量

15、的試驗結果，取具有一定可靠度（95%95%）的偏下限經(jīng)驗公式來計算受剪承載力。）的偏下限經(jīng)驗公式來計算受剪承載力。 矩形、T形和工形截面(jimin)的一般受彎構件新規(guī)范： Vc=0.7 ftbh0原規(guī)范：Vc=0.07fcbh06.2 無腹筋梁的受剪性能第六章 受彎構件斜截面受剪承載力 上式相當于受均布荷載作用的不同上式相當于受均布荷載作用的不同l0/h的簡支梁、連續(xù)梁試驗結果的偏下限，接近斜裂縫開裂荷載，因此當剪力設計值小于該值時，不會產(chǎn)生受剪破壞，的簡支梁、連續(xù)梁試驗結果的偏下限，接近斜裂縫開裂荷載，因此當剪力設計值小于該值時，不會產(chǎn)生受剪破壞，同時在使用荷載下一般不會出現(xiàn)斜裂縫。同時在

16、使用荷載下一般不會出現(xiàn)斜裂縫。第21頁/共44頁第二十二頁，共44頁。6.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第22頁/共44頁第二十三頁，共44頁。集中荷載(hzi)作用下的獨立梁 對于不與樓板對于不與樓板(lubn)(lubn)整澆的獨立梁，在集中荷載下，或同時作用多種荷載時，其中集中荷載在支座截面產(chǎn)生的剪力占總剪力的整澆的獨立梁，在集中荷載下，或同時作用多種荷載時，其中集中荷載在支座截面產(chǎn)生的剪力占總剪力的75%75%以上時，以上時，新規(guī)范(gufn)：00 . 175. 1bhfVtc當剪跨比當剪跨比 3.0，取取 =3.0，且支座到計算

17、截面之間均應配置箍筋。，且支座到計算截面之間均應配置箍筋。無腹筋梁的受剪破壞都是脆性的，其應用范圍有嚴格的限制。無腹筋梁的受剪破壞都是脆性的，其應用范圍有嚴格的限制。規(guī)范規(guī)范僅對僅對h150的小梁（如過梁、檁條）可采用無腹筋。的小梁（如過梁、檁條）可采用無腹筋。6.2 無腹筋梁的受剪性能第六章 受彎構件斜截面受剪承載力05 . 12 . 0bhfVcc原規(guī)范：第23頁/共44頁第二十四頁，共44頁。6.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力第24頁/共44頁第二十五頁，共44頁。6.2 無腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受彎構件(gujin

18、)斜截面受剪承載力需要說明的是：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以上無腹筋梁受剪承載力計算公式僅有理論上的意義。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)范中僅給出不配置箍筋和彎起鋼筋的一般規(guī)范中僅給出不配置箍筋和彎起鋼筋的一般(ybn)單向板類構件的受剪承載力計算公式單向板類構件的受剪承載力計算公式Vc=0.7bh ftbh04/10800hhb當當h0小于小于800mm時取時取h0=800mm當當h02000mm時取時取h0=2000mm第25頁/共44頁第二十六頁，共44頁。三、有腹筋梁的受剪性能三、有腹筋梁的受剪性能(xngnng)(xngnng)6.

19、3 有腹筋梁的受剪性能第六章 受彎構件斜截面受剪承載力第26頁/共44頁第二十七頁，共44頁。（一）箍筋的作用（一）箍筋的作用(zuyng)6.3 有腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受彎構件斜截面受剪承載力第27頁/共44頁第二十八頁，共44頁。（二）破壞（二）破壞(phui)(phui)形態(tài)形態(tài)影響有腹筋梁破壞形態(tài)的主要影響有腹筋梁破壞形態(tài)的主要(zhyo)因素有剪跨比因素有剪跨比lbsnAbsAsvsvsv1 剪跨比 配箍率11 3無腹筋sv很小sv適量sv很大 剪跨比 配箍率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

