钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计原理---钢筋混凝土深受弯构件承载能力极-张树仁-等编著.pptx

盖梁盖梁一般将跨高比一般将跨高比L/h2.0L/h2.0的简支梁和的简支梁和 L/h2.5L/h2.5的连续梁的连续梁称为称为深梁深梁，将，将L/h5.0L/h5.0的梁称为的梁称为浅梁浅梁。L-L-计算跨径，取计算跨径，取L L0 0和和1.15L1.15Ln n之间较小者。之间较小者。短梁短梁 -跨高比介于浅梁和深梁之间。跨高比介于浅梁和深梁之间。建混规建混规将短梁和深梁统称为将短梁和深梁统称为深受弯构件深受弯构件。钢筋混凝土深梁因其高度与计算跨径接近，在荷载作用钢筋混凝土深梁因其高度与计算跨径接近，在荷载作用下其受力性能与普通钢筋混凝土梁有下其受力性能与普通钢筋混凝土梁有较大差异较大差异。深受弯构件的受力性能深受弯构件的受力性能具有不同跨高比的均质弹性材料简支梁在均布荷载作具有不同跨高比的均质弹性材料简支梁在均布荷载作用下，其跨中截面的弯曲应力分布图用下，其跨中截面的弯曲应力分布图深受弯构件的受力性能具有不同跨高比的均质弹性材料简支梁在均布荷载作具有不同跨高比的均质弹性材料简支梁在均布荷载作用下，其跨中截面的弯曲应力分布图用下，其跨中截面的弯曲应力分布图 用于浅梁计算分析的假设不再成立：用于浅梁计算分析的假设不再成立：（1 1）平截面假设；）平截面假设；（2 2）应力分布是线性关系。）应力分布是线性关系。梁的梁的跨高比越小跨高比越小，这种，这种非线性分布越明显非线性分布越明显。试验研究表明，深梁的破坏形态主要有以下三种：试验研究表明，深梁的破坏形态主要有以下三种：（1 1）弯曲破坏）弯曲破坏当纵向钢筋配筋率当纵向钢筋配筋率较低时，随着荷载的增加，一较低时，随着荷载的增加，一般在最大弯矩作用截面附近首先出现般在最大弯矩作用截面附近首先出现垂直裂缝垂直裂缝，并，并逐渐发展成为临界裂缝，纵向钢筋应力达到屈服强逐渐发展成为临界裂缝，纵向钢筋应力达到屈服强度后，裂缝进一步扩展，混凝土受压区高度减小，度后，裂缝进一步扩展，混凝土受压区高度减小，梁顶混凝土被压碎，梁丧失承载力。梁顶混凝土被压碎，梁丧失承载力。当纵向钢筋配筋牢当纵向钢筋配筋牢稍大时，跨中的垂直裂缝发展缓慢，稍大时，跨中的垂直裂缝发展缓慢，而弯剪区受拉边缘的裂缝向上发展为而弯剪区受拉边缘的裂缝向上发展为斜裂缝斜裂缝。梁腹斜裂缝两侧混凝土承受的主压应力，由于主拉应力梁腹斜裂缝两侧混凝土承受的主压应力，由于主拉应力的卸荷作用而增大，梁内产生了明显的应力重分布，形的卸荷作用而增大，梁内产生了明显的应力重分布，形成了以纵向受拉钢筋为拉杆，斜裂缝上部混凝土为拱腹成了以纵向受拉钢筋为拉杆，斜裂缝上部混凝土为拱腹的的“拉（拉（系系）杆拱）杆拱”受力体系。在此受力体系。在此“拉杆拱拉杆拱”体系中，体系中，由于由于“拉杆拉杆”(即深梁的纵向钢筋即深梁的纵向钢筋)首先达到屈服强度使首先达到屈服强度使梁破坏，通常这种破坏称为斜截面弯曲破坏。梁破坏，通常这种破坏称为斜截面弯曲破坏。（2 2）剪切破坏剪切破坏 根据斜裂缝发展的特征，深梁的剪坏破坏又可分为斜根据斜裂缝发展的特征，深梁的剪坏破坏又可分为斜压破坏和劈裂破坏两种形态。