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1、本章要解决的主要问题本章要解决的主要问题第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 横向钢筋横向钢筋如何配？配多少如何配？配多少?第1页/共80页5.2 无腹筋简支梁的受剪性能 无腹筋简支梁斜裂缝形成前后的应力状态 第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 1斜裂缝形成前的应力状态 第2页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 主拉应力 主压应力 截面上任意一点的正应力 剪应力 第3页/共80页主应力作用方向与梁纵轴的夹角 第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第4页/共80页弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝箍筋弯起钢筋腹筋第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第5页/共80页
2、第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 2斜裂缝形成后的应力状态隔离体斜裂缝以左斜裂缝以左第6页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 斜裂缝形成后应力重分布的两个主要方面：（1）斜裂缝两侧的混凝土应力降为零，裂缝上端残余面的混凝土应力将显著增大。（2）斜裂缝处纵向钢筋应力突然增大 第7页/共80页无腹筋简支梁的受剪破坏形态1 1、剪跨比、剪跨比定义为定义为VM第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 广义剪跨比广义剪跨比第8页/共80页（对集中荷载简支梁）（对集中荷载简支梁）计算截面的剪跨比计算截面的剪跨比aVM=Va3 3、剪跨比的意义：、剪跨比的意义：影响承载力和破坏形态。第5章
3、 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第9页/共80页2 受剪破坏的主要形态1 1、无腹筋梁的、无腹筋梁的斜截面受剪斜截面受剪破坏形态破坏形态试验表明，试验表明，无腹筋梁无腹筋梁的斜截面的斜截面受剪破坏形态受剪破坏形态主要由主要由剪跨比剪跨比决定。决定。发生条件：发生条件：3。破坏特征：破坏特征：一旦裂缝出现，就很快形成临界斜裂缝，承载力急剧下降，构件破坏。承载力主要取决于混凝土的抗拉强度。脆性显著。P f斜拉破坏斜拉破坏（3）斜拉破坏第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第12页/共80页斜截面三种破坏都是脆性（1 1）斜拉破坏）斜拉破坏为受拉脆性 破坏，脆性最显著；且混凝土抗压强度未 发挥。
4、（2 2）斜压破坏）斜压破坏为受压脆性 破坏。（3 3）剪压破坏）剪压破坏为脆性破坏，脆性相对好些。P f斜压破坏剪压破坏斜拉破坏（4）三种破坏形态的特征比较第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第13页/共80页5.3 有腹筋简支梁的受剪性能第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 箍筋的作用和箍筋的配筋率1箍筋的作用（1）承担剪力，直接提高梁的受剪承载力；（2）抑制斜裂缝的开展，间接提高梁的受剪承载力。（3）参与斜截面受弯。（4）约束混凝土，提高混凝土的强度和变形能力，改善混凝土破坏时的脆性性能；（5）固定纵筋位置，形成钢筋骨架。第14页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 2
5、箍筋的配筋率 第15页/共80页有腹筋简支梁的受剪破坏形态破坏形态破坏形态主要由主要由剪跨比剪跨比和和箍筋配置量箍筋配置量决定，决定，也主要有：也主要有：斜压破坏斜压破坏、剪压破坏剪压破坏和和斜拉破坏斜拉破坏三种。三种。斜压破坏剪压破坏斜拉破坏剪跨比斜压破坏剪压破坏斜拉破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏 3配箍率无腹筋 sv很小 sv适量 sv很大第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第16页/共80页简支梁斜截面受剪机理第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 无腹筋梁 拉杆拱 第17页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 有腹筋梁 拱形桁架上弦压杆上弦压杆基本
6、拱体；基本拱体；下弦拉杆下弦拉杆纵筋；纵筋；受压腹杆受压腹杆斜裂缝间的砼；斜裂缝间的砼；受拉腹杆受拉腹杆腹筋。腹筋。第18页/共80页影响受剪承载力的主要因素1 1、剪跨比、剪跨比 影响承载力和破坏形态。随 的增大，抗剪能力降低；但当 3时，的影响不再明显。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第19页/共80页（1 1）为什么影响承载力？）为什么影响承载力？剪压破坏是由于剪压区混凝土达到复合应力状态下的强度而破坏；斜拉破坏是由于混凝土斜向拉坏而破坏；斜压破坏是由于混凝土斜向短柱压坏而破坏。（2 2）如何影响承载力？）如何影响承载力？2、混凝土强度 砼强度砼强度越大，越大，抗剪强度抗剪强度也
