《混凝土结构 受弯构件斜截面承载力计算.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土结构 受弯构件斜截面承载力计算.pptx（106页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、5.2 无腹筋梁的受剪性能5.2 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大(剪压区)第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第1页/共106页5.2 无腹筋梁的受剪性能一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大(剪压区)第五章 受弯构件斜截面受剪承载力斜裂缝出现前，支座附近截面a-a的钢筋应力s ss与Ma成正比；MaMb5.2 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态斜裂缝、剪跨比及
2、斜截面破坏形态第2页/共106页5.2 无腹筋梁的受剪性能一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大(剪压区)第五章 受弯构件斜截面受剪承载力斜裂缝出现前，支座附近截面a-a的钢筋应力s ss与Ma成正比斜裂缝出现后，截面a-a 的钢筋应力s ss取决于临界斜裂缝顶点截面b-bb-b处的Mb，即与Mb成正比。因此，斜裂缝出现使支座附近的s ss与跨中截面的s ss相近，这对纵筋的锚固提出更高的要求。同时，销栓作用Vd使纵筋周围的混凝土产生撕裂裂缝，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。梁由原来的梁传力机制变成拉杆拱传力机制5.2
3、 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态第3页/共106页三、斜截面受剪破坏的三种形态（无腹筋梁）三、斜截面受剪破坏的三种形态（无腹筋梁）对集中荷载简支梁剪跨比Shear span ratio5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力h0a第4页/共106页（l l 3）剪跨比剪跨比l l 较大，较大，主压应力角度较主压应力角度较小，拱作用较小小，拱作用较小。剪力主要依靠拉应力剪力主要依靠拉应力（梁作用）（梁作用）传递到支座，传递到支座，一旦出现斜裂缝，就很快形成一旦出现斜裂缝，就很快形成临临界斜裂缝界斜裂缝，荷载传递路线被切断，荷载传递路线被切断
4、，承载力急剧下降，脆性性质显著。承载力急剧下降，脆性性质显著。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，称为引起的，称为斜拉破坏斜拉破坏。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。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力P f斜拉破坏diagonal tension failure第5页/共106页无腹筋斜拉破坏试验录像第6页/共106页 最后，拱顶处混凝土在剪应力和压应力的共同作用下，达到混凝土的复合受力下的强度而破坏。部分拱作用，部分斜拉传递，取决于混凝土的复合应力下（剪压）的强度。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章
5、受弯构件斜截面受剪承载力P f（1l l 3）剪跨比较小，有一定拱作用 斜裂缝出现后，部分荷载通过拱作用传递到支座，承载力没有很快丧失，荷载可以继续增加，并出现其它斜裂缝。剪压破坏shear compression failure第7页/共106页无腹筋剪压破坏试验录像第8页/共106页（l l1）5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 剪跨比很小，拱作用很大。荷载主要通过拱作用传递到支座。主压应力的方向沿支座与荷载作用点的连线。最后拱上混凝土在斜向压应力的作用下受压破坏。斜压传力机构，取决于混凝土的抗压强度。P f斜压破坏diagonal compression fail
6、ure第9页/共106页无腹筋斜压破坏试验录像第10页/共106页无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；斜压破坏为受压脆性破坏；剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。不同破坏形态的原因主要是由于传力路径的变化引起应力状态的不同而产生的。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第11页/共106页一、影响受剪承载力的因素一、影响受剪承载力的因素 剪跨比l l 影响荷载传递机构，从而直接影响到梁中的应力状态 剪跨比l l 大，荷载主要依靠拉应力传递到支座 剪跨比l l 小，荷载主要依靠压应力传递到支座5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪
7、承载力5.4 5.4 斜截面承载力计算公式斜截面承载力计算公式第12页/共106页5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第13页/共106页5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第14页/共106页间接加载，由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使在名义剪跨比较小时，也会产生斜拉破坏。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第15页/共106页 混凝土强度 剪切破坏是由于混凝土达到复合应力（剪压）状态下强度而发生的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。原规范规范GBJ10-89取无腹筋梁的受剪承载力Vu与