图压破坏和劈裂破坏两种形态。图a)a)所示为斜压破坏，其所示为斜压破坏，其破坏特征是随着荷载的增加，破坏特征是随着荷载的增加，“拱腹拱腹”混凝土压应力混凝土压应力随之增加，梁腹上出现许多大致随之增加，梁腹上出现许多大致平行的斜裂缝平行的斜裂缝，最后，最后导致混凝土被压碎。导致混凝土被压碎。图图b)b)所示为劈裂破坏，其破坏特征是随着荷载的增长，所示为劈裂破坏，其破坏特征是随着荷载的增长，主要的一条斜裂缝继续延伸，接近破坏时，在主要主要的一条斜裂缝继续延伸，接近破坏时，在主要斜裂缝的外侧，突然出现一条与其大致平行的斜裂缝的外侧，突然出现一条与其大致平行的通长通长劈裂缝劈裂缝，随之深梁破坏。，随之深梁破坏。(3)(3)局部受压和锚固破坏局部受压和锚固破坏 试验表明，在达到受弯和受剪承载力之前，深梁发试验表明，在达到受弯和受剪承载力之前，深梁发生局部承压破坏的可能性比普通梁要大得多。深梁生局部承压破坏的可能性比普通梁要大得多。深梁在斜裂缝发展时，支座附近的纵向受拉钢筋应力迅在斜裂缝发展时，支座附近的纵向受拉钢筋应力迅速增加，因此容易被拔出，而发生锚固破坏。速增加，因此容易被拔出，而发生锚固破坏。短梁的受力性能短梁的受力性能 短梁相当于是一般梁与深梁之间的过渡状态，在弹短梁相当于是一般梁与深梁之间的过渡状态，在弹性阶段，随着性阶段，随着L/hL/h增大，正截面应变沿截面高度愈来增大，正截面应变沿截面高度愈来愈接近线性分布，在带裂缝工作阶段其平均应比变愈接近线性分布，在带裂缝工作阶段其平均应比变基本上符合平截面假设。基本上符合平截面假设。试验结果表明，短梁从加荷到最后破坏经历了弹性试验结果表明，短梁从加荷到最后破坏经历了弹性阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段，其破坏形态与阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段，其破坏形态与浅梁类似。浅梁类似。短梁的受力性能短梁的受力性能(1)(1)弯曲破坏弯曲破坏根据纵向钢筋配筋率根据纵向钢筋配筋率的不同，短梁的弯曲破坏亦的不同，短梁的弯曲破坏亦可分为适筋梁的塑性破坏、少筋梁的脆性破坏和超可分为适筋梁的塑性破坏、少筋梁的脆性破坏和超筋梁的脆性破坏等三种情况。筋梁的脆性破坏等三种情况。短梁的受力性能短梁的受力性能(2)(2)剪切破坏剪切破坏集中荷载作用下短梁的临界斜裂缝大致由支座向集集中荷载作用下短梁的临界斜裂缝大致由支座向集中荷载作用点发展，随着剪跨比的不同，有斜压、中荷载作用点发展，随着剪跨比的不同，有斜压、剪压和斜拉三种破坏形态。均布荷载作用下的短梁剪压和斜拉三种破坏形态。均布荷载作用下的短梁的临界斜裂缝大致由支座向梁顶的临界斜裂缝大致由支座向梁顶L/4L/4处发展，其破坏处发展，其破坏形态与跨高比有关，跨高比较小时发生斜压破坏，形态与跨高比有关，跨高比较小时发生斜压破坏，跨高比较大时可发生剪压破坏。跨高比较大时可发生剪压破坏。短梁的受力性能短梁的受力性能(3)(3)局部受压和锚固破坏局部受压和锚固破坏试验表明：短梁在达到受弯和受剪承载力之前，在试验表明：短梁在达到受弯和受剪承载力之前，在反力较大的支座部位多发生局部受压破坏；而在纵反力较大的支座部位多发生局部受压破坏；而在纵筋以高应力进入支座锚固区则容易发生锚固破坏。