受彎構(gòu)件斜截面承載力計算ppt課件

1、第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算一、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)第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算二、斜裂縫、剪跨比及斜截面受剪破壞形態(tài) 1. 構(gòu)件的剪切開裂bhh0As（E-1AsPPaaAA01InAsv0bIVS2242tp2242cp當(dāng)主拉應(yīng)力tpmaxft時，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）裂縫可能由截面底部開始出現(xiàn)彎剪斜裂縫）第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計

2、算 在中和軸附近，正應(yīng)力小，剪應(yīng)力大，主拉應(yīng)力方向大致為45。當(dāng)荷載增大，拉應(yīng)變達到混凝土的極限拉應(yīng)變值時，混凝土開裂，沿主壓應(yīng)力跡線產(chǎn)生腹部的斜裂縫，稱為腹剪斜裂縫。 腹剪斜裂縫中間寬兩頭細，呈棗核形，常見于薄腹梁中，如下圖。腹剪斜裂縫腹剪斜裂縫第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 在剪彎區(qū)段截面的下邊緣，主拉應(yīng)力還是水平向的。所以，在這些區(qū)段仍可能首先出一些較短的垂直裂縫，然后延伸成斜裂縫，向集中荷載作用點發(fā)展，這種由垂直裂縫引伸而成的斜裂縫的總體，稱為彎剪斜裂縫，這種裂縫上細下寬，是最常見的，如下圖所示。彎剪斜裂縫彎剪斜裂縫第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算二、斜裂縫、剪跨比及斜截面受剪破壞形

3、態(tài) 1. 構(gòu)件的剪切開裂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)系計算剪跨比廣義剪跨比注：對于受均布荷載的梁厚板剪跨比為：注：對于受均布荷載的梁厚板剪跨比為：2001 2MlVhhl為計算截面離支座的距離第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 2 斜截面受剪破壞形態(tài)判據(jù)：剪跨比及腹筋數(shù)量三種破壞形態(tài)：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四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 1)斜壓破壞：當(dāng)剪跨比較小(1)時，或箍筋配置過多時易出現(xiàn)。此破壞系由梁中主壓應(yīng)力所致，類似于正截面承載力中的超筋破壞，表現(xiàn)為混凝土壓碎。這種破壞多數(shù)發(fā)生在

4、剪力大而彎矩小的區(qū)段，以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁內(nèi)。破壞時，混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個斜向短柱而被壓壞，破壞是突然發(fā)生。 斜壓破壞斜壓破壞第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算1或較大但腹筋配置較多時，斜壓破壞，腹筋在破壞時未屈服 2. 裂縫的發(fā)展及破壞形態(tài)2斜壓破壞第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 2)剪壓破壞：當(dāng)剪跨比一般(13)時，且箍筋配置不足時出現(xiàn)。此破壞系由梁中主拉應(yīng)力所致，其特點是斜裂縫一出現(xiàn)梁即破壞，破壞呈明顯脆性，類似于正截面承載力中的少筋破壞。其特點是當(dāng)垂直裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向伸展，斜截面承載力隨之喪失。斜拉破壞斜拉破壞第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算3

5、且腹筋配置量較小時，斜拉破壞，腹筋用量太少，起不到應(yīng)有的作用 2. 裂縫的發(fā)展及破壞形態(tài)3斜拉破壞第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 如圖為三種破壞形態(tài)的荷載撓度F-f曲線圖，從圖中曲線可見，各種破壞形態(tài)的斜截面承載力各不相同，斜壓破壞時最大，其次為剪壓，斜拉最小。它們在達到峰值荷載時，跨中撓度都不大，破壞后荷載都會迅速下降，表明它們都屬脆性破壞類型，而其中尤以斜拉破壞為甚。fF0剪壓破壞斜拉破壞斜壓破壞 2. 裂縫的發(fā)展及破壞形態(tài)第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算設(shè)計時應(yīng)避免出設(shè)計時應(yīng)避免出現(xiàn)此二種破壞形現(xiàn)此二種破壞形態(tài)態(tài) 2. 裂縫的發(fā)展及破壞形態(tài) 設(shè)計中斜壓破壞和斜拉破壞主要靠構(gòu)造要求來避免

