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1、第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理6.1概概概概 述述述述M=VaM 图+PPaaV=+PV=-PV 图+-在主要承受弯在主要承受弯矩的区段，产生正矩的区段，产生正截面受弯破坏。截面受弯破坏。在剪力和弯矩在剪力和弯矩共同作用的区段，共同作用的区段，则会产生则会产生斜截面受斜截面受剪破坏剪破坏或或斜截面受斜截面受弯破坏弯破坏。剪弯段剪弯段纯弯段纯弯段剪弯段剪弯段第1页/共97页第2页/共97页第3页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 即使在钢筋混凝土受弯构件中已配置了足够的即使在钢筋混凝土受弯构件中已配置了足够的纵向钢筋，保证了各纵向钢筋，保证了各正截面正截面的受弯承载
2、力，构件还的受弯承载力，构件还可能由于斜裂缝出现后，可能由于斜裂缝出现后，斜截面承载力不足斜截面承载力不足而破坏。而破坏。因此，在设计受弯构件时，除设置纵向钢筋外，还因此，在设计受弯构件时，除设置纵向钢筋外，还需按斜截面承载力要求设置需按斜截面承载力要求设置抗剪钢筋抗剪钢筋。为了为了防止发生斜截面破坏防止发生斜截面破坏，设计时应保证梁有，设计时应保证梁有足够的截面尺寸，并配置适量的箍筋和弯起钢筋足够的截面尺寸，并配置适量的箍筋和弯起钢筋。第六章第六章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算第4页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理v主拉应力达到抗拉强度，出现与其相垂直
3、的裂缝。主拉应力达到抗拉强度，出现与其相垂直的裂缝。v为防止正截面破坏，须配为防止正截面破坏，须配纵向钢筋纵向钢筋。v为防止斜截面破坏，须配为防止斜截面破坏，须配弯起钢筋及箍筋弯起钢筋及箍筋（腹筋）（腹筋）。v弯起钢筋、箍筋和纵向钢筋组成构件的钢筋骨架弯起钢筋、箍筋和纵向钢筋组成构件的钢筋骨架,与混凝土共同承受截面的与混凝土共同承受截面的弯矩和剪力弯矩和剪力，防止截面破防止截面破坏。坏。第5页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理箍筋箍筋stirrup弯起钢筋弯起钢筋bent-up bar腹筋腹筋shear reinforcement 抗剪钢筋抗剪钢筋第6页/共97页第6章混凝土
4、结构设计原理混凝土结构设计原理 弯起钢筋可利用正截面受弯的纵向钢筋直弯起钢筋可利用正截面受弯的纵向钢筋直接弯起而成。接弯起而成。但因其传力较为集中，有可能引但因其传力较为集中，有可能引起弯起处混凝土的劈裂裂缝，起弯起处混凝土的劈裂裂缝，首选箍筋首选箍筋。弯筋。弯筋位置不宜在梁侧边缘，梁底的角筋不能弯起。位置不宜在梁侧边缘，梁底的角筋不能弯起。第7页/共97页 抗剪钢筋抗剪钢筋 腹筋腹筋 1.1.箍筋箍筋:(1).位置位置:垂直于梁的纵向轴线每间隔一定距离而设垂直于梁的纵向轴线每间隔一定距离而设置置.(2).作用作用:a.提供一定的抗剪承载力；提供一定的抗剪承载力；b.与梁的纵向钢筋和架立钢筋绑
5、扎或焊接在一起形与梁的纵向钢筋和架立钢筋绑扎或焊接在一起形成梁的钢筋骨架成梁的钢筋骨架.2.2.弯起钢筋弯起钢筋:斜筋斜筋(1).位置位置:由梁的纵向受拉钢筋在梁的支座附近按照由梁的纵向受拉钢筋在梁的支座附近按照一定的角度弯折至梁的上部一定的角度弯折至梁的上部.(2).作用作用:a.协助箍筋承受较大的剪力协助箍筋承受较大的剪力.b.借助其一定的延伸长度抵抗梁的负弯矩借助其一定的延伸长度抵抗梁的负弯矩.第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.1 斜裂缝的形成第8页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理1.1.箍筋可以直接箍筋可以直接承担承担部分剪力；部分剪力；2.2.箍筋能箍筋能限制限
6、制斜裂缝的开展和延伸，斜裂缝的开展和延伸，增大增大混凝土剪压混凝土剪压 区的截面面积，区的截面面积，提高提高混凝土剪压区的抗剪能力；混凝土剪压区的抗剪能力；3.3.箍筋还将箍筋还将提高提高斜裂缝交界面骨料的咬合和摩擦作用，斜裂缝交界面骨料的咬合和摩擦作用，延缓延缓沿纵筋的粘结、劈裂裂缝的发展，沿纵筋的粘结、劈裂裂缝的发展，防止防止混凝土保混凝土保护层的突然撕裂，护层的突然撕裂，提高提高纵向钢筋的销栓作用。纵向钢筋的销栓作用。箍筋的作用箍筋的作用第9页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理腹筋的作用腹筋的作用(1)(1)与斜裂缝相交的腹筋与斜裂缝相交的腹筋承担很大一部分剪力。承担很
7、大一部分剪力。(2)(2)箍筋控制斜裂缝的开展，增加剪压区的面积，使箍筋控制斜裂缝的开展，增加剪压区的面积，使Vc增加增加，骨料咬合力，骨料咬合力Vy也增加也增加；(3)(3)吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，增强纵筋销栓增强纵筋销栓作用作用Vd；（4 4 4 4）配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响。配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响。第10页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理受弯构件根据是否配置腹筋分为受弯构件根据是否配置腹筋分为:1.1.有腹筋梁有腹筋梁:(1).概念概念:同时配有纵向钢筋、箍筋和弯起钢筋的梁同时配有纵向钢筋、箍筋和弯起钢筋的梁.