8、fc成正比，这在普通强度等级情况下近似成立。试验表明，随着混凝土强度的提高，Vu与 ft 近似成正比。事实上，斜拉破坏取决于ft，剪压破坏也基本取决于ft，只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于fc。而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第16页/共106页5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第17页/共106页纵筋配筋率纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面积也越大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积还可限制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。截面形状T形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏
9、和剪压破坏的受剪承载力有提高（20%），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。尺寸效应梁高度很大时，撕裂裂缝比较明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也较大，削弱了骨料咬合作用。试验表明，在保持参数fc、r r、l l 相同的情况下，截面尺寸增加4倍，受剪承载力降低25%30%。对于高度较大的梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第18页/共106页5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第19页/共106页二、无腹筋梁受剪承载力的计算二、无腹筋梁受剪承载力的计算 影响受剪承载力的因素很多，很
10、难综合考虑，而且受剪破坏都是脆性的。规范根据大量的试验结果，取具有一定可靠度（95%）的偏下限经验公式来计算受剪承载力。矩形、T T形和工形截面的一般受弯构件新规范：Vc=0.7 ftbh0原规范：Vc=0.07fcbh06.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力 上式相当于受均布荷载作用的不同l0/h的简支梁、连续梁试验结果的偏下限，接近斜裂缝开裂荷载，因此当剪力设计值小于该值时，不会产生受剪破坏，同时在使用荷载下一般不会出现斜裂缝。第20页/共106页6.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第21页/共106页集中荷载作用下的独立梁 对于不与楼板整浇的独立
11、梁，在集中荷载下，或同时作用多种荷载时，其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的75%以上时，新规范：当剪跨比l l 3.0，取l l=3.0，且支座到计算截面之间均应配置箍筋。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。规范仅对h150的小梁（如过梁、檩条）可采用无腹筋。6.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力原规范：第22页/共106页6.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第23页/共106页6.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力需要说明的是：以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。实际无腹筋梁不允许采用规范中仅
12、给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般单向板类构件的受剪承载力计算公式Vc=0.7bh ftbh0当h0小于800mm时取h0=800mm当h02000mm时取h0=2000mm第24页/共106页三、有腹筋梁的受剪性能三、有腹筋梁的受剪性能 梁中配置箍筋，出现斜裂缝后，梁的剪力传递机构由原来无腹筋梁的拉杆拱传递机构转变为桁架与拱的复合传递机构 斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆 箍筋的作用有如竖向拉杆 临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆 纵筋相当于下弦拉杆 箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆，增加了混凝土传递受压的作用斜裂缝间的骨料咬合作用，还将一部分荷载传递到支座（拱作用）6.3 有
13、腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第25页/共106页（一）箍筋的作用（一）箍筋的作用 斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，增强了梁的剪力传递能增强了梁的剪力传递能力力；箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，使使Vc增加，增加，骨料咬合力骨料咬合力Va也增加；也增加；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，增强了纵筋销栓作用增强了纵筋销栓作用Vd；箍筋参与斜截面的受弯，箍筋参与斜截面的受弯，使斜裂缝出现后纵筋应力使斜裂缝出现后纵筋应力s ss 的增量减的增量减小；小；配置箍筋对斜