6、，而剪壓破壞則通過配箍計算來防止。 第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算三、影響抗剪承載力的因素 1. 剪跨比PPaa0.40.30.20.10123450bhfVc斜壓剪壓斜拉試驗表明，剪跨比越大，梁的試驗表明，剪跨比越大，梁的抗剪承載力越低，如下圖。但抗剪承載力越低，如下圖。但當(dāng)當(dāng)3 3 ，剪跨比的影響不明顯。，剪跨比的影響不明顯。第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 2. 混凝土的強度與縱筋的配筋率混凝土的強度提高縱筋配筋率增大抗剪承載力提高 斜截面破壞是因混凝土到達極限強度而發(fā)生的，故斜截面受剪承載力隨混凝土的強度等級的提高而提高。梁斜壓破壞時，受剪承載力取決于混凝土的抗壓強度。梁為斜拉破壞時

7、，受剪承載力取決于混凝土的抗拉強度?？v筋的受剪產(chǎn)生了銷栓力，限制了斜裂縫的伸展，從而擴大了剪壓區(qū)的高度。第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 有腹筋梁出現(xiàn)斜裂縫后，箍筋不僅直接承受相當(dāng)部分的剪力，而且有效地抑制斜裂縫的開展和延伸，對提高剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力和縱向鋼筋的銷栓作用有著積極的影響。試驗表明，在配箍最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，梁的受剪承載力隨配箍量的增多、箍筋強度的提高而有較大幅度的增長。 3.配箍率和箍筋強度對斜截面受剪承載力的影響第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算單肢箍n=1雙肢箍n=2四肢箍n=4箍筋的形式箍筋的形式bsAnbsAsvsvsv1配箍量一般用配箍率又稱箍筋配筋率sv表示，即第四章

8、受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 截面尺寸對無腹筋梁的受剪承載力有影響，尺寸大的構(gòu)件，破壞時的平均剪應(yīng)力=V/bh0比尺寸小的構(gòu)件要降低。有試驗表明，在其他參數(shù)混凝土強度、縱筋配筋率、剪跨比保持不變時，梁高擴大4倍，受剪承載力可下降25%30%。 對于有腹筋梁，截面尺寸的影響將減小。 4.截面尺寸和截面形狀對斜截面受剪承載力的影響 截面形狀主要是指截面形狀主要是指T T形截面梁，其翼緣大小對受剪承載力有一定形截面梁，其翼緣大小對受剪承載力有一定影響。適當(dāng)增加翼緣寬度，可提高受剪承載力影響。適當(dāng)增加翼緣寬度，可提高受剪承載力25%25%，但翼緣過大，但翼緣過大，增大作用就趨于平緩。另外，梁寬增厚也可提高

9、受剪承載力。增大作用就趨于平緩。另外，梁寬增厚也可提高受剪承載力。第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算四、受彎構(gòu)件抗剪承載力分析(一）、力學(xué)分析1. 無腹筋梁的抗剪承載力VuVcCcVdViTsa忽略ViVdbhh0As1h0)21(, 0, 0, 0010010101hhhbaVMhbVYAhbXcccssc由后二式cccff15 . 01實際上是剪壓區(qū)的加載規(guī)律Vch0asAs1h0c第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算(一）、力學(xué)分析1. 無腹筋梁的抗剪承載力cccff15 . 01Vch0asAs1h0c6時0max20. 0bhfVVccuu當(dāng)4規(guī)定，箍筋最小配筋率為 PPss第四章 受彎構(gòu)