8、(2).应用应用:往往应用于跨度较大、承受荷载较大的梁往往应用于跨度较大、承受荷载较大的梁.2.2.无腹筋梁无腹筋梁:(1).概念概念:仅配有纵向钢筋的梁仅配有纵向钢筋的梁.(2).应用应用:跨度较小、承受荷载较小的梁跨度较小、承受荷载较小的梁.工程中除高度很小的梁外工程中除高度很小的梁外,一般均应设计成有腹筋梁一般均应设计成有腹筋梁.第11页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理设计应解决的问题设计应解决的问题u确定合理的截面尺寸确定合理的截面尺寸.u确定需配置腹筋的数量确定需配置腹筋的数量.u满足有关构造措施要求满足有关构造措施要求.5.1 斜裂缝的形成第12页/共97页由材
9、料力由材料力学可知：学可知：第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理6.2.1 斜裂缝斜裂缝 6.2 斜裂缝、剪跨比及配箍率斜裂缝、剪跨比及配箍率第13页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理斜裂缝的形成斜裂缝的形成当当荷载较小荷载较小时，混凝土尚未开裂，时，混凝土尚未开裂，钢筋混凝土梁基本上处于弹性工作钢筋混凝土梁基本上处于弹性工作阶段，故可按材料力学公式来分析阶段，故可按材料力学公式来分析其应力。其应力。由于混凝土抗拉强度很低，随着由于混凝土抗拉强度很低，随着荷载的增加荷载的增加，当主拉，当主拉应力超过混凝土复合受力下的应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度抗拉强度时，时，就会
10、出现就会出现与与主拉应力轨迹线主拉应力轨迹线大致大致垂直垂直的裂缝。的裂缝。当荷载继续增加，斜裂缝不断延伸和加宽，当截面的当荷载继续增加，斜裂缝不断延伸和加宽，当截面的抗弯强度抗弯强度得到保证时，梁最后可能由于斜截面的抗剪得到保证时，梁最后可能由于斜截面的抗剪强度不足而破坏。强度不足而破坏。第14页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第6章 受弯构件的斜截面承载力主应力轨迹线裂缝第15页/共97页6.2.2 两个基本概念两个基本概念对集中荷载简支梁对集中荷载简支梁最外侧最外侧的集的集中力到中力到临近临近支座支座的距离的距离a称为称为剪跨剪跨，剪跨剪跨a与梁的与梁的有效高度有效高
11、度h0的比值则称的比值则称为剪跨比为剪跨比1.剪跨比剪跨比剪跨比剪跨比 计算截面计算截面的弯矩与该截面的剪力及的弯矩与该截面的剪力及h0乘积的比值乘积的比值 广义剪跨比广义剪跨比a计算剪跨比计算剪跨比616.2 斜裂缝、剪跨比及配箍率斜裂缝、剪跨比及配箍率第16页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 剪跨比是一个无量纲的量，反映了截面上的弯反映了截面上的弯矩与剪力的相对大小，也反映了截面上的正应力与剪矩与剪力的相对大小，也反映了截面上的正应力与剪应力的相对大小应力的相对大小2.配箍率配箍率 sv配箍率；配箍率；Asv同一截面
12、箍筋的截面积，同一截面箍筋的截面积，Asv=n.Asv1b 梁的截面宽度，梁的截面宽度，s箍筋间距，箍筋间距，Asv1单肢箍筋截面积，单肢箍筋截面积，n箍筋肢数箍筋肢数第17页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理箍筋的配箍率单肢箍单肢箍n=1双肢箍双肢箍n=2四肢箍四肢箍 n=462第18页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 与正截面的破坏类似，由于配箍率、剪跨比等因素与正截面的破坏类似，由于配箍率、剪跨比等因素的不同，的不同，梁的斜截面破坏也有多种形态，主要有三种破梁的斜截面破坏也有多种形态，主要有三种破坏形式。坏形式。斜截面破坏的三种主要形态斜截面破坏的三
13、种主要形态1、斜拉破坏斜拉破坏2、剪压破坏、剪压破坏 3、斜压破坏、斜压破坏6.3无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态6.3.1 无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 第19页/共97页两类主要斜裂缝两类主要斜裂缝腹剪斜裂缝：腹剪斜裂缝：a.a.形成形成:首先在梁中和轴附近出现大致与中和轴首先在梁中和轴附近出现大致与中和轴成倾角的斜裂缝成倾角的斜裂缝,随着荷载的增加随着荷载的增加,裂缝沿裂缝沿主压应力迹线方向分别向支座和集中荷主压应力迹线方向分别向支座和集中荷载作用点延伸载作