7、越大。也越大。但提高的但提高的幅度幅度因因破坏形态的不同破坏形态的不同而有所变化。而有所变化。斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第20页/共80页无腹筋梁试验结果 第21页/共80页3、箍筋配筋率与强度当配箍在合适范围时，受剪承载力随配箍率与箍筋强度的提高而增长，且与 svsvf fyvyv呈线性关系。sv fyv第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第22页/共80页4、纵筋配筋率 纵筋配筋率越大，剪压区面积越大，纵筋的销栓作用越大，裂缝间骨料咬合作用越大。（%）因此，纵筋配筋率越大，受剪承载力越高。第23页/共80页6、截面形状-LJ
8、 T形截面的受压翼缘，增加了剪压区的面积，受剪承载力有提高（25%）。5、尺寸效应-LJ 对于无腹筋梁，对于无腹筋梁，梁高度越大，斜裂缝宽度就越大，销栓作用和骨料咬合作用也就越小。对于有腹筋梁对于有腹筋梁，尺寸效应的影响减小。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第24页/共80页5.4 斜截面受剪承载力计算公式 建立计算公式的思路 对于斜拉、斜压破坏，通过构造措施予以避免。对于剪压破坏，则需通过设计计算予以避免。斜截面受剪的机理非常复杂，所以我国规范采用“理论与试验相结合”的方法，在基本假设的基础上，建立了半理论半经验的实用计算公式。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第25页/共80
9、页基本假定（1 1）斜截面所承受的剪力由三部分组成斜截面所承受的剪力由三部分组成VuVcVsVsbV Vc c-混凝土项的受剪承载力V Vs s-箍筋项的受剪承载力V Vsbsb-弯起钢筋项的受剪承载力由由 可得：可得：（2 2）破坏时，）破坏时，与斜裂缝相交的与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋箍筋和弯起钢筋均达到均达到 其屈服强度。其屈服强度。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第26页/共80页1.矩形、T形和I形截面的一般受弯构件仅配箍筋梁的计算公式第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 0bhfVtusvfyv/ft0.240.240.90.94 4 0.70.70 0第27页/共80页
10、第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 因此，仅配箍筋一般受弯构件的计算公式为：第28页/共80页0bhfVtusvfyv/ft0.240.240.20.250.20.25 c cf fc cf ft t0.90.94 40.70.70 0(0.20.25(0.20.25 c c -)f fc cf ft t1.751.75+1+1=1.50.60.68 80.40.44 4=3第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 2.集中荷载作用下独立梁的计算公式第29页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 因此，仅配箍筋集中荷载作用下独立梁（75）的计算公式为：第30页/共80页第5章 受弯
11、构件斜截面的受力性能与设计 既配箍筋又配弯起钢筋梁的计算公式 由上图可得：因此，其计算公式计算公式为：第31页/共80页1.1.上限值上限值截面限制条件截面限制条件限制截面的目的限制截面的目的 防止发生防止发生斜压斜压破坏。破坏。限制在使用阶段的限制在使用阶段的斜裂缝斜裂缝宽度。宽度。计算公式的适用条件第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第32页/共80页截面限制条件 c c -砼强度影响系数，当C50时,c=1.0；=C80时,c=0.8；其间线性插值。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第33页/共80页hw-截面腹板高度第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第34页/共80页2
12、.下限值最小配箍率及配箍构造 制定最小配箍率的目的制定最小配箍率的目的 防止斜拉破坏。最小配箍率最小配箍率 规范规定当V0.7ftbh0时，配箍率应满足:第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第35页/共80页梁中箍筋的最大间距梁中箍筋的最大间距S Smaxmax须有箍筋与斜裂缝相交须有箍筋与斜裂缝相交教材P131表5-3第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第36页/共80页 梁中箍筋的最小直径第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 梁高梁高梁高梁高（mm）最小直径最小直径最小直径最小直径（mm）150800 8目的目的：保证钢筋骨架的刚度 第37页/共80页当梁中配有计算需要的纵向受压