10、件斜截面承載力計算4. 抗剪承載力的影響A. 有軸向壓力作用構(gòu)件的抗剪承載力H2H1反彎點NhsAfbhfVsvyvtu07. 00 . 175. 100當(dāng)N0.3fcA時，取N=0.3fcA0 . 30 . 35 . 15 . 1/,5 . 1:33112/00時，取時，取集中荷載為主時均布荷載其它構(gòu)件時，?。划?dāng)時，取當(dāng)）（假定反彎點在柱中點框架柱：hahHn柱的凈高第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 A. 有軸向壓力作用構(gòu)件的抗剪承載力0max25. 0bhfVccuNbhfVtu07. 00 . 175. 10minNhsAfbhfVsvyvtu07. 00 . 175. 100第四章 受

11、彎構(gòu)件斜截面承載力計算 B. 有軸向拉力作用構(gòu)件的抗剪承載力NhsAfbhfVsvyvtu2 . 00 . 175. 10000000.36svyvsvsvuyvyvtAfhsAAVfhfhf bhss當(dāng)上式的計算值小于時，取 且第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算六、箍筋的形式和構(gòu)造要求 1. 箍筋的形式單肢箍n=1雙肢箍n=2四肢箍n=4第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 2. 最小配箍率和箍筋的最大間距PPsyvtsvsvffbsA/24. 0min最小配箍率最大箍筋間距原則0maxhs具體數(shù)值教材表6-2、表6-3第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算七、基本公式的應(yīng)用1. 設(shè)計構(gòu)件PPs0max

12、)25. 02 . 0(bhfVVccu若不滿足調(diào)整截面尺寸NNVVc2 . 007. 0按最小配箍率配箍筋)25. 1 ()7 . 0(sin8 . 02 . 007. 00 . 175. 100sbybsvyvtuAfNNhsAfbhfVV預(yù)先選定求sAsvsvAyvtsvsvff /24. 0min選定s第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 2. 已有構(gòu)件的承載力復(fù)核PPsNNVVcu2 . 007. 0minsvsvNNVVVbhfVbscccu2 . 007. 0)25. 02 . 0(min0minsvsv第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 3. 計算截面的位置112233* *支座邊緣

13、處截面支座邊緣處截面1-11-1* *縱筋彎起點處截面縱筋彎起點處截面2-22-2* *箍筋面積或間距改變處截面箍筋面積或間距改變處截面3-33-3* *腹板寬度改變處截面腹板寬度改變處截面下列各個斜截面都應(yīng)分別計算受剪承載力：下列各個斜截面都應(yīng)分別計算受剪承載力：第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算（1支座邊緣的斜截面見下圖的截面1-1）第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 （2彎起鋼筋彎起點處的斜截面見下圖截面2-2、3-3）； 第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 （3箍筋直徑或間距改變處的斜截面見下圖的截面4-4）； 第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 （4腹板寬度或截面高度改變處的斜截面如下圖的截

14、面5-5）。 以上這些斜截面都是受剪承載力較薄弱之處，計算時應(yīng)取這些斜截面范圍內(nèi)的最大剪力，即取斜截面起始端處的剪力作為計算的外剪力。 5-5第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 4、斜截面受剪承載力計算步驟 斜截面受剪承載力的計算按下列步驟進行設(shè)計： A求內(nèi)力，繪制剪力圖； B 驗算是否滿足截面限制條件，如不滿足，則應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土的強度等級； C驗算是否需要按計算配置腹筋。0max)25. 02 . 0(bhfVVccuNNVVc2 . 007. 0第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 D計算腹筋 （1對僅配置箍筋的梁，可按下式計算： 對矩形、T形和工字形截面的一般受彎構(gòu)件00125.