14、用点延伸.b.b.特点特点:中间宽两头细中间宽两头细 弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝a.a.形成形成:在梁底首先因弯矩的作用而出现垂直裂在梁底首先因弯矩的作用而出现垂直裂缝缝,随着荷载的增加随着荷载的增加,初始垂直裂缝逐渐向初始垂直裂缝逐渐向上发展上发展,随着主拉应力方向的改变而发生随着主拉应力方向的改变而发生倾斜倾斜,向集中荷载作用点延伸向集中荷载作用点延伸.b.b.特点特点:下宽上细下宽上细无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态 第20页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理1)1)、斜拉破坏、斜拉破坏 发发生生条条件件：当当剪剪跨跨比比较较大大(3)时时，常常发
15、发生生这这种种破破坏。坏。破破坏坏特特点点：当当垂垂直直裂裂缝缝一一出出现现，就就迅迅速速向向受受压压区区斜斜向向伸伸展展，斜斜截截面面承承载载力力随随之之丧丧失失。破破坏坏荷荷载载与与出出现现斜斜裂裂缝缝时时的的荷荷载载很很接接近近，破破坏坏前前变变形形小小，呈呈明明显显脆脆性性，其其承承载载力力取决于混凝土的抗拉强度。取决于混凝土的抗拉强度。第21页/共97页l斜裂缝一出现，便很快发展形成斜裂缝一出现，便很快发展形成临界斜裂缝，并迅速向加载点延临界斜裂缝，并迅速向加载点延伸使混凝土截面裂通，将残余混伸使混凝土截面裂通，将残余混凝土截面斜劈成两半。同时，沿凝土截面斜劈成两半。同时，沿纵筋产生
16、劈裂裂缝纵筋产生劈裂裂缝.l破坏是由于混凝土（斜向）拉坏破坏是由于混凝土（斜向）拉坏引起的。引起的。l斜拉传力机构，取决于混凝土的斜拉传力机构，取决于混凝土的抗拉强度。抗拉强度。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力P f斜拉破坏斜拉破坏diagonal-tension failure1、斜拉破坏、斜拉破坏第22页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 2)、剪压破坏剪压破坏发生条件：发生条件：一般当剪跨比一般当剪跨比 13时，常发生此种破坏。此时，常发生此种破坏。此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力共同作用所致。破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力共同作用所致。破坏特征：破坏特征：在剪弯区
17、段的受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，它们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂它们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，缝，斜裂缝逐步形成一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，斜裂缝逐步形成一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为称为临界斜裂缝临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后剪压区混凝土破坏，使斜截面丧失承区的高度缩小，最后剪压区混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。载力。第23页/共97页第五章 受弯构件斜截面受剪承载力l剪跨比较小，有一定拱作用。剪跨比较小，有一定拱作用。l破坏特
18、征破坏特征:弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝.斜裂缝出现后斜裂缝出现后,荷载仍荷载仍有较大增长有较大增长,并伴随新的斜裂缝出现。并伴随新的斜裂缝出现。l随着荷载的进一步增加随着荷载的进一步增加,其中一条发展成临界斜其中一条发展成临界斜裂缝裂缝 延伸较长延伸较长,相对开展较宽相对开展较宽,向梁顶发展向梁顶发展,达达到破坏荷载时到破坏荷载时,斜裂缝上端混凝土被压碎。斜裂缝上端混凝土被压碎。2、剪压破坏、剪压破坏剪跨比适中剪跨比适中（1l l3），），第24页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 3)、斜压破坏斜压破坏发生条件：发生条件：当剪跨比较小当剪跨比较小(3且且腹筋量少腹筋量少。破坏特点
19、受拉边缘一旦出现斜裂缝便受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展，构件很快破坏。急速发展，构件很快破坏。第40页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 v腹腹筋筋配配置置少少且且剪剪跨跨比比较较大大时时，发发生生斜斜拉破坏拉破坏。整个破坏过程极速而突然，破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载相当接近，破坏前梁的变形很小，并且往往只有一条斜裂缝，破坏是拱体混凝土被拉坏，具有明显的脆性。6.4.1 有腹筋梁的破坏形态有腹筋梁的破坏形态第41页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 腹腹筋筋数数量量是是决决定定有有腹腹筋筋梁梁受受剪剪承承载载力力的的主主要要因因素素，剪剪跨跨比比、砼砼强强