13、钢筋时，箍筋应做成封闭式；箍筋间距应15d和400mm；当一层内纵向受压钢筋多于5根且直径大于18mm时，箍筋间距应 10 d。箍筋直径应0.25 d。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第38页/共80页M M+理论理论反弯点反弯点斜裂缝斜裂缝5.4.5 连续梁的抗剪性能a第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 剪跨段剪跨段有有正负正负弯矩区段，弯矩区段，有有两条两条临界斜裂缝临界斜裂缝。第39页/共80页M M+理论理论反弯点反弯点斜裂缝斜裂缝粘粘结结裂裂缝缝出出现现前前粘结裂缝粘结裂缝粘粘结结裂裂缝缝出出现现后后临近破坏时，临近破坏时，出现出现粘结裂缝粘结裂缝。临界斜裂缝临界斜裂缝之
14、间的之间的上下纵筋上下纵筋均变均变为为受拉。受拉。只有只有截面截面中间部分砼中间部分砼承担承担剪力和剪力和压力压力，梁的，梁的受剪承载力降低受剪承载力降低。a第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第40页/共80页连续梁的广义剪跨比M M+理论理论反弯点反弯点斜裂缝斜裂缝a令令连续梁的广义剪跨比连续梁的广义剪跨比即即计算剪跨比计算剪跨比第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第41页/共80页连续梁的受剪承载力计算 试验与分析均表明，试验与分析均表明，连续梁连续梁的受剪承载力的受剪承载力低于低于相同条件的相同条件的简支梁简支梁的受剪承载的受剪承载力。力。对于对于连续梁连续梁的受剪承载力，的受
15、剪承载力，规范规范采用采用简支梁简支梁的公式计算，的公式计算，但应采用但应采用计算计算剪跨比剪跨比来考虑其受剪承载力的降低来考虑其受剪承载力的降低。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第42页/共80页 不配置不配置箍筋箍筋和和弯起钢筋弯起钢筋的一般板类受弯构件的的一般板类受弯构件的受剪承载力受剪承载力计算公式：计算公式：V0.7h ftbh0当当h0 2000mm时，取时，取h0=2000mm板类受弯构件的计算公式第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第43页/共80页 同同正截面正截面设计计算一样，设计计算一样，斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力的设计计算也有的设计计算也有截面设计截面
16、设计和和截面复截面复核核两类问题。两类问题。5.5 斜截面受剪承载力的设计计算第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第44页/共80页计算截面位置的选取计算截面位置的选取11441122331 1、支座边缘截面（1-1）；2 2、弯起钢筋弯起点处的截面（2-2）。3 3、箍筋直径或间距改变处截面（3-3）；4 4、截面尺寸改变处截面（4-4）；第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第45页/共80页 计算截面处的剪力设计值取法如下：1.计算支座边缘支座边缘截面时，取支座边缘截面的剪力设计值。2.计算第一排弯起钢筋第一排弯起钢筋（对支座而言）时，取支座边缘截面的剪力设计值；计算以后以后的每一
17、排弯起钢筋的每一排弯起钢筋时，取前一排弯起钢筋弯起点处截面的剪力设计值。3.计算箍筋截面面积箍筋截面面积或间距改变处间距改变处的截面、或截面尺寸改变处截面尺寸改变处的截面时，均是取相应截面处的剪力设计值。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第46页/共80页截面设计 截面设计是指截面设计是指已知已知剪力设计值剪力设计值V V 等，等，求求腹筋腹筋。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 对于对于仅配箍筋仅配箍筋的梁，可按以下的梁，可按以下基本步骤基本步骤计算计算:第47页/共80页基本步骤V 0.20.25c fc bh0按构造(smax、dmin)配箍NOV 0.7 ft bh0或yes
18、yes调大b、h或fcNO输出输出n,d,s 按计算配箍按计算配箍一般受弯构件一般受弯构件集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁选配箍筋选配箍筋n、d和和s，并应满足，并应满足 sv.min、smax、dmin第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第48页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 对于仅配箍筋、或既配箍筋又配弯起钢筋的梁，其完整的截面设计流程详见P135图5.21。截面设计例题详见【例5.1】【例5.3】第49页/共80页截面复核 （已知已知b、h、fc、ft、fyv及及腹筋腹筋，求求Vu）基本步骤基本步骤 sv sv,min及及s smaxNO Vu=0.7f