20、很大斜壓破壞斜壓破壞斜壓破壞6.3 有腹筋梁的受剪性能(xngnng)第六章 受彎構件斜截面受剪承載力和和配箍率配箍率 sv第28頁/共44頁第二十九頁，共44頁。箍筋適量箍筋適量(shling)梁受剪破壞試驗梁受剪破壞試驗錄像錄像第29頁/共44頁第三十頁，共44頁。箍筋較少梁受剪破壞箍筋較少梁受剪破壞(phui)試驗錄像試驗錄像第30頁/共44頁第三十一頁，共44頁。箍筋較多梁受剪破壞箍筋較多梁受剪破壞(phui)試驗試驗錄像錄像第31頁/共44頁第三十二頁，共44頁。四四 受剪承載力的計算受剪承載力的計算(j sun)(j sun)（一）計算公式（一）計算公式scuVVVVc為無腹筋梁的

21、承載力為無腹筋梁的承載力考慮到配置箍筋后尺寸效應的影響減小，以及縱向考慮到配置箍筋后尺寸效應的影響減小，以及縱向(zn xin)鋼筋的影響并不是很大。鋼筋的影響并不是很大。6.4 受剪承載力計算(j sun)第六章 受彎構件斜截面受剪承載力第32頁/共44頁第三十三頁，共44頁。矩形矩形(jxng)(jxng)、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0025. 17 . 0hsAfbhfVsvyvtu現(xiàn)規(guī)范：集中荷載集中荷載(hzi)作用下的獨立梁作用下的獨立梁現(xiàn)規(guī)范：000 . 10 . 175. 1hsAfbhfVsvyvtu005 . 107. 0hsAfbhfVsv

22、yvcu原規(guī)范：0025. 15 . 12 . 0hsAfbhfVsvyvcu原規(guī)范：6.4 受剪承載力計算(j sun)第六章 受彎構件斜截面受剪承載力第33頁/共44頁第三十四頁，共44頁。6.4 受剪承載力計算(j sun)第六章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力矩形、矩形、T T形和工形截面的一般形和工形截面的一般(ybn)(ybn)受彎構件受彎構件第34頁/共44頁第三十五頁，共44頁。6.4 受剪承載力計算(j sun)第六章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力集中荷載作用集中荷載作用(zuyng)下的獨立梁下的獨立梁第35頁/共44頁第三十六頁，共44頁。（二）截面（二

23、）截面(jimin)(jimin)限制條件限制條件當4bhw時， 025. 0bhfVccb當6bhw時， 020. 0bhfVccb當64bhw時，按直線內插法取用。bcbc為高強為高強(g(goqing)oqing)混凝土的強度折減系數(shù)，當混凝土的強度折減系數(shù)，當fcu,k fcu,k 50N/mm250N/mm2時，時，bc 1.0bc 1.0，當，當fcu,k 80N/mm2fcu,k 80N/mm2時時bc 0.8bc 0.8，其間線性插值。，其間線性插值。6.4 受剪承載力計算第六章 受彎構件斜截面受剪承載力第36頁/共44頁第三十七頁，共44頁。（二）截面限制（二）截面限制(xi

24、nzh)(xinzh)條件條件6.4 受剪承載力計算(j sun)第六章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力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 - -hf - -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腹板寬度形截面和工形截面的腹板寬度當4bhw時， 025. 0bhfVccb當6bhw時， 020. 0bhfVccb當640.7ftbh0 V0.7ftbh0 150h300 150 200 300h500 200 300 500800 300 400 表 5-3 梁中箍

25、筋最小直徑(mm) 梁高 h(mm) 箍筋直徑 h250 250800 4 6 8 第39頁/共44頁第四十頁，共44頁。（四）受剪計算（四）受剪計算(j sun)(j sun)斜截面斜截面 支座邊緣支座邊緣(binyun)截面（截面（1-1）；）； 腹板寬度改變處截面（腹板寬度改變處截面（2-2）；）； 箍筋直徑或間距改變處截面（箍筋直徑或間距改變處截面（3-3）；）； 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面（受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面（4-4）。）。第六章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力6.4 受剪承載力計算第40頁/共44頁第四十一頁，共44頁。（五）僅配箍筋梁的設計（五）僅配箍筋梁的設計(shj)(shj)計算計算第六章 受彎構件(gujin)斜截面受剪承載力6.4 受剪承載力計算(j sun) 鋼筋混凝土梁一般先進行正截面承載力設計，初步