第4章受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算

1、4.1 受彎構(gòu)件斜截面的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)4.2影響受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力的主要因素4.3受彎構(gòu)件的斜截面抗剪承載力4.4受彎構(gòu)件的斜截面抗彎承載力4.5全梁承載力校核與構(gòu)造要求4.6連續(xù)梁的斜截面抗剪承載力課程目標(biāo)1.了解簡支梁剪彎區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，斜截面可能出現(xiàn)的破壞形了解簡支梁剪彎區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，斜截面可能出現(xiàn)的破壞形態(tài)及影響抗剪承載力的主要因素；態(tài)及影響抗剪承載力的主要因素；2.掌握斜截面剪壓破壞抗剪承載力計(jì)算圖式及其計(jì)算公式的掌握斜截面剪壓破壞抗剪承載力計(jì)算圖式及其計(jì)算公式的應(yīng)用應(yīng)用腹筋的設(shè)計(jì)；腹筋的設(shè)計(jì)；3.完整地設(shè)計(jì)或復(fù)核各類截面（矩形截面、完整地設(shè)計(jì)或復(fù)核各類截面（矩形截面、T形截

2、面及箱形截形截面及箱形截面）鋼筋混凝土簡支梁（包括正截面、斜截面計(jì)算及構(gòu)造要求）面）鋼筋混凝土簡支梁（包括正截面、斜截面計(jì)算及構(gòu)造要求）24.1 受彎構(gòu)件斜截面的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)4.1.1 無腹筋簡支梁斜截面的受力狀態(tài)無腹筋簡支梁斜截面的受力狀態(tài)（1）裂縫出現(xiàn)前的應(yīng)力狀態(tài)）裂縫出現(xiàn)前的應(yīng)力狀態(tài)主應(yīng)力軌跡線見下圖主應(yīng)力軌跡線見下圖4-134應(yīng)力發(fā)生重分布：應(yīng)力發(fā)生重分布：a.剪壓區(qū)截面減小，剪壓區(qū)截面減小，、增大增大b.裂縫處縱筋拉應(yīng)力增大，裂縫處縱筋拉應(yīng)力增大，因需抵抗因需抵抗A-A截面彎矩截面彎矩（2）裂縫出現(xiàn)后應(yīng)力變化）裂縫出現(xiàn)后應(yīng)力變化見左圖見左圖4-254.1.2 無腹筋梁斜截面破壞

3、的主要形態(tài)無腹筋梁斜截面破壞的主要形態(tài)（1）剪跨比的概念0VhMm 0ham b.狹義剪跨比：a.廣義剪跨比：laaPPPP6（a）斜拉破壞（）斜拉破壞（m3）由梁底豎向裂縫延主壓應(yīng)力軌跡線迅速伸展至梁頂荷載由梁底豎向裂縫延主壓應(yīng)力軌跡線迅速伸展至梁頂荷載墊板邊緣墊板邊緣撕裂撕裂；破壞荷載低。；破壞荷載低。（2）破壞形態(tài)特征及其發(fā)生原因（b）剪壓破壞）剪壓破壞(1m3)梁剪彎區(qū)段出現(xiàn)臨界斜裂縫，延主壓應(yīng)力軌跡線伸展至梁剪彎區(qū)段出現(xiàn)臨界斜裂縫，延主壓應(yīng)力軌跡線伸展至荷載墊板下方保留一塊混凝土即剪壓區(qū)，在復(fù)合應(yīng)力作荷載墊板下方保留一塊混凝土即剪壓區(qū)，在復(fù)合應(yīng)力作用下用下圧酥圧酥而破壞；而破壞；（c