14、裂缝开裂荷载没有影响，也不能提高斜压破坏配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响，也不能提高斜压破坏的承载力，的承载力，即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大剪跨比情况，箍筋配置如果超过某一限值，则产生斜压杆压剪跨比情况，箍筋配置如果超过某一限值，则产生斜压杆压坏，继续增加箍筋没有作用。坏，继续增加箍筋没有作用。6.3 有腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第26页/共106页（二）破坏形态（二）破坏形态影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比l l6.3 有腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力和配箍率r rsv第27页/共106页箍
15、筋适量梁受剪破坏试验录像第28页/共106页箍筋较少梁受剪破坏试验录像第29页/共106页箍筋较多梁受剪破坏试验录像第30页/共106页四四 受剪承载力的计算受剪承载力的计算（一）计算公式（一）计算公式Vc为无腹筋梁的承载力考虑到配置箍筋后尺寸效应的影响减小，以及纵向钢筋的影响并不是很大。6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第31页/共106页矩形、T T形和工形截面的一般受弯构件新规范：集中荷载作用下的独立梁新规范：原规范：原规范：6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第32页/共106页6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力矩形、T T形和
16、工形截面的一般受弯构件第33页/共106页6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力集中荷载作用下的独立梁第34页/共106页（二）截面限制条件（二）截面限制条件 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，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。规范是通过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来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏 受剪截面应符合下列截面限制条件，当4bhw时，025.0bhfVccb当6bhw时，020.0bhfVccb当64bhw时，按直线内插法取用。b bc为高强混凝土的强度折减系数，当fcu,k
17、50N/mm2时，b bc=1.0，当fcu,k=80N/mm2时b bc=0.8，其间线性插值。6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力第35页/共106页（二）截面限制条件（二）截面限制条件6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力hw截面腹板高度 矩形截面取hw=h0 T形截面取hw=h0-hf 工形截面取hw=h0-hf-hfb为矩形截面的宽度 或T形截面和工形截面的腹板宽度当4bhw时，025.0bhfVccb当6bhw时，020.0bhfVccb当640.7ftbh0时，配箍率应满足第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算第37页/共106页
18、第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算第38页/共106页（四）受剪计算斜截面（四）受剪计算斜截面 支座边缘截面（1-1）；腹板宽度改变处截面（2-2）；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（4-4）。第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算第39页/共106页（五）仅配箍筋梁的设计计算（五）仅配箍筋梁的设计计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算 钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁一一般般先先进进行行正正截截面面承承载载力力设设计计，初初步步确确定定截截面面尺尺寸和纵向钢筋后，再进行斜截面受剪承载力设计计算。寸和纵向钢筋后，再
19、进行斜截面受剪承载力设计计算。具体计算步骤如下：具体计算步骤如下：验算截面限制条件，如不满足验算截面限制条件，如不满足 如如VV0.7ftbh0 一般受弯构件集中荷载作用下的独立梁 根据Asv/s计算值确定箍筋肢数、直径和间距，并应满足最小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求。第40页/共106页（六）弯起钢筋（六）弯起钢筋 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。a a 为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取4560。第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算第41页/共106页 为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂缝，使弯筋不能发挥作用，规范规定当按计算
