鋼筋混凝土受沖切構(gòu)件承載力計算-共32頁P(yáng)PT資料課件

1、第八章鋼筋混凝土受沖切構(gòu)件承載力計算1、剪切破壞： 剪切破壞面貫穿構(gòu)件的整個寬度，幾何上呈柱面。如普通梁和單向板的剪切破壞。8.1 概述2、沖切破壞： 斜裂破壞面圍繞集中荷載區(qū)域形成大致呈空間回轉(zhuǎn)截錐面或喇叭狀時的破壞。它是鋼筋混凝土雙向板在集中荷載作用下特有的一種剪切破壞形式。 3、常見的鋼筋混凝土受沖切構(gòu)件： 柱支承無梁樓板、無梁樓蓋、水池頂蓋、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、無梁平板式片筏基礎(chǔ)等1、沖切破壞的試驗(yàn)分類： 1）集中力的反力只沿板周邊作用 2）集中力的反力滿布板面2、沖切破壞特征： 正截面裂縫較細(xì)，徑向裂縫多而寬，無明顯主裂縫，撓度較小。破壞表現(xiàn)為柱頭連同截錐體突然從余部錯動般沖脫，并在板的受

2、拉面形成一圈撕開狀裂痕，在撓度陡增時荷載驟降，是一種脆性破壞。 8.2 沖切破壞特征1、材料性能 1）砼強(qiáng)度：沖切承載力 V 與 成正比,即 2）縱向配筋：縱向配筋量加大，抗剪承載力提高2、幾何特征： 1）板柱尺寸：沖切破壞荷載與柱截面尺寸約成正比，與有效板厚呈指數(shù)大于1的冪函數(shù)關(guān)系 2）板柱形狀：圓柱截面構(gòu)件的沖切承載力比矩形截面構(gòu)件的抗沖切承載力大8.3 影響沖切承載力的因素3：作用條件 主動約束無關(guān)約束1）邊界約束： 被動約束相關(guān)約束 抗沖切承載力隨主動約束的加強(qiáng)而提高；當(dāng)板自身約束較弱時也隨被動約束的加強(qiáng)而提高。2）沖跨比： C為柱截面尺寸，h0為有效板厚 當(dāng) 2.5時，破壞錐越陡，承

3、載力提高越快 當(dāng) 2.5時，影響較小，可忽略3）荷載或反力分布： 反力沿周邊支承的板其承載力小于反力滿布的板的承載力 1、板的抗沖切設(shè)計1）無腹筋板的抗沖切驗(yàn)算：如圖式中：取 和 中的小值8.4 抗沖切承載力設(shè)計 未開孔洞：圖中2臨界截面周長m：板臨界截面周長 開有孔洞：臨界截面周長減圖中4的長度 配預(yù)應(yīng)力筋： pc,m： 未配預(yù)應(yīng)力筋：0 F1 ：局部荷載設(shè)計值或集中反力設(shè)計值 1）柱網(wǎng)均勻布置的中柱節(jié)點(diǎn) 按軸心受壓柱板考慮： 2）板柱節(jié)點(diǎn)有不平衡彎矩（如內(nèi)柱兩側(cè) 跨度不等、邊柱、角柱、有水平荷載作用） 傳遞單向不平衡彎矩： 不平衡彎矩指向AB邊： 不平衡彎矩指向CD邊： 傳遞雙向不平衡彎矩

4、： 當(dāng)考慮不同的荷載組合時 應(yīng)取其中的較大值作為板柱節(jié)點(diǎn)受沖切承載力計算用的等效集中反力設(shè)計值 與等效集中荷載 F1，eq 有關(guān)參數(shù)的計算： 中柱 （a)圖： 邊柱處 （b)圖：彎矩作用平面垂直于自由邊 邊柱處 （c)圖：彎矩作用平面平行于自由邊 角柱處 （d)圖： 例8-2 已知一無梁樓蓋柱距5m，板厚160mm，砼：C20，樓面豎向均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值7.8kN/m2 試驗(yàn)算中柱柱帽上緣處樓板的抗沖切承載力。解：荷載：樓板自重 0.16m25 kN/m3 =4.0 kN/m2 20mm厚水泥砂漿抹面 0.4 kN/m2 20mm厚混合砂漿抹面 0.34 kN/m2 結(jié)構(gòu)自重4.74 kN/m2