20、度度等等级级及及纵纵筋筋配筋率等对受剪承载力也有影响。配筋率等对受剪承载力也有影响。6.4.1 有腹筋梁的破坏形态有腹筋梁的破坏形态第42页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 1 1、剪跨比。、剪跨比。2 2、混凝土强度。、混凝土强度。3 3、腹筋。、腹筋。4 4、纵筋配筋率。、纵筋配筋率。5 5、其他因素。（截面形式、截面尺寸等。）、其他因素。（截面形式、截面尺寸等。）6.4.2 影响有腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素影响有腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素6.4 有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态第43页/共97页第6章混凝土结构设计原理混
21、凝土结构设计原理箍筋的配箍率箍筋的配箍率对受弯构件斜截面受剪承载力的影对受弯构件斜截面受剪承载力的影响响 梁的受剪承载力随梁的受剪承载力随配箍率配箍率增大而增大增大而增大,随箍筋随箍筋强度强度增大而增大增大而增大,且大致呈线性关系；且大致呈线性关系；与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面受剪破坏形与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要有三种：态主要有三种：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。当当33，且且箍箍筋筋配配置置的的数数量量过过少少，将将发发生生斜斜拉拉破破坏坏；如如果果33，箍箍筋筋的的配配置置数数量量适适当当，则则可可避避免免斜斜拉拉破破坏坏，而而发发生生剪
22、剪压压破破坏坏；剪剪跨跨比比较较小小或或箍箍筋的配置数量筋的配置数量过多过多，会发生，会发生斜压破坏斜压破坏。第44页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 6.4有腹筋梁的破坏形态有腹筋梁的破坏形态第45页/共97页 第 5 章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章6.4.3 防止斜截面破坏的承载力条件防止斜截面破坏的承载力条件 64 斜截面上有剪力，也有弯矩。为了防止斜截面斜截面上有剪力，也有弯矩。为了防止斜截面 破坏，要求：破坏，要求：63 VV Vu MMu我国规范规定:式（式（3 3）用）用计算计算保证保证;式（式（4
23、 4）用）用构造措施构造措施满足。满足。第46页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理建立斜截面承载力计算公式的依据建立斜截面承载力计算公式的依据l以钢筋混凝土受弯构件斜截面的以钢筋混凝土受弯构件斜截面的剪压破坏的受力特征剪压破坏的受力特征,来来建立梁的受剪承载力计算公式。建立梁的受剪承载力计算公式。l采取构造措施防止斜压采取构造措施防止斜压(拉拉)破坏破坏.l以最小配筋率防止斜拉破坏；以合适的截面尺寸防止斜压以最小配筋率防止斜拉破坏；以合适的截面尺寸防止斜压破坏破坏结构设计的目的：结构设计的目的：不是要求正确估计梁的实际受剪承载力，而是要求保证梁不发生斜截面破坏。第47页/共9
24、7页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章6.5 受弯构件斜截面设计方法受弯构件斜截面设计方法 6.5.1 无腹板斜截面承载力无腹板斜截面承载力65h截面高度影响系数，截面高度影响系数，当当h02000mm时时,取取h0=2000mm;ft 混凝土轴心抗拉强度设计值。混凝土轴心抗拉强度设计值。第48页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理规范规范中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般单一般单向钢筋混凝土板类构件向钢筋混凝土板类构件的受剪承载力计算公式的受剪承载力计算公式Vc=0.7bh ftbh0
