4受弯构件斜截面受剪承载力.ppt

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1、受力特点受力特点:截面上同时承受内力截面上同时承受内力M和和V作用。作用。第四章第四章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算 正截面正截面破坏破坏 斜截面斜截面破坏破坏 Mmax Vmax受弯构件的破坏形式受弯构件的破坏形式受弯构件受弯构件 为防止正截面破坏，须配纵向钢筋。为防止斜截面破坏，须配抗剪钢筋（腹筋）。箍箍 筋筋腹 筋钢筋骨架钢筋骨架 受弯构件的破坏形式受弯构件的破坏形式 正截面正截面破坏破坏 斜截面斜截面破坏破坏正截面破坏正截面破坏应力应力状态状态 斜截面破坏斜截面破坏应力应力状态状态正截面受弯承载力正截面受弯承载力MMu 斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力u 4.1 斜

2、截面受力分析与破坏形态4.1.1斜截面开裂前的受力分析斜截面开裂前的受力分析主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，就会出现大体上与主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，就会出现大体上与主拉应力轨迹线相垂直的主拉应力轨迹线相垂直的斜裂缝斜裂缝。斜裂缝种类斜裂缝种类弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝，上细下宽，是最常见的。，上细下宽，是最常见的。腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝，中间宽两头细，呈枣核形，常见，中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁（工字截面）中。于薄腹梁（工字截面）中。VA斜裂缝出现后梁内应力状态斜裂缝出现后梁内应力状态4.1.2 无腹筋梁斜截面受力及破坏分析无腹筋梁斜截面受力及破

3、坏分析 纵筋拉力纵筋拉力T；余留剪压面余留剪压面(AA)砼承担的剪力砼承担的剪力Vc及压力及压力C；骨料咬合力骨料咬合力Va,垂直分量垂直分量Vy ；纵纵筋承担的剪力筋承担的剪力“销栓力销栓力”Vd。竖向内外力平衡竖向内外力平衡:VA=Vc+Vy+VdVdVd撕裂撕裂纵筋销栓力作用下砼发生撕裂纵筋销栓力作用下砼发生撕裂Vc、Vy和和Vd的变化情况：的变化情况：骨料咬合力骨料咬合力Va在斜裂缝初期占主要地位，随着裂缝开展逐渐减小。在斜裂缝初期占主要地位，随着裂缝开展逐渐减小。销拴力销拴力Vd使两侧砼有分离趋势，砼保护层产生撕裂裂缝后，销栓使两侧砼有分离趋势，砼保护层产生撕裂裂缝后，销栓作用降低。

4、作用降低。压区砼承受的剪力压区砼承受的剪力Vc在接近破坏时达到最大。在接近破坏时达到最大。4.1.3 有腹筋梁斜截面受力分析有腹筋梁斜截面受力分析Vu=Vc+Vsv+Vsb有腹筋梁通过以下几个方面大大地加强了斜截面受剪承载力有腹筋梁通过以下几个方面大大地加强了斜截面受剪承载力：v（1）与斜裂缝相交的腹筋本身就能承）与斜裂缝相交的腹筋本身就能承担很大一部分剪力。担很大一部分剪力。v（2）腹筋能阻止斜裂缝开展过宽，延）腹筋能阻止斜裂缝开展过宽，延缓斜裂缝向上伸展，保留了更大的混凝土缓斜裂缝向上伸展，保留了更大的混凝土余留截面，从而提高了混凝土的受剪承载余留截面，从而提高了混凝土的受剪承载力。力。v