19、t bh0或或Vu=0.20.25 c fc bh0Vu=Vcs+Vsb（有一般和集中荷载两种情况）（有一般和集中荷载两种情况）取较小值yes输出输出Vu比较比较V Vu可靠可靠yes不可靠不可靠NO第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第50页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 完整的截面校核流程详见P142图5.27。截面校核例题详见【例5.4】【例5.5】第51页/共80页5.6 保证斜截面受弯承载力的构造措施 斜截面受弯承载力的概念斜截面受弯承载力斜截面受剪承载力第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第52页/共80页正截面受弯承载力图 也称也称抵抗弯矩图抵抗弯矩图（
20、材料图材料图）-是是抗力图抗力图1 1、概念、概念q225122Mu图 M图225122MmaxM图第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第53页/共80页抵抗弯矩图的划分即每根钢筋提供的Mui近似取近似取如前图可作如下划分如前图可作如下划分225122q225122Mu图 M图225122MmaxM图第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第54页/共80页2、有弯起钢筋时的抵抗弯矩图梁中心线梁中心线c点：弯起点，点：弯起点，d d点：该弯起钢筋点：该弯起钢筋承载力承载力消失，消失，c c与与d d之间之间：用斜直线相连。：用斜直线相连。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第55页/共
21、80页3、有纵筋截断时的抵抗弯矩图第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第56页/共80页1、纵筋弯起应满足的条件（1 1）满足满足正截面受弯承载力正截面受弯承载力要求要求（Mu图M图）即d点应位于b点以外。梁中心线梁中心线纵筋的弯起第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第57页/共80页（2）满足斜截面受剪承载力要求 在在弯起钢筋弯起钢筋的数量满足计算要求外，的数量满足计算要求外，其其构造构造应满足下面四图的要求：第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第58页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 梁高800mm时，为450；梁高800mm时，为600。第59页/共80页（3
22、）满足斜截面受弯承载力要求 弯起点a与计算充分利用截面b之间的距离0.50.5h h0 0IIIIIIh0/2第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 aabb第60页/共80页2 2、0.50.5h h0 0就能就能满足满足斜截面受弯承载力斜截面受弯承载力的理由的理由LJLJTMIZ（1 1）A As s 全为全为直筋的受弯承载力（直筋的受弯承载力（I-I I-I 截面）截面）IIIIIIh0/2（2 2）A As s 部分为部分为弯起筋的受弯承载力弯起筋的受弯承载力（I-I I-I 截面）截面）T1ZaTbZbMIb第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第61页/共80页ZbZ（3 3）保
23、证）保证斜截面受弯承载力的条件斜截面受弯承载力的条件由MIb MI由左图的几何关系推得由左图的几何关系推得Z=0.9h0 =450600zazb 第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第62页/共80页纵筋的截断（1 1）我们知道，）我们知道，纵筋先由控制截面处最大弯矩计算得到。（2 2）因此因此，在弯矩较小区段可将一部分纵筋弯起或截断。（3 3）在正弯矩区段在正弯矩区段，由于弯矩图变化平缓，所以正钢筋一般不截断。（4 4）在负弯矩区段在负弯矩区段，可根据弯矩图的变化将钢筋分批截断。（5 5）钢筋截断后钢筋截断后必须有足够的锚固长度。1 1、为什么要截断纵筋？、为什么要截断纵筋？第5章 受弯
24、构件斜截面的受力性能与设计 第63页/共80页条件条件2 2：ac的水平长度2、截断纵筋后的延伸长度ld（1 1）控制延伸长度的两个条件）控制延伸长度的两个条件1212a.b.c.条件1条件2实际截断点理论截断点强度充分利用截面条件条件1 1：bc的水平长度第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第64页/共80页（a）V 0.7ft bh0 时（2）延伸长度的取值bc 20dac 1.2la 1212a.b.c.20d1.2la第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第65页/共80页（b）V 0.7ft bh0 时bc （h0、20d）maxac 1.2la+h01212a.b.c.20d