25、第49页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理需要说明的是：以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的，其应用范围有严格的无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的，其应用范围有严格的限制。限制。混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范（GB50010-2010）中）中规定：规定：仅对仅对h150的小梁的小梁（如过梁、檩条）可不（如过梁、檩条）可不配置箍筋。配置箍筋。第50页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理6.5 受弯构件斜截面受弯构件斜截面承载力设计方法承载力设计方法6.5.2 有腹筋斜截面承载力有腹筋斜截面承载力a.仅配置箍筋时仅配置箍筋时
26、:b.同时配置箍筋和弯起钢筋时同时配置箍筋和弯起钢筋时:VuVcVsVsb受剪承载力的组成Cc第51页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理6.5.2 有腹筋斜截面承载力有腹筋斜截面承载力基本假定基本假定6.5 受弯构件斜截面设计方法受弯构件斜截面设计方法 前已述及，受弯构件沿斜截面可能发生斜拉、前已述及，受弯构件沿斜截面可能发生斜拉、斜压及剪压三种剪截破坏形态，斜压及剪压三种剪截破坏形态，而而斜拉、斜压斜拉、斜压破破坏将通过坏将通过构造要求构造要求来予以避免，来予以避免，剪压破坏剪压破坏则通过则通过计算计算来避免来避免。因此，下面的计算公式是用来计算。因此，下面的计算公式是用来
27、计算剪压破坏剪压破坏时斜截面承载能力的。时斜截面承载能力的。第52页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理6.5 受弯构件斜截面设计方法受弯构件斜截面设计方法 6.5.2 有腹筋斜截面承载力有腹筋斜截面承载力基本假定基本假定梁斜截面破坏时所承受的梁斜截面破坏时所承受的总剪总剪力；力；混凝土混凝土剪压区所承受的剪力；剪压区所承受的剪力；与斜裂缝相交的与斜裂缝相交的箍筋箍筋所承受的剪力；所承受的剪力；斜裂缝相交的斜裂缝相交的弯起钢筋弯起钢筋所承受的剪力所承受的剪力；只适用于剪压破坏的情况第53页/共97页6.5.2 有腹筋斜截面承载力有腹筋斜截面承载力计算公式计算公式1 1、仅配箍筋
28、梁的承载力计算、仅配箍筋梁的承载力计算第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.4 受剪承载力计算对于矩形、对于矩形、T T形和工形截面的形和工形截面的一般受弯构件一般受弯构件（包括承受均布荷（包括承受均布荷载和其他复杂荷载的情况）载和其他复杂荷载的情况）,其斜剪面受剪承载力应按下式计其斜剪面受剪承载力应按下式计算算:VuVcVsVsb受剪承载力的组成Cc第54页/共97页6.5.2 有腹筋斜截面承载力有腹筋斜截面承载力1 1、仅配箍筋梁的承载力计算、仅配箍筋梁的承载力计算第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.4 受剪承载力计算b.b.在集中荷载作用下：在集中荷载作用下：(包括作用有多种荷载且集中荷载
29、对支座截面或节点边缘截面包括作用有多种荷载且集中荷载对支座截面或节点边缘截面所产的剪力值占总剪力值的所产的剪力值占总剪力值的75%以上的情况以上的情况):对于独立梁对于独立梁,其斜剪面受剪承载力应按下式计算其斜剪面受剪承载力应按下式计算:l当当1.5 时，取时，取=1.5。l当当3时，取时，取3。第55页/共97页fyAsbas2.设有弯起钢筋时，设有弯起钢筋时，梁的受剪承载力的计算公式为：梁的受剪承载力的计算公式为：a as 为弯起钢筋与梁纵轴线的夹角，一为弯起钢筋与梁纵轴线的夹角，一般为般为45，当梁截面超过，当梁截面超过800mm时为时为60。与斜裂缝相交的配置在同一弯与斜裂缝相交的配置
30、在同一弯起平面内的弯起钢筋截面面积。起平面内的弯起钢筋截面面积。当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂缝相交来提高当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂缝相交来提高受剪承载力。受剪承载力。第56页/共97页2.2.同时配置箍筋和弯起钢筋时同时配置箍筋和弯起钢筋时:第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.4 受剪承载力计算a.a.对于矩形、对于矩形、T形和形和工工形截面的一般受弯构件形截面的一般受弯构件,其斜其斜剪面受剪承载力应按下式计算剪面受剪承载力应按下式计算:VuVcVsVsb上式中的系数上式中的系数0.80.8，是对弯起筋受剪承载力，是对弯起筋受剪承载力的折减。这是因为考虑到弯起钢筋与斜裂的折减。这