5、（3）腹筋能有效地减少斜裂缝的开展宽度，提高了斜裂缝上的骨料咬合力。）腹筋能有效地减少斜裂缝的开展宽度，提高了斜裂缝上的骨料咬合力。v（4）箍筋可限制纵向钢筋的竖向位移，有效地阻止了混凝土沿纵筋的撕裂，）箍筋可限制纵向钢筋的竖向位移，有效地阻止了混凝土沿纵筋的撕裂，从而提高了纵筋的销栓力。从而提高了纵筋的销栓力。4.1.4 受弯构件斜截面破坏形态受弯构件斜截面破坏形态4.1.4.1 4.1.4.1 无腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件无腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件根据试验观察，无腹筋梁的受剪破坏形态，大致可分为斜拉破坏斜拉破坏、剪压破坏剪压破坏和斜压破坏斜压破坏三种，其发生的条件主要与剪

6、跨比剪跨比有关。所谓剪跨比所谓剪跨比，对梁顶只作用有集中荷载的梁，是指剪跨a与截面有效高度h0的比值（图4.8），即=a/h0。h0a斜拉破坏斜拉破坏破坏特点破坏特点斜裂缝一出现就斜裂缝一出现就发展到梁顶发展到梁顶荷载作用点荷载作用点，梁斜劈，梁斜劈成两半，沿纵筋产生劈裂裂缝，梁顶劈裂面比较成两半，沿纵筋产生劈裂裂缝，梁顶劈裂面比较整齐无压碎痕迹。脆性破坏，临界斜裂缝出现与整齐无压碎痕迹。脆性破坏，临界斜裂缝出现与最大荷载的到达几乎同时。最大荷载的到达几乎同时。Vu=Vcr破坏原因破坏原因受压区砼截面急剧减小，受压区砼截面急剧减小，主拉应力主拉应力超过砼的抗超过砼的抗拉强度，故承载能力很低。拉

7、强度，故承载能力很低。l l 3剪压破坏剪压破坏破坏特点破坏特点陆续出现斜裂缝，其中一条发展成临界斜裂缝，陆续出现斜裂缝，其中一条发展成临界斜裂缝，未未到达到达荷载作用点，截面不裂通，最后临界斜裂缝上荷载作用点，截面不裂通，最后临界斜裂缝上端集载附近砼被压碎破坏。端集载附近砼被压碎破坏。VuVcr余留截面砼的余留截面砼的主压应力，主压应力，超过砼在超过砼在及及共同作用下共同作用下的抗压强度发生破坏。承载力高于斜拉破坏。的抗压强度发生破坏。承载力高于斜拉破坏。1Vcr集载与支座间梁腹砼被斜向压碎，集载与支座间梁腹砼被斜向压碎，主压应力主压应力超超过砼的抗压强度，承载力比剪压破坏高。过砼的抗压强度

8、，承载力比剪压破坏高。l l 1破坏特点破坏特点破坏原因破坏原因承载能力承载能力承载能力承载能力对于同样的构件，斜拉最低，剪压较高，斜压最高。对于同样的构件，斜拉最低，剪压较高，斜压最高。斜拉剪压斜压斜拉剪压斜压 由于它们破坏时跨中挠度都不大，因此，三种破坏都属于由于它们破坏时跨中挠度都不大，因此，三种破坏都属于脆性破坏脆性破坏。但但剪压破坏剪压破坏的延性相对于其他两种破坏形态稍好一些。的延性相对于其他两种破坏形态稍好一些。破坏性质破坏性质破坏性质破坏性质腹筋配置少腹筋配置少且且剪跨比较大时，发生剪跨比较大时，发生斜拉破坏斜拉破坏。腹筋配置多腹筋配置多或或剪跨比很小时，发生剪跨比很小时，发生斜

9、压破坏斜压破坏，腹筋配置较适当大部分发生腹筋配置较适当大部分发生剪压破坏剪压破坏。无腹筋梁的破坏形态主要决定于剪跨比无腹筋梁的破坏形态主要决定于剪跨比，而有腹筋梁则主要决定于，而有腹筋梁则主要决定于配箍率配箍率和和剪跨比剪跨比。与无腹筋梁类似，有腹筋梁也有三种破坏形态。与无腹筋梁类似，有腹筋梁也有三种破坏形态。4.1.4.2 有腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件有腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件斜拉破坏斜拉破坏斜斜裂裂缝缝一一出出现现，腹腹筋筋应应力力即即达达屈屈服服，对对斜斜裂裂缝缝开展的限制作用已不存在，相当于无腹筋梁。开展的限制作用已不存在，相当于无腹筋梁。配箍率不小于配箍率不小于最小