5、 1.2 =5.69 kN/m2 樓面荷載 7.8 kN/m2 1.3 =10.14 kN/m2 荷載設(shè)計值總計 p=15.83 kN/m2 有效板厚h0=160-25=135mm (按兩個方向平均) 計算截面周長m=4 (1000+135)=4540mm 因h0800mm，取h=1.0； s=12，取s=2 1=0.4+1.2/ s=1.0作為中柱，s=40， 2=0.5+ s h0 /4 m =0.8 =min（ 1， 2）=0.8抗沖切能力為0.7hftm h0=0.7 1.0 1.1 0.8 4540 135/1000=376.30 kN沖切剪力因370.22376.30，故中柱柱帽上

6、緣處樓板滿足抗沖切要求 2）抗沖切配筋設(shè)計：當(dāng)驗(yàn)算不滿足時 可在柱周板內(nèi)配抗剪鋼筋，提高抗沖切能力。截面尺寸限制條件：配筋面積： 配置箍筋 配置彎起鋼筋構(gòu)造要求：例8-2 將例題8-1所示無梁樓蓋取消柱帽做為屋蓋，板厚 砼強(qiáng)度不變，屋面承受均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.5KN/m2 試板的抗沖切設(shè)計。解：荷載：屋面板自重 4.0 kN/m2 剛性防水層 0.96kN/m2 頂棚 0.25 kN/m2 結(jié)構(gòu)自重5.21 kN/m2 1.2 =6.25 kN/m2 屋面活載 1.5 kN/m2 1.4 =2.1 kN/m2 荷載設(shè)計值總計 p=8.35 kN/m2 h0=135mm h=1.0 1=1.0

7、m=4 (300+135)=1740mms=40， =min（ 1，2）=1.0 抗沖切能力為0.7hftm h0=0.7 11.1 1 1740 135/1000=180.87 kN沖切剪力因180.871.5 h0=202.5mm 采用HPB235鋼筋45彎起 則選用12 則根數(shù) n=973.21/113.1=8.6根 實(shí)際采用12根，每方向3根。3）柱帽的設(shè)計：柱帽的3中型式（a）圖無頂柱帽 用于板面荷載較小時（b）圖折線形柱帽 用于板面荷載較大時（c）圖有頂柱帽 抗剪設(shè)計：按下圖的傾斜坡度及尺寸設(shè)計 則不存在沖切問題柱帽抗彎設(shè)計：一般按構(gòu)造要求配筋即可 設(shè)置柱帽能提高抗沖切承載力 但施

8、工麻煩 且不美觀 因此優(yōu)先采用配置腹筋以提高承載力。2、基礎(chǔ)的抗沖切設(shè)計 基礎(chǔ)分類：階形基礎(chǔ)和錐形基礎(chǔ) 破壞位置：柱與基礎(chǔ)交接處 階形基礎(chǔ)變階處 錐形基礎(chǔ)傾斜段 破壞形式：沿柱邊呈45傾斜的角錐面 沖切承載力驗(yàn)算：沿基礎(chǔ)長邊方向地基反力較大的一側(cè)取一個沖切界面驗(yàn)算 柱與基礎(chǔ)交接處： 階形基礎(chǔ) 錐形基礎(chǔ) 方形基礎(chǔ)（c圖)方形基礎(chǔ)（b圖) 變階處抗沖切承載力驗(yàn)算：方法與基礎(chǔ)交接處同 只需將式中ac、bc以變階處的平面尺寸代替即可。 例8-3 已知一柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱截面尺寸600 400mm 基礎(chǔ)平面尺寸300 2500mm 柱邊基礎(chǔ)高度850mm，柱邊第一階寬400mm，高350mm，基底反力最大值Ps=210 kN/m2砼：C15，試驗(yàn)算抗沖切承載力。解：因柱邊第一階寬高比400/3501，需驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處的抗沖切能力 ac=600mm、bc =400mm， h0=850-40=810mm， h=1-0.1 (850-800）/（2000-800）=0.9958 b 2bc +2 h0 （滿足要求） 基礎(chǔ)變階處的抗沖切驗(yàn)算 ac=60