20、要求配置弯筋时，前一排弯起点至后一排弯终点的距离不应大于表中V0.7ftbh0栏的最大箍筋间距smax的规定。第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算第42页/共106页一、概一、概 述述 受弯构件受弯构件正截面受弯承载力正截面受弯承载力和和斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力的计算中，的计算中，钢筋强度的充分发挥是建立在钢筋强度的充分发挥是建立在可靠的配筋构造基础上的可靠的配筋构造基础上的。配筋构造配筋构造是计算模型和构件受力的是计算模型和构件受力的必要条件必要条件（如双筋梁，（如双筋梁，箍筋的构造要求是保证受压钢筋强度发挥的必要条件）箍筋的构造要求是保证受压钢筋强度发挥的必要条件
21、）没有可靠的配筋构造，计算模型和构件受力就不可能成立没有可靠的配筋构造，计算模型和构件受力就不可能成立 配筋构造与计算设计同等重要配筋构造与计算设计同等重要。由于疏忽配筋构造而造成。由于疏忽配筋构造而造成工程事故的情况是很多的。工程事故的情况是很多的。故切不可重计算，轻构造故切不可重计算，轻构造。5.3 粘结、锚固及钢筋布置Bond,Anchorage and Details of Reinforcement第五章 粘结、锚固及钢筋布置概 述第43页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置概 述s ss=0s ss=常数第44页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第45页
22、/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第46页/共106页钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能一、粘结的概念一、粘结的概念 钢钢筋筋与与混混凝凝土土间间具具有有足足够够的的粘粘结结是是保保证证钢钢筋筋与与混混凝土共同受力变形的基本前提。凝土共同受力变形的基本前提。通通过过钢钢筋筋与与混混凝凝土土界界面面的的粘粘结结应应力力(bond stress)，可可以以实实现现钢钢筋筋与与混混凝凝土土之之间间的的应应力力传传递递，从从而而使两种材料可以结合在一起共同工作。使两种材料可以结合在一起共同工作。粘结应力通常是指钢筋与混凝土界面间的剪应力。粘结应力通常是指钢筋与混凝土界
23、面间的剪应力。钢钢-混凝土组合梁混凝土组合梁第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第47页/共106页ssscsc+dscss-dssssss-dsst第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第48页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结t第49页/共106页二、粘结的作用二、粘结的作用1 1、锚固粘结第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第50页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结2 2、裂缝间粘结第51页/共106页三、粘结的机理三、粘结的机理钢筋与混凝土的粘结作用由三部分组成：混凝土中水泥胶体与钢筋表面的胶结力；混凝土因收缩
24、将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的摩擦力；机械咬合力。当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失。摩擦力的大小取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第52页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结 对于光面钢筋，表面轻度锈蚀有利于增加摩擦力，但摩擦作用也很有限。由于光面钢筋表面的自然凹凸程度很小，机械咬合作用也不大。因此，光面钢筋与混凝土的粘结强度是较低的。为保证光面钢筋的锚固，通常需在钢筋端部弯钩、弯折或加焊短钢筋以阻止钢筋与混凝土间产生较大的相对滑动。第53页/共106页 将钢筋表面轧制出肋形成带肋钢筋，即变形钢筋，可显
25、著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用，从而大大增加了粘结强度。对与强度较高的钢筋，均需作成变形钢筋，以保证钢筋与混凝土间具有足够的粘结强度使钢筋的强度得以充分发挥。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第54页/共106页 变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生斜向挤压力，其水平分力使钢筋周围的混凝土轴向受拉、受剪，径向分力使混凝土产生环向拉力。轴向拉力和剪力使混凝土产生内部斜向锥形裂缝，环向拉力使混凝土产生内部径向裂缝。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第55页/共106页 当混凝土保护层和钢筋间距较小时，径向裂缝可发展达到构件表面，产生劈裂裂缝，机械咬合作用将很快丧失，产生
26、劈裂式粘结破坏。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结 在钢筋周围配置横向钢筋（箍筋或螺旋钢筋）或增加混凝土的保护层厚度（c/d），可提高粘结强度。第56页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第57页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结 如果钢筋周围的横向钢筋较多或混凝土的保护层（c/dc/d）较大，径向裂缝很难发展达到构件表面，则肋前部的混凝土在水平分力和剪力作用下最终将被挤碎，发生沿肋外径圆柱面的剪切破坏，形成所谓的“刮梨式”破坏，“刮梨式”破坏是变形钢筋与混凝土粘结强度的上限。第58页/共106页四、粘结强度四、粘结强度 Bond St