10、配箍率最小配箍率，腹筋间距不大于，腹筋间距不大于规范规范规定的规定的箍筋最大间距箍筋最大间距Smax。破坏特点破坏特点防止方法防止方法剪压破坏剪压破坏斜斜裂裂缝缝出出现现后后，与与其其相相交交腹腹筋筋承承担担很很大大部部分分剪剪力力。腹腹筋筋先先屈屈服服，最最后后受受压压区区砼砼在在剪剪压压作作用用下下到到达达极极限限强强度度丧丧失失承承载载力力，属属剪剪压压型型破破坏坏。受受剪剪承承载载力力主主要要取决于混凝土强度、截面尺寸及腹筋数量。取决于混凝土强度、截面尺寸及腹筋数量。进行进行斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算，确定需配置的腹筋。，确定需配置的腹筋。破坏特点破坏特点防止方法防止方法

11、斜压破坏斜压破坏腹腹 筋筋 未未 达达 屈屈 服服，梁梁 腹腹 砼砼 即即 到到 达达 抗抗 压压 强强 度度发发生生斜斜压压破破坏坏，承承载载力力取取决决于于砼砼强强度度及及截截面面尺尺寸寸，再再增增加加箍箍筋筋或或弯弯筋筋对对斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力的的提高已不起作用。提高已不起作用。限制限制砼强度和截面尺寸砼强度和截面尺寸的下限。的下限。破坏特点破坏特点防止方法防止方法4.1.5 影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素影响钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的因素很多，除了剪跨比、混凝土强度、纵筋配筋率及其强度、截面形状及尺寸、加载方式（直接、间接）

12、和结构类型（简支梁、连续梁）等因素以外，最主要的影响因素是腹筋配筋率及其强度。配箍率配箍率sv：反映箍筋的数量反映箍筋的数量1122sbb1122sAsv1Asv1Asv设置在同一截面内的箍筋截面面积；设置在同一截面内的箍筋截面面积；Asv1单肢箍筋截面面积；单肢箍筋截面面积；n同一截面内箍筋肢数；同一截面内箍筋肢数；s箍筋沿梁轴向的间距；箍筋沿梁轴向的间距；b梁腹宽度。梁腹宽度。v在配箍量适当的情况下，梁的受剪承载力随配箍量的增多、箍筋强度在配箍量适当的情况下，梁的受剪承载力随配箍量的增多、箍筋强度的提高而有较大幅度的增长。的提高而有较大幅度的增长。v梁的抗剪承载力随弯起钢筋截面面积的增大，

13、强度的提高而线性增大。梁的抗剪承载力随弯起钢筋截面面积的增大，强度的提高而线性增大。4.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算受弯构件斜截面受剪承载力计算4.2.1基本计算公式基本计算公式剪压破坏剪压破坏Vu?V荷载效应基本组合、偶然组合 4.2.2.1 混凝土的受剪承载力混凝土的受剪承载力Vc对于矩形、T形和形截面的一般受弯构件，对集中荷载作用下的矩形截面独立梁（包括作用有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值75%以上的情况）：4.2.2.2 箍筋梁的受剪承载力箍筋梁的受剪承载力 DL/T5057-2009规范规定，对仅配置箍筋的矩形、T形和I形截面的受弯构件，其斜