4、）斜壓破壞）斜壓破壞(m1)腹部開裂，幾條平行斜裂縫把梁腹分割成腹部開裂，幾條平行斜裂縫把梁腹分割成小柱體小柱體而而壓碎壓碎4.1.3有腹筋簡支梁斜截面的受力狀態(tài)腹筋箍筋或箍筋+彎起筋1）有腹筋簡支梁斜截面出現(xiàn)前后的應(yīng)力狀態(tài)開裂前：腹筋作用很小開裂后：腹筋應(yīng)力增加顯著； 幫助混凝土一起抗剪的能力強(qiáng)大？72）有腹筋梁斜截面破壞的主要形態(tài)a.斜拉破壞發(fā)生條件： 3且且腹筋量少腹筋量少。破壞特征：受拉邊緣一旦出現(xiàn)斜裂縫便急受拉邊緣一旦出現(xiàn)斜裂縫便急速發(fā)展，構(gòu)件很快破壞。（速發(fā)展，構(gòu)件很快破壞。（箍筋不能有效抑制斜裂縫，少筋。）89b.斜壓破壞發(fā)生條件： 1.0或或腹筋多、腹板薄腹筋多、腹板薄破壞特征

5、：破壞特征：中和軸中和軸附近出現(xiàn)斜裂縫，然后向附近出現(xiàn)斜裂縫，然后向支座和荷載作用點(diǎn)延伸，破壞時(shí)在支座與荷支座和荷載作用點(diǎn)延伸，破壞時(shí)在支座與荷載作用點(diǎn)之間形成多條斜裂縫，斜裂縫間混載作用點(diǎn)之間形成多條斜裂縫，斜裂縫間混凝土突然壓碎，腹筋不屈服。凝土突然壓碎，腹筋不屈服。 （腹部混凝土壓碎時(shí)箍筋未屈服，超筋。）10c.剪壓破壞發(fā)生條件：1.01.03 3或或腹筋量適中腹筋量適中破壞特征：受拉區(qū)邊緣先開裂，然后向受壓破壞特征：受拉區(qū)邊緣先開裂，然后向受壓區(qū)延伸。破壞時(shí)，與臨界斜裂縫相交的腹筋區(qū)延伸。破壞時(shí)，與臨界斜裂縫相交的腹筋屈服，受壓區(qū)混凝土隨后被壓碎。屈服，受壓區(qū)混凝土隨后被壓碎。 （箍筋

6、受拉屈服，剪壓區(qū)混凝土壓碎，適筋）4.2 影響受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力的主要因素1）剪跨比m2）混凝土抗壓強(qiáng)度fcu3）縱向鋼筋配筋率4）配箍率和箍筋強(qiáng)度此外，截面形狀及尺寸對Vu的影響較大。11vsvsvbSA配箍率計(jì)算方法思考11.配有腹筋梁的斜截面破壞形態(tài)有幾種？各在什么情況下發(fā)生？2.你認(rèn)為影響梁斜截面抗剪能力的最主要因素是哪些？124.3受彎構(gòu)件的斜截面抗剪承載力4.3.1斜截面抗剪承載力計(jì)算的基本公式及適用條件1）基本公式13sbcsusbsvcuVVVVVVVsvsvkcusvccsffpbhVVV,03321)6 . 02()1045. 0(ssbsdsbAfVsin)75.

7、0(4.3受彎構(gòu)件的斜截面抗剪承載力2）適用條件（1）上限值截面最小尺寸14（2）下限值）下限值按構(gòu)造要求配置箍筋條件按構(gòu)造要求配置箍筋條件)kN()1051. 0(0,30bhfVkcud)kN()105 . 0(0230bhfVtdd4-64-74.3.2 等高度簡支梁腹筋的初步設(shè)計(jì)已知：L、bh、混凝土強(qiáng)度等級、縱筋及箍筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度，跨中縱筋布置，梁的計(jì)算剪力包絡(luò)圖，見下圖4-1215（1）驗(yàn)算截面上限（2）求構(gòu)造配筋位置（3）求距支座h/2處剪力V，令Vcs=0.6VVsb=0.4V（4）按式（4-8）或（4-9）求配箍筋（5）按式（4-10）求每排彎起鋼筋所需面積，按構(gòu)造確定彎筋數(shù)