31、是因为考虑到弯起钢筋与斜裂缝相交时有可能已接近受压区，钢筋强度缝相交时有可能已接近受压区，钢筋强度在梁破坏时不可能全部发挥作用的缘故。在梁破坏时不可能全部发挥作用的缘故。当梁中还设有弯起钢筋时，其受剪承载力计算公式中应增加一当梁中还设有弯起钢筋时，其受剪承载力计算公式中应增加一项弯起钢筋所承担的剪力值项弯起钢筋所承担的剪力值Vsb 为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取4560。ssbysvyvtsbcsuAfhsAfbhfVVVVasin8.07.000+=+=第57页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助
32、下一章下一章箍筋抗拉强度设计值；箍筋抗拉强度设计值；配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面 积积:=n ,此处，此处，n为在同一截面内为在同一截面内 箍筋的肢数，箍筋的肢数，为单肢箍筋的截面面积；为单肢箍筋的截面面积；s 沿构件长度方向的箍筋间距；沿构件长度方向的箍筋间距；同一弯起平面内弯起钢筋截面面积；同一弯起平面内弯起钢筋截面面积；弯起钢筋与构件轴线的夹角。弯起钢筋与构件轴线的夹角。6-7第58页/共97页第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.4 受剪承载力计算b.b.在集中荷载作用下在集中荷载作用下(包括作用包括作用有多种荷载且集中荷载对支座有多种荷载且集
33、中荷载对支座截面或节点边缘截面所产的剪截面或节点边缘截面所产的剪力值占总剪力值的力值占总剪力值的75%75%以上的情以上的情况况)对于独立梁对于独立梁,其斜剪面受剪其斜剪面受剪承载力应按下式计算承载力应按下式计算:VuVcVsVsbV V配置弯起钢筋处截面剪力设计值。配置弯起钢筋处截面剪力设计值。l当计算第一排弯起钢筋时，取支座边缘的剪力值，当计算第一排弯起钢筋时，取支座边缘的剪力值，l当计算以后的每一排弯起钢筋时，取前一排弯起钢筋弯起点处当计算以后的每一排弯起钢筋时，取前一排弯起钢筋弯起点处的剪力值。的剪力值。第59页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上
34、一章上一章帮帮 助助下一章下一章集中荷载下的独立梁集中荷载下的独立梁 6-8计算截面的剪跨比，可取计算截面的剪跨比，可取=a/h0,a为集中荷为集中荷 载作用点至支座或节点的距离；当载作用点至支座或节点的距离；当3时，取时，取=3。第60页/共97页3.3.计算公式的适应范围计算公式的适应范围 当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限力的上限。斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。规范规范是通过是通过控制受剪截面剪
35、力设计值不大控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率过高来防止由于配箍率过高而产生斜压破坏而产生斜压破坏第61页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章a.截面的最小尺寸（上限值）截面的最小尺寸（上限值）v 为了防止斜压破坏，要求：为了防止斜压破坏，要求：当当 时时 6-9当当 时时 6-10当当 时，时，按现性内插法确按现性内插法确定定 高混凝土强度折减系数，当高混凝土强度折减系数，当 C50时，取时，取 =1.0；当混凝土强度等级为当混凝土强度等级为C80时，取时，取 =0.
36、8；其间按；其间按线性内插法取用。线性内插法取用。第62页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章截面的腹板高度，按下图确定：截面的腹板高度，按下图确定：hwhwhw若不满足条件,首先应加大截面尺寸,其次提高混凝土强度等级.第63页/共97页hw截面腹板高度截面腹板高度 矩形截面取矩形截面取hw=h0 T形截面取形截面取hw=h0-hf 工形截面取工形截面取hw=h-hf-hfb为矩形截面的宽度为矩形截面的宽度 或或T形截面和工形截面的腹板宽度形截面和工形截面的腹板宽度第64页/共97页当配箍率小于一定值时当配箍率小于一定值时，
37、斜裂缝出现后，箍筋，斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力，而很快达到屈服，的拉应力，而很快达到屈服，其受剪承载力与无其受剪承载力与无腹筋梁基本相同腹筋梁基本相同。当剪跨比较大时，可能产生斜拉破坏。当剪跨比较大时，可能产生斜拉破坏。为防止这种少筋破坏，为防止这种少筋破坏，规范规范规定当规定当V 时，配箍率应满足时，配箍率应满足b.箍筋的最小含量（下限值）箍筋的最小含量（下限值）第65页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章v 为了防止斜拉破坏，同时要求：为