27、rength 第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结拔出试验 Pull out test粘结强度t tu ：粘结破坏（钢筋拔出或混凝土劈裂）时钢筋与混凝土界面上的最大平均粘结应力第59页/共106页 混凝土强度：光面钢筋和变形钢筋的粘结强度均随混凝土强度的提高而增加，但并不与立方体强度fcu成正比，而与抗拉强度 ft 成正比。保护层厚度和钢筋净间距：对于变形钢筋，粘结强度主要取决于劈裂破坏。因此相对保护层厚度c/d 越大，混凝土抵抗劈裂破坏的能力也越大，粘结强度越高。当c/d 很大时，若锚固长度不够，则产生剪切“刮梨式”破坏。同理，钢筋净距s与钢筋直径d 的比值s/d 越大，粘结强度也
28、越高。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结影响粘结强度的主要因素影响粘结强度的主要因素 Influence factors混凝土强度、保护层厚度和钢筋净间距、横向配筋、钢筋表面和外形特征、受力情况及锚固长度第60页/共106页 横向配筋：横向钢筋的存在限制了径向裂缝的发展，使粘结强度得到提高。由于劈裂裂缝是顺钢筋方向产生的，其对钢筋锈蚀的影响比受弯垂直裂缝更大，将严重降低构件的耐久性。因此应保证不使径向裂缝到达构件表面形成劈裂裂缝。所以，保护层应具有一定的厚度，钢筋净距也应保证。配置横向钢筋可以阻止径向裂缝的发展。因此对于直径较大钢筋的锚固区和搭接长度范围，均应增加横向钢筋。当一排并
29、列钢筋的数量较多时，也应考虑增加横向钢筋来控制劈裂裂缝的发生。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第61页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第62页/共106页 钢筋表面和外形特征钢筋表面和外形特征：光面钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。光面钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。月牙肋和螺纹肋变形钢筋，前者肋的相对受力面积（挤压月牙肋和螺纹肋变形钢筋，前者肋的相对受力面积（挤压混凝土的面积与钢筋截面积的比值）较小，粘结强度比混凝土的面积与钢筋截面积的比值）较小，粘结强度比螺纹钢筋低一些。螺纹钢筋低一些。由于变形钢筋的外形参数不随直径成比例变
30、化由于变形钢筋的外形参数不随直径成比例变化，对于直径，对于直径较大的变形钢筋，肋的相对受力面积减小，粘结强度也较大的变形钢筋，肋的相对受力面积减小，粘结强度也有所减小。有所减小。此外，当钢筋表面为防止锈蚀涂环氧树脂时，钢筋表面较此外，当钢筋表面为防止锈蚀涂环氧树脂时，钢筋表面较为光滑，粘结强度也将有所降低。为光滑，粘结强度也将有所降低。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第63页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第64页/共106页 受力情况受力情况：在锚固范围内存在在锚固范围内存在侧压力侧压力可提高粘结强度可提高粘结强度 剪力产生的斜裂缝剪力产生的斜裂缝则会
31、使锚固钢筋受到销栓作用而降低则会使锚固钢筋受到销栓作用而降低粘结强度粘结强度 受压钢筋由于直径增大会增加对混凝土的挤压受压钢筋由于直径增大会增加对混凝土的挤压，从而使，从而使摩擦作用增加摩擦作用增加 受反复荷载作用的钢筋受反复荷载作用的钢筋，肋前后的混凝土均会被挤碎，肋前后的混凝土均会被挤碎，导致咬合作用降低导致咬合作用降低第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第65页/共106页 锚固长度锚固长度：拔出试验的拔出试验的锚固长度较短锚固长度较短时，粘结应力在锚固长度范围分时，粘结应力在锚固长度范围分布比较均匀，平均粘结应力较高，测得的粘结强度较高布比较均匀，平均粘结应力较高，测得的粘结
32、强度较高 锚固长度较大时锚固长度较大时，则平均粘结强度较小，但总粘结力随锚，则平均粘结强度较小，但总粘结力随锚固长度的增加而增大固长度的增加而增大 当锚固长度增加达到一定值，钢筋受拉达到屈服（强度充当锚固长度增加达到一定值，钢筋受拉达到屈服（强度充分发挥）时未产生粘结破坏，该临界情况的锚固长度称为分发挥）时未产生粘结破坏，该临界情况的锚固长度称为基本锚固长度基本锚固长度la，第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第66页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋与混凝土的粘结第67页/共106页钢筋的锚固和搭接钢筋的锚固和搭接一、基本锚固长度 规范是以拔出试验为基础确定基本锚固长度的
33、。取粘结强度t tu与混凝土抗拉强度 ft 成正比，并根据试验结果，取钢筋受拉时的基本锚固长度为，第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接当砼强度超过C40时取C40的 f t第68页/共106页 构件中钢筋的实际锚固长度应根据钢筋的受力情况、保护层厚度、钢筋形式等的影响，采用基本锚固长度la乘以以下修正系数，并不小于最小锚固长度，也不小于0.7la和250mm。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋的直径大于25mm时，其锚固长度应乘以修正系数1.1;HRB335、HRB400和RRB400级的环氧树脂涂层钢筋,其锚固长度应乘以修正系