15、17 . 0hfbhfVsnAyvtsv第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算對集中荷載作用下的獨立梁 0010 .10 .175.1hfbhfVsnAyvtsv （2同時配置箍筋和彎起鋼筋的梁，可以根據(jù)經(jīng)驗和構(gòu)造要求配置箍筋確定Vcs，然后按下式計算彎起鋼筋的面積。 sin8 . 0sbycsfVVA第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 （3也可以根據(jù)受彎承載力的要求，先選定彎起鋼筋再按下式計算所需箍筋： 00125. 1sin8 . 07 . 0hfAfbhfVsnAyvsbytsv0010 . 1sin8 . 00 . 175. 1hfAfbhfVsnAyvsbytsv 然后驗算彎起點的位置是否滿

16、足斜截面承載力的要求。 第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算【5-1】已知一矩形截面簡支梁，荷載及支承情況如下圖所示。 截面尺寸bh=200mm450mmh0440mm），混凝土強度等級為C25級ft=1.27N/mm2, fc=11.9N/mm2)，箍筋為熱軋HPB235級鋼筋(fyv=210N/mm2)。求：此梁需配置的箍筋?！窘狻浚?求支座邊緣截面剪力設(shè)計值013241310 3.7620024168.8kNAVqlP 4、受剪承載力計算實例 第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算0111110 3.7620068.8kN2424BVqlP（2 2驗算截面尺寸驗算截面尺寸0440440mm, 2.

17、24, 200wwhhhb屬厚腹梁c0C25 10.250.25 1 11.9200440238000max,ccABf bhV V 混凝土強度等級為，故取 （）截面符合要求。（3 3確定箍筋數(shù)量確定箍筋數(shù)量 該梁既受集中荷載作用，又受均布荷載作用，集中荷載在兩支座截面上引起的剪力值所占的比例分別為：第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 0.8975%VAV集總150支座：168.8 0.7375%VBV集總50支座：68.8所以，梁的左右兩半?yún)^(qū)應(yīng)按不同的公式計算受剪承載力。0010002.274401.751.751.272004401.02.271.059810.4tAaAChf bhV段：

18、所以必須按計算配置箍筋第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算0011.751.01.016880059810.41.181.0210440svAcstyvsvAVVf bhfhsnAs1880, 80svnAs選用實有250.31.261.18滿足。00.70.71.2720044078232tBCBf bhV段：按構(gòu)造要求配置箍筋，選用 6300。第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算【5-2】受均布荷載作用的矩形簡支梁，截面尺寸、支承情況如圖所示。均布荷載設(shè)計值q90kN/m，縱筋為熱軋HRB335級鋼筋(fy=300N/mm2)，混凝土強度等級為C20級ft=1.1N/mm2,fc=9.6N/mm2

19、)，箍筋為熱軋HPB235級鋼筋(fyv=210N/mm2)。求：此梁需配置的箍筋。【解】（1求支座邊緣截面的剪力設(shè)計值01190 3.5622106.2kNVql第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算（2驗算截面尺寸（3驗算是否需要計算配置箍筋0465465mm, 2.3254, 200wwhhhb屬厚腹梁c0C20 10.250.25 19.6200465223200ccf bhV 混凝土強度等級為，故取 截面符合要求。00.70.71.120046571610tf bhV故需要按計算進行配箍。（4求配箍量第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算10010.71.25160200 0.7 1.1 200

20、465 1.25210465svtyvsvn AVf bhfhsn As21 0.726mm /mm1.25 210465svn As160200-71610則18120, 0.726120svn As若選用則250.30.838滿足。1 0.419%200120svsvn Abs250.3配箍率,min1.10.240.240.126210tsvyvffsv最小配箍率106154N不滿足要求。第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算方案一：加密箍筋重選 ，則實有61501000.71.25228.30.71.1200465 1.25210465150117668117000svcstyvn AVf

21、bhfhsNN（滿足）方案二：單獨設(shè)置彎起鋼筋如下圖，可以在彎起點的位置焊接一根鴨筋，也可滿足要求，具體計算過程略。第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算八、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斜截面受彎承載力總能滿足支座處縱筋錨固不足縱筋彎起、切斷不當(dāng)異常情況需采取構(gòu)造措施第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 2. 抵抗彎矩圖qAB325ab3211125125125抵抗彎矩圖彎矩圖抵抗彎矩)5 . 0(0bffAhAfMMcyssyuRssiRRiAAMM/畫出每個截面的抵抗彎矩