筋以高应力进入支座锚固区则容易发生锚固破坏。深梁的配筋及构造要求深梁的配筋及构造要求注意：注意：连续深梁的内力值及其分布规律与一般连续梁不同：连续深梁的内力值及其分布规律与一般连续梁不同：其跨中正弯矩比一般连续梁偏大，而支座负弯矩则其跨中正弯矩比一般连续梁偏大，而支座负弯矩则偏小，且随高跨比及跨数的不同而变化。连续深梁偏小，且随高跨比及跨数的不同而变化。连续深梁的弯矩和剪力计算，应考虑剪切变形的影响，技二的弯矩和剪力计算，应考虑剪切变形的影响，技二维弹性力学方法计算。维弹性力学方法计算。（实用（实用-查表查表）深受弯构件的承载力计算深受弯构件的承载力计算一、正截面抗弯承载力计算一、正截面抗弯承载力计算深受弯构件的承载力计算深受弯构件的承载力计算二、斜截面抗剪承载力计算二、斜截面抗剪承载力计算最小截面尺寸限制条件最小截面尺寸限制条件深受弯构件的承载力计算深受弯构件的承载力计算二、斜截面抗剪承载力计算二、斜截面抗剪承载力计算深受弯构件的承载力计算深受弯构件的承载力计算二、斜截面抗剪承载力计算二、斜截面抗剪承载力计算盖梁的计算盖梁的计算 桥规桥规规定：钢筋混凝土盖梁其跨高比规定：钢筋混凝土盖梁其跨高比L/h5.0L/h5.0时，时，可按钢筋混凝土一般构件计算；可按钢筋混凝土一般构件计算；简支盖梁简支盖梁的跨高比为的跨高比为2.0L/h5.02.0L/h5.0;连续梁连续梁跨高比跨高比2.5L/h5.02.5L/h5.0时，应按深受弯构件的短梁计算，而时，应按深受弯构件的短梁计算，而其构造则不必按深梁的特殊要求处理。其构造则不必按深梁的特殊要求处理。盖梁的计算盖梁的计算(1)配筋设计配筋设计 对截面尺寸和设计内力均为已知的短梁的配筋设对截面尺寸和设计内力均为已知的短梁的配筋设计可参照第三章介绍的一般钢筋混凝土构件配筋设计可参照第三章介绍的一般钢筋混凝土构件配筋设计方法进行：计方法进行：盖梁的计算盖梁的计算(2)承载力复核承载力复核 对截面尺寸和配筋均为已知的短梁，承载力复核的对截面尺寸和配筋均为已知的短梁，承载力复核的方法是：首先由内力平衡式求得混凝土受压区高度方法是：首先由内力平衡式求得混凝土受压区高度x x，将其代入下式求得截面所能承担的弯矩设计值：，将其代入下式求得截面所能承担的弯矩设计值：盖梁的计算盖梁的计算 (3)(3)斜截面抗剪承载力计算斜截面抗剪承载力计算 钢筋混凝土盖梁的纵向受拉钢筋，一般均钢筋混凝土盖梁的纵向受拉钢筋，一般均通长布置通长布置，中间不予剪断和弯起。斜截面的抗剪承载力主要由剪压中间不予剪断和弯起。斜截面的抗剪承载力主要由剪压区混凝土和箍筋提供，由深受弯构件抗剪承载力计算公区混凝土和箍筋提供，由深受弯构件抗剪承载力计算公式计算。式计算。钢筋混凝土盖梁的截面尺寸，应满足公式最小截面尺钢筋混凝土盖梁的截面尺寸，应满足公式最小截面尺寸的要求。钢筋混凝土盖梁斜截面抗剪承载力复核及箍寸的要求。钢筋混凝土盖梁斜截面抗剪承载力复核及箍筋设计方法可参照第四章介绍的一般钢筋混凝土的有关筋设计方法可参照第四章介绍的一般钢筋混凝土的有关规定进行。规定进行。盖梁的计算盖梁的计算 (4)(4)钢筋混凝土盖梁悬臂端的承载力计算（自学）钢筋混凝土盖梁悬臂端的承载力计算（自学）