34、数1.25;(3)当锚固钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时（如滑模施工），锚固长度应乘以施工扰动系数1.1；(4)当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋在锚固区的砼保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时，其锚固长度可乘以修正系数0.8;第69页/共106页（5 5）当月牙肋钢筋末端采用图示机械锚固措施时，锚固长度可乘以机械锚固修正系数0.7。（6）受压钢筋的锚固长度不宜小于受拉钢筋锚固长度的0.7倍；（7）除构造需要的锚固长度外，当受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时，锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积比值的配筋余量修正系数，但不得小于最小锚固长度。承受动力荷载和按抗震设
35、计的结构，不考虑配筋余量修正系数。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接第70页/共106页锚固区箍筋要求锚固区箍筋要求规范规定在受力钢筋锚固长度范围内箍筋直径不小于0.25d，箍筋间距不大于10d，采用机械锚固措施时不应大于5d，在锚固长度范围内箍筋的数量不少于三个。当锚固钢筋的混凝土保护层厚度大于5d时，箍筋配置要求可放松。2、简支支座锚固要求支座处有横向压应力，使粘结作用得到改善。因此支座处的锚固长度las可比基本锚固长度la减小。光面钢筋末端应设置标准弯钩。当伸入支座的锚固长度不符合要求时，可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋焊接在梁端预埋件上。当V0.7ftbh0时，las5d当V
36、0.7ftbh0时，带肋las 12d 光面las 15d第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接第71页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接对于板，一般剪力较小，通常满足V0.7ftbh0的条件。且连续板的中间支座一般无正弯矩，因此板的简支支座和中间支座下部纵向受力钢筋的锚固长度均取las5d。2、简支支座锚固要求支座处有横向压应力，使粘结作用得到改善。因此支座处的锚固长度las可比基本锚固长度la减小。第72页/共106页3、边支座当柱截面高度足够时，框架梁上部纵筋可用直线方式伸入支座锚固，锚固长度不小于la，且应伸过注中心线不小于5d。当柱截面高度不足以布置直线钢
37、筋时，应将梁上部纵筋伸至节点外边并向下弯折，但弯折前的水平投影长度laha aahla，混凝土强度等级为C20时，取a aah=0.45；混凝土强度等级等于或大于C25时，取a aah=0.4；弯折后的垂直长度不应小于15d。第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接第73页/共106页3、边支座第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接下部纵筋伸入支座的锚固要求：当计算中不利用其强度时，锚固长度可按V0.7ftbh0时的简支支座情况考虑；当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，钢筋伸入支座的锚固长度不应小于la。若柱截面高度不够时，可将钢筋向上弯折，弯折的构造要求与上部钢筋向下弯折情况相同；第
38、74页/共106页3、边支座第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接当计算中充分利用钢筋的受压强度时，钢筋伸入支座的锚固长度不应小于0.7la。第75页/共106页4、中间支座第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接第76页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接5、钢筋的搭接试验表明，影响搭接区段的粘结强度t tu的因素与拔出试验的粘结强度基本相同，但由于钢筋净间距的减小使劈裂裂缝更早出现，粘结强度降低。因此规范规定。当同一搭接范围受拉钢筋搭接接头的百分率不超过25%时，搭接长度为相应基本锚固长度的1.2倍。当同一搭接范围受拉钢筋搭接接头的百分率超过25%时，搭接长度
39、按下式计算，但不小于300mm。ll=z la 第77页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接锥螺纹钢筋连接第78页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接第79页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接挤压钢筋连接第80页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接第81页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置钢筋的锚固和搭接6、箍筋的锚固第82页/共106页受弯构件钢筋的布置受弯构件钢筋的布置 为节约钢材，可根据设计弯矩图的变化将钢筋弯起作受剪钢筋或截断。但钢筋的弯起和截断均应满足受弯承载力的要求。1 1、抵抗弯矩图第五章 粘
40、结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置第83页/共106页二、钢筋的弯起根据M图的变化将钢筋弯起时需绘制Mu图，使得Mu图包住M图，以满足受弯承载力的要求。按每根(或每组)钢筋的的面积比例划分出各根(或各组)钢筋的所提供的受弯承载力Mui，Mui可近似取2f251f222f251f22 Mu2 Mu1abccdd第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置第84页/共106页考虑到斜裂缝出现的可能性，钢筋弯起时还应满足斜截面受弯承载力的要求。MIbT1Tbzzbazbz第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置第85页/共106页 当弯起钢筋作为抗剪腹筋时，其间距还应满足抗剪的构造要求，同