22、抵抗彎矩圖1、2、3分別為、 、 筋的充分利用點1、2、3分別為、 、 筋的不需要點設(shè)計時，應(yīng)盡量使抵抗彎設(shè)計時，應(yīng)盡量使抵抗彎矩圖包住彎矩圖，且兩者矩圖包住彎矩圖，且兩者越近越經(jīng)濟越近越經(jīng)濟第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 3. 縱向受力鋼筋的彎起縱筋的彎起必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算確定構(gòu)造確定計算及構(gòu)造確定第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算3. 縱向受力鋼筋的彎起幾何中心軸3211acdeADE2002/01hs d在2點以外保證正截面受彎保證

23、斜截面受彎？第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 3. 縱向受力鋼筋的彎起幾何中心軸3211acdeADE2002/01hs TsTbs1ZZsb 未彎起時ZTZTMbsu斜彎起后sbbsuZTZTM斜保證不發(fā)生斜截面破壞ZZsZsbcossin1sin)cos1 (1Zs第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 3. 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(,45hshs統(tǒng)一取015 . 0 hs 第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 4.部分縱向受拉鋼筋截斷 在圖中，假定縱

24、筋抵抗控制截面在圖中，假定縱筋抵抗控制截面A-AA-A的部分彎矩的部分彎矩( (圖中圖中縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)ef)ef)，A-AA-A為號筋強度充分利用截面，為號筋強度充分利用截面，B-BB-B和和C-CC-C為按為按計算不需要該鋼筋截面計算不需要該鋼筋截面也稱理論截斷點，則在也稱理論截斷點，則在B-BB-B和和C-CC-C處截面號筋處截面號筋的材料圖即圖中的矩形的材料圖即圖中的矩形陰影部分陰影部分abcdabcd。為了可。為了可靠錨固。號筋的實際靠錨固。號筋的實際截斷點尚需延伸一段長截斷點尚需延伸一段長度度( (詳后詳后) )。 應(yīng)當(dāng)注意，承受正應(yīng)當(dāng)注意，承受正彎矩的梁下部受力鋼筋彎矩的梁下部受力鋼

25、筋不在跨內(nèi)截斷。不在跨內(nèi)截斷。第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算任何一根縱向受力鋼筋在結(jié)構(gòu)中要發(fā)揮其承載受力的作用，應(yīng)從“其強度充分利用截面外伸一定的長度ld1，依靠這段長度與混凝土的粘結(jié)錨固作用維持鋼筋以足夠的抗力。同時 當(dāng)一根鋼筋由于彎矩圖變化，將不考慮其抗力而切斷時 從按正截面承載力計算“不需要該鋼筋的截面也須外伸一定的長度ld2 ，作為受力鋼筋應(yīng)有的構(gòu)造措施.在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)從上述兩個條件中確定的較長外伸長度作為縱向受力鋼筋的實際延伸長度ld，作為其真正的切斷點。鋼筋混凝土連續(xù)梁、框架梁支座截面的負(fù)彎矩縱向鋼筋不宜在受拉區(qū)截斷.如必須截斷時，其延伸長度ld

26、，可按下表中l(wèi)d1和ld2中取外伸長度較長者確定。其中l(wèi)d1是從“充分利用該鋼筋強度的截面延伸出的長度，而ld2是從按壓截面承載力計算不需要該鋼筋的截面延伸出的長度。第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算負(fù)彎矩鋼筋的延伸長度負(fù)彎矩鋼筋的延伸長度ld ld 第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 5. 縱向受力鋼筋在支座處的錨固ABqlasMAMB開裂前A處的彎矩為MA開裂后斜截面的彎矩為MBABMM開裂后鋼筋的拉力Ts明顯增大。若las不夠則容易發(fā)生錨固破壞第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 5. 縱向受力鋼筋在支座處的錨固ABqlasMAMB簡支板或連續(xù)板下部縱筋伸入支座的長度dlas5縱向鋼筋的直徑第四章 受彎構(gòu)件斜截面承載力