14、截面受剪承载力应符合下列规定：4.2.3 抗剪弯起钢筋的计算 矩形、T形和I形截面的受弯构件，当同时配有箍筋和弯起钢筋时的斜截面受剪承载力计算公式为：4.2.3 抗剪弯起钢筋的计算 当计算支座截面第一排（对支座而言）弯起钢筋时，取支座边缘处的最大剪力设计值；当计算以后每排弯起钢筋时，取用前一排（对支座而言）弯起钢筋弯起点处的剪力设计值。弯起钢筋的计算一直要进行到最后一排弯起钢筋已进入的 控制区段为止。4.2.4 在顶面直接作用分布荷载的受弯构件需注意的是，采用这一规定计算时必须具备两个需注意的是，采用这一规定计算时必须具备两个条件：条件：荷载必须是分布荷载，在距支座边缘范荷载必须是分布荷载，在

15、距支座边缘范围内没有集中荷载；围内没有集中荷载；分布荷载必须是直接作用分布荷载必须是直接作用在梁顶上的，且荷载方向指向梁顶的永久荷载。在梁顶上的，且荷载方向指向梁顶的永久荷载。配箍率超过一定值，箍筋屈服前，斜压杆砼已压坏，配箍率超过一定值，箍筋屈服前，斜压杆砼已压坏，取斜压破坏为受剪承载力上限。取斜压破坏为受剪承载力上限。斜压破坏取决于砼的抗压强度和截面尺寸。斜压破坏取决于砼的抗压强度和截面尺寸。斜压破坏的防止4.2.5 梁截面尺寸或砼强度等级的下限梁截面尺寸或砼强度等级的下限防止防止斜压破坏斜压破坏和和斜裂缝斜裂缝过早出现及开展过大，过早出现及开展过大，规范规定：规范规定：一般梁一般梁4.2

16、.6防止腹筋过少过稀防止腹筋过少过稀腹筋间距过大，可能出现不与腹筋相交的斜裂缝，腹筋间距过大，可能出现不与腹筋相交的斜裂缝，腹筋无从发挥作用。腹筋无从发挥作用。较密的箍筋对抑制斜裂缝宽度有利。较密的箍筋对抑制斜裂缝宽度有利。限制腹筋的最大间距限制腹筋的最大间距 。斜筋间距？斜筋间距？斜拉破坏的防止当配箍率小于一定值，当配箍率小于一定值，斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂缝截面砼退出工作释放出来的拉应力，而很快达到屈服，发缝截面砼退出工作释放出来的拉应力，而很快达到屈服，发生突然性的脆性破坏。生突然性的脆性破坏。为防止斜拉破坏，为防止斜拉破坏，规范规定当规范规定当

17、时，配箍率应满足：时，配箍率应满足：箍筋的最小配筋率。箍筋的最小配筋率。HPB300钢筋钢筋HRB335钢筋钢筋4.2.7斜截面抗剪配筋计算步骤斜截面抗剪配筋计算步骤设计斜截面抗剪配筋的步骤如下：1作梁的剪力图。计算剪力时，计算跨度取构件的净跨度。剪力设计值按式（2-18）或式（2-25）计算。2确定斜截面承载力计算的截面位置。斜截面受剪承载力计算时，需对下列截面进行计算：支座边缘处的截面（图4.14中截面1-1）；受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（图4.14(a)中截面2-2、3-3）；箍筋数量或间距改变处的截面（图4.14(b)中截面4-4）；腹板宽度改变处的截面。3梁截面尺寸复核。以式（4.

18、14）或式（4.15）验算构件截面尺寸是否满足要求。如不满足，则必须加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。4确定是否需进行斜截面承载力计算。5腹筋计算。4.2.8 实心板的斜截面受剪承载力计算实心板的斜截面受剪承载力计算对于不配置箍筋和弯筋的实心板，其斜截面受剪承载力应按下列公式计算：4.3 4.3 钢筋骨架的构造钢筋骨架的构造 4.3.1箍筋的构造箍筋的构造 作用：作用：承担剪力、固定纵向钢筋承担剪力、固定纵向钢筋 形式：形式：开口：无受压钢筋、不受扭、无开口：无受压钢筋、不受扭、无动力荷载动力荷载 封闭式：一般采用封闭式封闭式：一般采用封闭式 肢数肢数:双肢：双肢：受压钢筋受压钢筋4根根 b4

