鋼筋混凝土受沖切構(gòu)件承載力計算

第八章鋼筋混凝土受沖切構(gòu)件承載力計算1編輯ppt1、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。2編輯ppt

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、柱下獨立基礎(chǔ)、無梁平板式片筏基礎(chǔ)等3編輯ppt1、沖切破壞的試驗分類：

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，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4編輯ppt1、材料性能

1）砼強度：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5編輯ppt3：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而提高；當板自身約束較弱時也隨被動約束的加強而提高。2）沖跨比：﹙C為柱截面尺寸，h0為有效板厚﹚當λ＜2.5時，破壞錐越陡，承載力提高越快當λ＞2.5時，影響較小，可忽略6編輯ppt3）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

7編輯ppt1、板的抗沖切設(shè)計1）無腹筋板的抗沖切驗算：如圖式中：η取和中的小值8.4抗沖切承載力設(shè)計8編輯ppt未開孔洞：圖中2臨界截面周長μm：板臨界截面周長開有孔洞：臨界截面周長減圖中4的長度

配預應力筋：

σpc,m：

未配預應力筋：09編輯pptF1：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)點按軸心受壓柱板考慮：

2）板柱節(jié)點有不平衡彎矩（如內(nèi)柱兩側(cè)跨度不等、邊柱、角柱、有水平荷載作用）①傳遞單向不平衡彎矩：不平衡彎矩指向AB邊：

10編輯ppt不平衡彎矩指向CD邊：②傳遞雙向不平衡彎矩：

③當考慮不同的荷載組合時應取其中的較大值作為板柱節(jié)點受沖切承載力計算用的等效集中反力設(shè)計值

11編輯ppt12編輯ppt與等效集中荷載F1，eq有關(guān)參數(shù)的計算：①中柱（a)圖：

13編輯ppt②邊柱處（b)圖：彎矩作用平面垂直于自由邊

14編輯ppt②邊柱處（c)圖：彎矩作用平面平行于自由邊

15編輯ppt

③角柱處（d)圖：

16編輯ppt[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準值7.8kN/m2

試驗算中柱柱帽上緣處樓板的抗沖切承載力。解：荷載：樓板自重0.16m×25kN/m3=4.0kN/m2

20mm厚水泥砂漿抹面0.4kN/m2

20mm厚混合砂漿抹面0.34kN/m2結(jié)構(gòu)自重4.74kN/m2

×1.2=5.69kN/m2

樓面荷載7.8kN/m2

×1.3=10.14kN/m2

荷載設(shè)計值總計p=15.83kN/m2

有效板厚h0=160-25=135mm(按兩個方向平均)

計算截面周長μm=4×(1000+135)=4540mm因h0<800mm，取βh=1.0；βs=1<2，取βs=2η1=0.4+1.2/βs=1.0作為中柱，αs=40，η2=0.5+αsh0/4μm=0.8

17編輯ppt

η=min（η1，η2）=0.8抗沖切能力為0.7βhftημmh0=0.7×1.0×1.1×0.8×4540×135/1000=376.30kN沖切剪力因370.22<376.30，故中柱柱帽上緣處樓板滿足抗沖切要求

18編輯ppt2）抗沖切配筋設(shè)計：當驗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19編輯ppt構(gòu)造要求：20編輯ppt[例8-2]

將例題8-1所示無梁樓蓋取消柱帽做為屋蓋，板厚砼強度不變，屋面承受均布活荷載標準值1.5KN/m2

試板的抗沖切設(shè)計。解：荷載：屋面板自重4.0kN/m2

剛性防水層0.96kN/m2

頂棚0.25kN/m2結(jié)構(gòu)自重5.21kN/m2

×1.2=6.25kN/m2

屋面活載1.5kN/m2

×1.4=2.1kN/m2

荷載設(shè)計值總計p=8.35kN/m2

h0=135mmβh=1.0η1=1.0μm=4×(300+135)=1740mmαs=40，η=min（η1，η2）=1.0

21編輯ppt

抗沖切能力為0.7βhftημmh0=0.7×1×1.1×1×1740×135/1000=180.87kN沖切剪力因180.87<206.04，屋面板不滿足抗沖切要求，需配置鋼筋。采用HPB235圓鋼箍筋選用φ6則n=688/28.3=24.3肢每個方向配6肢共24肢；考慮構(gòu)造要求每個方向加4肢從柱邊50mm開始，按h0/3=45mm的間距分5排布置，第五排箍筋至柱邊的距離50+4×45=230mm>1.5h0=202.5mm22編輯ppt

采用HPB235鋼筋45°彎起則選用φ12則根數(shù)n=973.21/113.1=8.6根實際采用12根，每方向3根。23編輯ppt3）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24編輯ppt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工麻煩且不美觀因此優(yōu)先采用配置腹筋以提高承載力。25編輯ppt2、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

26編輯ppt

沖切承載力驗算：沿基礎(chǔ)長邊方向地基反力較大的一側(cè)取一個沖切界面驗算柱與基礎(chǔ)交接處：

階形基礎(chǔ)錐形基礎(chǔ)

27編輯ppt方形基礎(chǔ)（c圖)方形基礎(chǔ)（b圖)28編輯ppt

變階處抗沖切承載力驗算：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。

29編輯ppt[例8-3]

已知一柱下獨立基礎(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=210kN/m2砼：C15，試驗算抗沖切承載力。解：因柱邊第一階寬高比400/350>1，需驗算柱與基礎(chǔ)交接處的抗沖切能力ac=600mm、bc

=400mm，h0=850-40=810mm，βh=1-0.1×(850-800）/（2000-800）=0.9958

b>2bc+2h0<（滿足要求）