25、1.2la+h0h0第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第66页/共80页(C)(C)若按上述若按上述(a)(a)、(b)(b)规定规定确定的确定的截断点截断点仍仍位于位于负弯矩区负弯矩区时，时，则bc （1.31.3h0、20d）maxac 1.2la+1.7h01212a.b.c.20d1.2la+1.7h01.3h0第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 注：上述（上述（a a）（）（b b）（）（c c）三项规定，）三项规定，可见可见P147P147图图5.355.35和表和表5-45-4。第67页/共80页1、梁简支端下部纵筋的锚固要求当当V0.7ft bh0时：时：las5d当
26、当V0.7ft bh0时：时：las12d（带肋钢筋）las15d（光面钢筋）对于板：对于板：下部纵向受力钢筋的锚固长度均取las5d。纵筋的锚固第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第68页/共80页2、框架梁下部纵向钢筋在节点内的锚固-ZX第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计（a）节点中的直线锚固 （b）钢筋端部加锚头第69页/共80页详见P148P148表表5-65-6和和P149P149图图5.375.37要求。要求。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计（c）节点中的弯折锚固 （d）节点外的搭接 第70页/共80页3、梁上部纵向钢筋的锚固-ZX第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设
27、计(a)直线锚固 (b)加锚头锚固 (c)90弯折锚固 即P149P149图图5.385.38第71页/共80页即P150P150图图5.395.39第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计（a）梁内搭接 （b）柱内搭接 第72页/共80页箍筋的构造要求 第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 1箍筋的形式有封闭式和开口式两种。一般采用封闭式；对于“配有计算需要纵向受压钢筋的梁以及承受扭矩作用”的梁，必须采用封闭式。第73页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 2箍筋的肢数(1)当梁宽400mm时，一般采用双肢箍筋。(2)当梁宽400mm且一层内纵向受压钢筋4根时，或梁宽 400mm
28、但一层内纵向受压钢筋5根时，应设置复合箍筋。(3)当梁宽100mm时，可采用单肢箍筋。第74页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 3箍筋的直径和间距 详见节（已讲），具体见详见节（已讲），具体见表表5-35-3等。等。表5-3 梁中箍筋的最大间距和最小直径（mm）梁高梁高h最大间距最大间距最小直径最小直径V 0.7ft bh0V 0.7ft bh0150h3001502006300h5002003005008003004008第75页/共80页第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 3箍筋的布置 对于计算需要箍筋的梁，应按计算结果和构造要求配置箍筋。对于计算不需要箍筋的梁：当截面
29、高度h300mm时，应沿梁全长设置箍筋。当截面高度h150300mm时，可仅在构件端部1/4跨度范围内设置箍筋；但当在构件中部1/2跨度范围内有集中荷载作用时，则应沿梁全长设置箍筋。当截面高度h150mm时，可不设箍筋。第76页/共80页本章小结一、无腹筋梁（一、无腹筋梁（主要是主要是受力性能受力性能）1、剪跨比（）的概念。2、传力机构：拉杆-拱模型。3、破坏形态：斜拉、剪压和斜压破坏。发生的条件（）、破坏特征。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第77页/共80页二、有腹筋梁（有有受力性能受力性能、设计计算设计计算和和 构造措施构造措施三个方面三个方面）1、有关受力性能（1）配箍率（sv
30、）的概念和箍筋的作用。（2）传力机构：拱形桁架模型。（3）破坏形态：斜拉、剪压和斜压破坏。发生的条件（、sv）、破坏特征。（4）影响承载力的主要因素：、fc、sv、。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 第78页/共80页3、有关构造（1）如何建立有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式？（2）计算公式的应用设计与复核。2、有关设计计算（1）梁中箍筋构造要求：形式、肢数、smax、dmin。（2）抵抗弯矩图（材料图）的概念。（3）保证斜截面抗弯的构造措施（a 0.5h0）。（4）梁中纵筋弯起、截断与锚固。第5章 受弯构件斜截面的受力性能与设计 链接下一章第79页/共80页感谢您的观看。第80页/共80页