19、00mm，受压钢筋，受压钢筋3根根 四肢：四肢：直径直径h800mm，d8mm h800mm，d6mm 布置布置一般均匀布置一般均匀布置，也可在两端剪力较大部位布置得密一些。，也可在两端剪力较大部位布置得密一些。SSmax 纵向钢筋搭接范围内要加密。纵向钢筋搭接范围内要加密。4.3.24.3.2纵向钢筋的构造纵向钢筋的构造4.3.2.1 纵向受力钢筋的接头纵向受力钢筋的接头接头方式接头方式连接原则连接原则纵向钢筋搭接接头面积百分率纵向钢筋搭接接头面积百分率 同一连接区段内的纵向受拉钢筋绑扎搭接接头同一连接区段内的纵向受拉钢筋绑扎搭接接头 4.3.2.2 纵向受力钢筋在支座中的锚固纵向受力钢筋在

20、支座中的锚固1.下部下部纵向受力钢筋锚固纵向受力钢筋锚固(1)简支端简支端(2)中间节点与中间支座、框架梁端节点中间节点与中间支座、框架梁端节点(a)节点中的直线锚固 (b)节点中的弯折锚固 (c)节点或支座范围外的搭接（带肋钢筋）（光圆钢筋）4.3.2.2 纵向受力钢筋在支座中的锚固纵向受力钢筋在支座中的锚固2.上部上部纵向受力钢筋锚固纵向受力钢筋锚固(1)悬臂梁悬臂梁（2 2）框架梁中间层端节点）框架梁中间层端节点（3）框架中间节点和中间支座）框架中间节点和中间支座4.3.2.3架立钢筋的配置架立钢筋的配置梁跨梁跨l6m，d 12mm。4.3.2.4 腰筋及拉筋的设置腰筋及拉筋的设置腰筋：

21、腰筋：梁的腹板高度梁的腹板高度450mm时布置，间距时布置，间距 200mm。拉筋：拉筋：直径与箍筋相同；间距取直径与箍筋相同；间距取箍筋倍数，箍筋倍数，500-700mm。1架立钢筋；2腰筋；3拉筋4.3.2.5 4.3.2.5 弯起钢筋的构造弯起钢筋的构造弯起钢筋的最大间距同箍筋弯起钢筋的最大间距同箍筋。弯起角度、水平长度弯起角度、水平长度10d，受压区受压区；20d，受拉区受拉区单独设置抗剪斜筋应成吊筋型式（鸭筋），不用单独设置抗剪斜筋应成吊筋型式（鸭筋），不用“浮筋浮筋”4.4.1 4.4.1 模板图模板图 注注明明构构件件的的外外形形尺尺寸寸，制制作作模模板板之之用用。对对简简单单的

22、的构构件，模板图可与配筋图合并。件，模板图可与配筋图合并。4.4.2 4.4.2 配筋图配筋图 表表示示钢钢筋筋骨骨架架的的形形状状以以及及在在模模板板中中的的位位置置，为为绑绑扎扎骨骨架架用用。规规格格、长长度度或或形形状状不不同同的的钢钢筋筋必必须须编编以以不不同同的的编号。编号。4.4.3 4.4.3 钢筋表钢筋表 表表示示构构件件中中所所有有钢钢筋筋的的品品种种、规规格格、形形状状、长长度度、根数。为断料及加工成型用。根数。为断料及加工成型用。4.4.4 4.4.4 说明或附注说明或附注 施施工工过过程程中中必必须须引引起起注注意意的的事事项项。例例如如：尺尺寸寸单单位位、钢筋保护层厚度、混凝土强度等级、钢筋级别。钢筋保护层厚度、混凝土强度等级、钢筋级别。4.4 4.4 钢筋混凝土构件施工图钢筋混凝土构件施工图