-受弯构件斜截面承载力计算.pptx

5.1 5.1 斜裂缝的形成斜裂缝的形成弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝箍筋弯起钢筋腹筋第五章 受弯构件斜截面承载力计算第1页/共21页5.2 5.2 无腹筋梁的受剪性能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，受剪面积的减小斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大使受压区混凝土剪力增大(剪压区剪压区)斜裂缝出现前，支座附近截面斜裂缝出现前，支座附近截面a-a的的s ss与与Ma成正比；成正比；梁由原来的梁由原来的梁传力机制梁传力机制变成变成拉杆拱传力机制拉杆拱传力机制斜裂缝出现后，斜裂缝出现后，截面截面a-a 的的s ss取取决于决于临界斜裂缝顶点截面临界斜裂缝顶点截面b-bb-b处的处的Mb，即与，即与Mb成正比成正比。因此，斜裂缝因此，斜裂缝的出现使的出现使支座附近的支座附近的s ss与跨中截面与跨中截面的的s ss相近，相近，这对纵筋的锚固提出更这对纵筋的锚固提出更高的要求。同时，销栓作高的要求。同时，销栓作用用Vd使纵使纵筋周围的混凝土产生筋周围的混凝土产生撕裂裂缝撕裂裂缝，削，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。弱混凝土对纵筋的锚固作用。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第2页/共21页（l3）剪跨比剪跨比l l 较大，较大，主压应力角度较小，主压应力角度较小，拱作用较小拱作用较小。剪力主要依靠拉应力剪力主要依靠拉应力（梁作用）传递到支座，一旦出现（梁作用）传递到支座，一旦出现斜裂缝，就很快形成斜裂缝，就很快形成临界斜裂缝临界斜裂缝，荷载传递路线被切断，承载力急剧荷载传递路线被切断，承载力急剧下降，脆性性质显著。破坏是由于下降，脆性性质显著。破坏是由于混凝土（斜向）拉坏引起的，称为混凝土（斜向）拉坏引起的，称为斜拉破坏斜拉破坏。斜拉传力机构，取决于斜拉传力机构，取决于混凝土的抗拉强度。混凝土的抗拉强度。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力P f第3页/共21页最后，拱顶处混凝土在剪应力和压最后，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，复合受力下的强度而破坏，剪压破剪压破坏坏。部分拱作用部分拱作用，部分斜拉传递部分斜拉传递，取决于混凝土的复合应力下取决于混凝土的复合应力下（剪压）（剪压）的强度。的强度。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力P f（1l3）剪跨比较小，剪跨比较小，有一定拱作用有一定拱作用。斜裂缝出现后，部分荷载通过斜裂缝出现后，部分荷载通过拱作用传递到支座，承载力没拱作用传递到支座，承载力没有很快丧失，荷载可以继续增有很快丧失，荷载可以继续增加，并出现其它斜裂缝。加，并出现其它斜裂缝。第4页/共21页（l l1）第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 剪跨比很小，剪跨比很小，拱作用很大拱作用很大。荷载。荷载主要通过拱作用传递到支座。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主压应力的方向沿支座与荷载作用点的连线。用点的连线。最后拱上混凝土在斜向压应力的最后拱上混凝土在斜向压应力的作用下受压破坏，作用下受压破坏，斜压破坏斜压破坏。斜压传力机构，取决于混凝土的斜压传力机构，取决于混凝土的抗压强度。抗压强度。P f第5页/共21页无腹筋梁的受剪破坏都是无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的脆性的斜拉破坏为受拉脆性破斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；坏，脆性性质最显著；斜压破坏为受压脆性破斜压破坏为受压脆性破坏；坏；剪压破坏界于受拉和受剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。压脆性破坏之间。不同破坏形态的原因主要不同破坏形态的原因主要是由于传力路径的变化引是由于传力路径的变化引起应力状态的不同而产生起应力状态的不同而产生的。的。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第6页/共21页四、影响受剪承载力的因素四、影响受剪承载力的因素 剪跨比剪跨比l l 影响影响荷载传递机构荷载传递机构，从而直接影响到梁中的应，从而直接影响到梁中的应力状态。剪跨比力状态。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。小，荷载主要依靠压应力传递到支座。间接加载间接加载，由于荷载传递方式，由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横梁上部的改变，即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使拉应力向支座传递，这样即使在在名义剪跨比名义剪跨比较小时，也会产较小时，也会产生斜拉破坏。生斜拉破坏。混凝土强度混凝土强度剪切破坏是由于混凝土达到复合应力（剪压）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。现影响。现规范规范取无腹筋梁的取无腹筋梁的Vu与与fc成正比，这在普通强度等成正比，这在普通强度等级情况下近似成立。级情况下近似成立。试验表明，随着混凝土强度的提高，试验表明，随着混凝土强度的提高，Vu与与 ft 近似成正比。近似成正比。事实上，斜拉破坏取决于事实上，斜拉破坏取决于ft，剪压破坏也基本取决，剪压破坏也基本取决于于ft，只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于，只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于fc。而斜压破坏可。