8、量及位置。思考21.梁的斜截面抗剪承載力基本公式是依據(jù)哪種破壞形態(tài)建立的？其適用范圍是什么？2.規(guī)定截面最小尺寸的目的何在？若不滿足此規(guī)定，應(yīng)作何處理？3.如何避免梁發(fā)生斜拉破壞？16作業(yè):習(xí)題4-94.4 受彎構(gòu)件的斜截面抗彎承載力4.4.1斜截面抗彎承載力計(jì)算17svsvsvsbsbsdsssdudZAfZAfZAfMM0實(shí)際設(shè)計(jì)中采用構(gòu)造規(guī)定來滿足上式，即：起彎點(diǎn)距該筋充分利用點(diǎn)距離滿足S10.5h04.4 受彎構(gòu)件的斜截面抗彎承載力4.4.2縱向受拉鋼筋的彎起要求會(huì)作兩種圖：1）計(jì)算彎矩包絡(luò)圖2）材料抵抗彎矩圖要求在圖中明確兩個(gè)點(diǎn)：1）彎筋的“充分利用點(diǎn)”2）彎筋的“不需要點(diǎn)”思考兩個(gè)

9、問題：1）滿足正截面抗彎要求？2）滿足）滿足斜斜截面抗彎要求？184.5 全梁承載力校核與構(gòu)造要求4.5.1斜截面抗剪承載力的復(fù)核利用式（4-6）檢查截面尺寸利用式（4-5）進(jìn)行抗剪復(fù)核，并注意：1）復(fù)核截面的選擇，見P912）斜截面頂端位置的確定，見P91194.5.2 有關(guān)的構(gòu)造要求1）縱向鋼筋在支座處的錨固2）縱向鋼筋在梁跨間的截?cái)嗯c錨固3）鋼筋的接頭4）箍筋的構(gòu)造要求5）彎起鋼筋6）架立鋼筋（P45)7）水平縱向鋼筋（P45)20課堂作業(yè)什么情況下梁采用焊接鋼筋骨架？試?yán)L出焊接鋼筋骨架T形截面簡支梁配筋示意圖，并說明各種鋼筋的作用及構(gòu)造要求。214.5.3 裝配式鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計(jì)例

10、題已知：簡支梁計(jì)算跨徑19.5m，T形截面，類環(huán)境，二級安全等級。C25混凝土，縱筋HRB335級，箍筋R235，直徑8mm，控制截面彎矩及剪力組合設(shè)計(jì)值如下表：要求：配置縱筋，彎起筋及箍筋。22截面位置截面位置彎矩彎矩kN.m剪力剪力kN跨中截面220084L/4跨截面1600支座截面04404.5.3 裝配式鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計(jì)例題23題圖4.5.3 裝配式鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計(jì)例題24跨中截面配筋圖（縱筋）4.5.3 裝配式鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計(jì)例題25半跨梁剪力分配圖配筋圖（下）及彎起筋布置示意圖（上）4.5.3 裝配式鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計(jì)例題26彎起鋼筋細(xì)節(jié)圖（左下）4.5.3 裝配式鋼

11、筋混凝土簡支梁設(shè)計(jì)例題27彎起鋼筋后梁正、斜截面抗彎驗(yàn)算見下圖4-264.5.3 裝配式鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計(jì)例題28彎起筋和斜及筋布置見圖4-27其中a)、c)分別為彎矩、剪力包絡(luò)圖4.5.3 裝配式鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計(jì)例題29斜截面抗剪承載力復(fù)核由圖4-27及圖4-28對各截面逐一進(jìn)行復(fù)核課外作業(yè)教材P108,4-10304.6 連續(xù)梁斜截面抗剪承載力314.6 連續(xù)梁斜截面抗剪承載力4.6.1連續(xù)梁斜截面破壞特點(diǎn)依次裂縫：先垂直裂縫再臨界裂縫后粘結(jié)裂縫應(yīng)力重分布：縱筋外混凝土由壓變?yōu)槔瓕?dǎo)致Vu324.6 連續(xù)梁斜截面抗剪承載力Vu的影響因素：廣義剪跨比m33MMhaVhMm)1 (00Vu計(jì)算公式見式（計(jì)算公式見式（4-5）4.6 連續(xù)梁斜截