38、了防止斜拉破坏，同时要求：箍筋的间距应满足表箍筋的间距应满足表6.3 要求：要求：梁中箍筋的最大间距梁中箍筋的最大间距Smax 梁高梁高h/mmV0.7ftbh0V0.7ftbh0150h300150200300h500200300500800300600第66页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 箍筋的直径满足表箍筋的直径满足表5.2 要求：要求：箍筋直径箍筋直径d 梁高梁高h(mm)箍筋直径箍筋直径(mm)h8006h8008第67页/共97页抵抗弯矩图(材料图，以下简称Mu图)，表示构件抵抗弯矩能力大小的图形，就是沿
39、梁长各正截面实际配置的纵筋抵抗弯矩的图形。受弯构件的钢筋布置及构造受弯构件的钢筋布置及构造一、抵抗弯矩图（材料图）一、抵抗弯矩图（材料图）第68页/共97页梁配置的纵筋为225+1 22如果钢筋的总面积等于计算面积，则材料Mu图的外围水平线正好与M图上最大弯矩点相切。第69页/共97页抵抗弯矩图的绘制抵抗弯矩图的绘制 v最大弯矩所在截面实配纵筋的抵抗弯矩计算与布置：最大弯矩所在截面实配纵筋的抵抗弯矩计算与布置：（1 1）按比例绘出梁在荷载作用下的弯矩图（）按比例绘出梁在荷载作用下的弯矩图（M M图）。图）。（2 2）确定）确定MR MR 图的最大点。图的最大点。（3 3）按按纵纵筋筋切切断断或
40、或弯弯起起的的先先后后顺顺序序在在弯弯矩矩图图的的控控制制截截面面上上自自外外至至内内排排列列各各根根纵纵筋筋，其其中中既既无无切切断断又又无无弯弯起起的的纵纵筋筋要要排排在在最最内内侧侧，从从最最大大弯弯矩矩截截面面算算起起先先切切断断或或先先弯弯起起的的纵纵筋要排在最外侧。筋要排在最外侧。（4 4）按按钢钢筋筋的的截截面面积积大大小小，确确定定每每根根纵纵筋筋的的实实际际抵抵抗抗弯弯矩，并按同一比例绘制在弯矩图上。矩，并按同一比例绘制在弯矩图上。第70页/共97页每根钢筋所承担的MRi：可近似按该钢筋的面积Asi与总钢筋面积As的比值乘以材料图MR R第71页/共97页22点处点处、号钢筋
41、强度充分利用号钢筋强度充分利用钢筋“充分利用点”，“不需要点”25122251图中图中1点处三根钢筋的强度充分利用点处三根钢筋的强度充分利用acbd33点处点处号钢筋充分利用号钢筋充分利用钢筋充分利用点号钢筋在号钢筋在2点以外点以外(向支座方向向支座方向)就不再需要就不再需要号钢筋在号钢筋在3点以外也不再需要点以外也不再需要号钢筋在号钢筋在a点以外也不再需要点以外也不再需要钢筋不需要点MR 第72页/共97页弯起钢筋25222f1fe Mu1abcd2f25 1f22 Mu2CDfhgFGMu图第73页/共97页二、纵向钢筋的弯起二、纵向钢筋的弯起 在受弯构件中，按正截面受弯所配置的纵向钢筋，
42、其所依据的弯矩都取自最大弯矩的截面，实际上，沿梁的统长弯矩是变化的。从正从正截面抗弯角度来看，梁上各截面的纵筋数量是可以随弯矩的减小而减截面抗弯角度来看，梁上各截面的纵筋数量是可以随弯矩的减小而减少少，在实际工程中，可将纵筋截断或弯起，弯起的纵筋正好利用其受剪，达到经济的效果。纵向钢筋的弯起必须满足三个条件：纵向钢筋的弯起必须满足三个条件：1.满足斜截面抗剪承载力的要求。满足斜截面抗剪承载力的要求。如需要弯起钢筋抗剪，则弯起钢筋的数量及位置由抗如需要弯起钢筋抗剪，则弯起钢筋的数量及位置由抗抗剪强抗剪强度度决定。决定。2.满足正截面抗弯强度的要求。满足正截面抗弯强度的要求。钢筋弯起后的材料图应在
43、弯矩图的外面。钢筋弯起后的材料图应在弯矩图的外面。3.满足斜截面抗弯强度的要求。满足斜截面抗弯强度的要求。弯起钢筋的弯起点与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离弯起钢筋的弯起点与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离不小于不小于h0/2，同时同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外。需要该钢筋的截面以外。第74页/共97页弯终点的位置弯起钢筋的弯终点弯起钢筋的弯终点到支座边或到支座边或到前一排弯起钢筋弯起点到前一排弯起钢筋弯起点之间之间的距离的距离，都不应大于箍筋的最，都不应大于箍筋的最大间距要求大间距要求。这一要求是为了使每根弯起钢筋都能
44、与斜裂缝相交，以保证斜截面的受剪和受弯承载力。350500250300200300150200梁高h梁高h第75页/共97页v弯起钢筋的最大间距同箍筋。弯起钢筋的最大间距同箍筋。v梁宽较大梁宽较大(b250mm)250mm)，宜在一个截面同时弯起两根钢筋。，宜在一个截面同时弯起两根钢筋。v弯起钢筋的弯折终点处应有足够长的锚固长度弯起钢筋的弯折终点处应有足够长的锚固长度。v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”弯起钢筋的构造弯起钢筋的构造第76页/共97页 为为防防止止弯弯筋筋间间距距太太大大，出出现现不不与与弯弯筋筋相相交交的的斜斜裂裂