41、时弯折终点应有一直线段锚固长度，当直线段位于受拉区时，直线段长度不小于20d20d；当直线段位于受压区时，直线段长度不小于10d10d。当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载力要求时，可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起钢筋称为“鸭筋”。第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置第86页/共106页弯起钢筋要求小结：1、满足正截面受弯承载力要求 Mu图M图2、满足斜截面受弯承载力要求 弯起点至充分利用点距离0.5h03、满足斜截面受剪承载力要求和构造要求第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置第87页/共106页三、钢筋的截断三、钢筋
42、的截断 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断。筋截断。但在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，同时钢筋应力随弯但在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，同时钢筋应力随弯矩变化产生的粘结应力，加上锚固钢筋所需要的粘结应力，矩变化产生的粘结应力，加上锚固钢筋所需要的粘结应力，因此锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意义不因此锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意义不大。因此，大。因此，一般不在跨中受拉区将钢筋截断。一般不在跨
43、中受拉区将钢筋截断。对于连续梁、框架梁对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯矩区段中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢的上部受拉钢筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。截断钢筋必须有足够的锚固长度，截断钢筋必须有足够的锚固长度，但这里的锚固与钢筋在支但这里的锚固与钢筋在支座或节点内的锚固受力情况不同，座或节点内的锚固受力情况不同，因为要考虑斜裂缝对钢筋因为要考虑斜裂缝对钢筋应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、以及无支座压力的影响。以及无支座压力的影响。第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋
44、的布置第88页/共106页延伸长度延伸长度ld(development length)钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。V0.7ftbh0：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断。a点 为钢筋的充分利用点 b点 为全部钢筋的不需要点（理论断点）c点 为钢筋实际截断点由于ab间还有一段弯矩变化区，实际截断点c到钢筋充分利用点a 的锚固长度（即延伸长度ld）要求比基本锚固长度la大。第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置第89页/共106页延伸长度延伸长度ld(development length)钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。V0.7ftbh0：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次
45、全部截断。第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置 a点 为钢筋的充分利用点 b点 为全部钢筋的不需要点（理论断点）c点 为钢筋实际截断点第90页/共106页当弯矩较大时，钢筋可分批截断第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置第91页/共106页第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置V0.7ftbh0第92页/共106页lc220da1h0+1.2laabca1h0a 由于剪力较大可能产生斜裂缝，钢筋强度充分利用点由a点移至斜裂缝与纵筋相交处a 点，同时受弯矩分布影响，钢筋强度充分利用点可能还会向右偏移。一次截断情况第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置第93页/共
46、106页lc220da1h0+1.2 laa2h0a2h0h0+1.2 lah0+1.2 la第五章 粘结、锚固及钢筋布置受弯构件钢筋的布置钢筋分批截断情况若按上述规定确定的截断点仍位于负弯矩受拉区内20d第94页/共106页第七章 粘结、锚固及钢筋布置7.5 设计例题例1 工作平台板，均布荷载设计值q=6kN/m2，C20混凝土，级钢筋板厚h=90mm第95页/共106页第七章 粘结、锚固及钢筋布置7.5 设计例题Vmax第103页/共106页第七章 粘结、锚固及钢筋布置7.5 设计例题斜截面配筋计算斜截面配筋计算第104页/共106页第七章 粘结、锚固及钢筋布置7.5 设计例题2f f203f f223f f221f f221f f221f f221f f222f f20第105页/共106页感谢您的观看。第106页/共106页