而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。认为是受剪承载力的上限。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第7页/共21页纵筋配筋率纵筋配筋率纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面纵筋配筋率越大，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。还可限制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。截面形状截面形状T形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（20%），但对斜），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。压破坏的受剪承载力并没有提高。尺寸效应尺寸效应梁高度很大时，撕裂裂缝比较明显，销栓作用梁高度很大时，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，在保持参明，在保持参数数fc、r r、l l 相同的情况下，相同的情况下，截面尺寸增加截面尺寸增加4倍，倍，受剪承载力降低受剪承载力降低25%30%。对于高度较大的。对于高度较大的梁，配置梁腹纵梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。筋，可控制斜裂缝的开展。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第8页/共21页五、无腹筋梁受剪承载力的计算五、无腹筋梁受剪承载力的计算 影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑，而且受剪破坏影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑，而且受剪破坏都是脆性的。都是脆性的。规范规范根据大量的试验结果，根据大量的试验结果，取具有一定可靠取具有一定可靠度的度的下限经验公式下限经验公式来计算受剪承载力来计算受剪承载力。矩形、矩形、T T形和工形截面的一般受弯构件形和工形截面的一般受弯构件新规范：Vc=0.7bhbr ftbh0现规范：Vc=0.07fcbh0b bh为截面尺寸效应影响系数，当为截面尺寸效应影响系数，当h1500mm时，取时，取b bh=0.85；b br r 为计算截面位置纵向受拉钢筋配筋率影响系数，当为计算截面位置纵向受拉钢筋配筋率影响系数，当r r 1.5%时，取时，取b br r=(0.7+20r r)。上式相当于受均布荷载作用的不同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，小于该值时，不会产生受剪破坏，同时在使用荷载下一般不同时在使用荷载下一般不会出现斜裂缝。会出现斜裂缝。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第9页/共21页集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁 对于不与楼板整浇的独立梁，对于不与楼板整浇的独立梁，在集中荷载下，或同时作用多在集中荷载下，或同时作用多种荷载，其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的种荷载，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，以上时，新规范：当剪跨比当剪跨比l l 3.0，取取l l=3.0，且支座到计，且支座到计算截面之间均应配置箍筋。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。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。规范规范仅对仅对板和板和h0.7ftbh0时，时，配箍率应满足，配箍率应满足，第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第17页/共21页四、受剪计算斜截面四、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）。）。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第18页/共21页五、仅配箍筋梁的设计计算五、仅配箍筋梁的设计计算第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 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寸和和纵纵向向钢钢筋筋后后，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算。对对上上述各计算斜截面，根据剪力设计值，具体计算步骤如下：述各计算斜截面，根据剪力设计值，具体计算步骤如下：验算截面限制条件，如不满足应验算截面限制条件，如不满足应？如如VV0.7ftbh0，？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根据根据Asv/s值确定箍筋肢数、直径和间距，并应满足最小配箍值确定箍筋肢数、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。率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求。第19页/共21页五、弯起钢筋五、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。载力。a a 为弯起钢筋与构件轴线的夹角，为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取一般取4560。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第20页/共21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。第五章 受弯构件斜截面受剪承载力第21页/共21页