45、缝缝，使使弯弯筋筋不不能能发发挥挥作作用用，规规范范规规定定当当按按计计算算要要求求配配置置弯弯筋筋时时，前前一一排排弯弯起起点点至至后后一一排排弯弯终终点点的的距距离离不不应应大大于于表表中中V0.7ftbh0栏栏的的最最大大箍筋间距箍筋间距smax的规定。的规定。第77页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.可以按构造配置箍筋的条件可以按构造配置箍筋的条件 当满足下列条件时，可直接对梁进行构造配筋。当满足下列条件时，可直接对梁进行构造配筋。一般情况：一般情况：6-13集中荷载下的独立梁：集中荷载下的独立梁：6-14第7
46、8页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章5.斜截面承载力计算步骤斜截面承载力计算步骤 确定计算截面及其剪力设计值确定计算截面及其剪力设计值；验算截面尺寸是否足够；验算截面尺寸是否足够；验算是否可以按构造配筋；验算是否可以按构造配筋；当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量；当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量；验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否 满足要求。满足要求。第79页/共97页6.5.3 受剪计算斜截面位置受剪计算斜截面位置 支座边缘截面（支座边缘截面（1-1）；）；腹板宽度改变处截面（腹板宽
47、度改变处截面（2-2）；）；箍筋直径或间距改变处截面（箍筋直径或间距改变处截面（3-3）；）；受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。）。第6章 受弯构件的斜截面承载力第80页/共97页一、受剪计算斜截面一、受剪计算斜截面 支座边缘截面（支座边缘截面（1-1）；）；腹板宽度改变处截面（腹板宽度改变处截面（2-2）；）；箍筋直径或间距改变处截面（箍筋直径或间距改变处截面（3-3）；）；受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。）。6.6 6.6 斜截面受剪承载力的设计计算斜截面受剪承载力的设计计算抗剪要求抗剪要求：第81页/共97页1.1
48、.截面设计截面设计 钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁一一般般先先根根据据高高宽宽比比确确定定截截面面尺尺寸寸，然然后后进进行行正正截截面面承承载载力力设设计计确确定定纵纵向向钢钢筋筋，再再进进行行斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力设设计计计计算确定算确定腹筋腹筋。二、设计计算二、设计计算（1 1）只配箍筋的情况）只配箍筋的情况确定确定计算截面计算截面位置，计算其剪力设计值位置，计算其剪力设计值V V；校核校核截面尺寸截面尺寸确定确定腹筋腹筋用量用量若若 ，则按最大箍筋间距和最小箍筋直径，则按最大箍筋间距和最小箍筋直径的要求配置箍筋；的要求配置箍筋；第82页/共97页一般受弯构件一般受弯构件集中荷载作用下
49、的独立梁集中荷载作用下的独立梁根据根据A Asvsv/s/s计算值确定箍筋肢数、直径和间距计算值确定箍筋肢数、直径和间距，并应，并应满足最小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要满足最小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求。求。若若 第83页/共97页 一般先根据经验和构造要求配置箍筋，确定一般先根据经验和构造要求配置箍筋，确定（2 2）配置箍筋和弯起钢筋的情况）配置箍筋和弯起钢筋的情况 对对 区段，按下式确定弯起钢筋的截面：区段，按下式确定弯起钢筋的截面：剪力设计值剪力设计值V V应根据弯起钢筋计算斜截面的位置确定应根据弯起钢筋计算斜截面的位置确定 第84页/共97页规规范范：前前一一排
50、排弯弯起起点点至至后后一一排排弯弯终终点点的的距距离离不不应应大大于表中于表中V0.7ftbh0栏的最大箍筋间距栏的最大箍筋间距smax的规定。的规定。第6章 受弯构件的斜截面承载力第85页/共97页第6章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 梁中箍筋的最大间距梁中箍筋的最大间距Smax 梁高梁高h/mmV0.7ftbh0V0.7ftbh0150h300150200300h500200300500800300600第86页/共97页 当当已已知知材材料料强强度度、截截面面尺尺寸寸、配配筋筋数数量量以以及及弯弯起起钢钢筋筋的的截截面面面面积积