第六章-受弯构件斜截面(试验).pdf

第五章受弯构件斜截面承载力计算第五章受弯构件斜截面承载力计算斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜截面受剪破坏的主要影响因素斜截面受剪破坏的主要影响因素斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围斜截面受剪承载力计算方法和步骤斜截面受剪承载力计算方法和步骤保证斜截面受弯承载力的构造措施保证斜截面受弯承载力的构造措施5.1 斜截面受力特点及破坏形态5.1 斜截面受力特点及破坏形态在主要承受弯矩的区段内，产生在主要承受弯矩的区段内，产生正截面受弯破坏正截面受弯破坏；而在剪力和弯矩共同作用的支座附近区段内，则会产生而在剪力和弯矩共同作用的支座附近区段内，则会产生斜截面受剪破坏斜截面受剪破坏或或斜截面受弯破坏斜截面受弯破坏。纯弯段剪弯段剪弯段纯弯段剪弯段剪弯段5.1.1 无腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点5.1.1 无腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点一一.无腹筋梁斜裂缝出现前的受力状态无腹筋梁斜裂缝出现前的受力状态主拉应力2242+=tp主压应力2242+=cp主拉应力与梁纵轴线的夹角=122arctg()二二.无腹筋梁斜裂缝出现后的受力特点无腹筋梁斜裂缝出现后的受力特点斜裂缝斜裂缝是因梁中弯矩和剪力产生的主拉应变超过混凝土的极限拉应变极限拉应变而出现的。斜裂缝主要有两类：腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝。在中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为45。当荷载增大，拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝。腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁中。在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向的。在这些区段仍可能首先出一些较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝，向集中荷载作用点发展，这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体，称为弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝，这种裂缝上细下宽。弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝5.1.2 无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态5.1.2 无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态定义：某弯剪共同区段任意截面上，弯矩 M 与剪力V和截面有效高度乘积的比值，即 M/(Vh0)剪跨比剪跨比反映了梁中正应力正应力与剪应力剪应力的比值承受集中荷载时00haVhM=一一.剪跨比剪跨比二、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态二、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态适用：剪跨比较大(3)，或箍筋配置不足时1)斜拉破坏斜拉破坏特点：斜裂缝一出现梁即破坏，类似于正截面承载力中的少筋破坏少筋破坏。破坏呈明显脆性脆性特点：此破坏由梁中主压应力所致，类似于正截面承载力中的超筋破坏超筋破坏，表现为混凝土压碎。也呈明显脆性脆性2)斜压破坏斜压破坏多发生在剪力大而弯矩小剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁内。适用：剪跨比较小(1)时，或箍筋配置过多时出现特点：破坏由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致，类似正截面承载力中的适筋破坏适筋破坏，也属脆性破坏脆性破坏，脆性不如前两种破坏明显。3)剪压破坏剪压破坏适用：剪跨比一般(13)时，箍筋配置适中时出现设计中斜压破坏斜压破坏和和斜拉破坏斜拉破坏主要靠构造要求避免，而剪压破坏则通过配箍计算来防止。如图为三种破坏形态的荷载挠度（F-f）曲线图，从图中曲线可见，各种破坏形态的斜截面承载力斜截面承载力各不相同，斜压破坏时最大，其次为剪压，斜拉最小。它们在达到峰值荷载时，跨中挠度跨中挠度都不大，破坏后荷载都会迅速下降，表明它们都属脆性破坏类型，而其中尤以斜拉破坏为甚。fF0剪压破坏斜拉破坏斜压破坏一、剪跨比的影响一、剪跨比的影响试验表明，剪跨比剪跨比越大，有腹筋梁的抗剪承载力越低。但当3，剪跨比剪跨比的影响不再明显。5.1.3 斜截面受剪破坏的主要影响因素5.1.3 斜截面受剪破坏的主要影响因素二、混凝土强度的影响混凝土强度的影响斜截面破坏是因混凝土到达极限强度混凝土到达极限强度而发生的，故斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。?斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度抗压强度。?斜拉破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度抗拉强度。?剪压破坏时，混凝土强度的影响则居于上述两者之间。三、腹筋的影响三、腹筋的影响bsAnbsAsvsvsv1=腹筋作用：（1）直接承受相当部分的剪力，（2）有效地抑制斜裂缝的开展和延伸，（3）提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵筋的销栓作用结论：在配箍最适当的范围内，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。配箍量一般用配箍率（又称箍筋配筋率）sv表示为提高斜截面的延性，不宜不宜采用高强度钢筋作箍筋采用高强度钢筋作箍筋配箍率和箍筋强度的乘积与梁的受剪承载力的关系，两者大致成线性关系。四、纵筋配筋率的影响纵筋配筋率的影响因纵向受拉钢筋约束了斜裂缝长度的延伸，增大了剪压区面积的作用，故梁的受剪承载力随纵向钢筋配筋率的提高而增大。52 斜截面受剪承载力计算公式52 斜截面受剪承载力计算公式5.2.1 计算公式及适用条件计算公式及适用条件假定一假定一梁斜截面受剪承载力Vu由三部分所组成：Vu=Vc+Vsv+VsbVuVcVsVsb令Vcs=Vc+Vsv则Vu=Vcs+Vsb一、基本假定一、基本假定假定二假定二梁剪压破坏时，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力拉应力都达到其屈服强度屈服强度。假定三假定三忽略剪跨比剪跨比和纵向受拉钢筋纵向受拉钢筋对斜截面受剪承载力的影响，仅对受集中荷载作用的矩形截面独立梁才适当考虑剪跨比的影响。但要考虑拉应力可能不均匀，特别是靠近剪压区的箍筋有可能达不到屈服强度。二、无腹筋梁的受剪承载力二、无腹筋梁的受剪承载力1.T形、工字型及均布荷载下的矩形截面梁07.0bhfVtc=2.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的75%以上的情况）00.175.1bhfVtc+=剪跨比的取值：1.5时，取1.5；3时，取31均布荷载作用下矩形、T形和I形截面的简支梁，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力2对集中荷载作用下的矩形、T形和I形截面独立简支梁当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力0svyv0tcsu25.17.0hsAfbhfVV+=0svyv0tcsu0.10.175.1hsAfbhfVV+=三三.配箍筋梁的受剪承载力配箍筋梁的受剪承载力Vcs=Vc+Vsv四弯起钢筋的受剪承载力四弯起钢筋的受剪承载力sin8.0sbysbAfV=五受剪承载力计算公式五受剪承载力计算公式1均布荷载作用下矩形、T形和I形截面的简支梁，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力2对集中荷载作用下的矩形、T形和I形截面独立简支梁当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力sin8.025.17.0sby0svyv0tcsuAfhsAfbhfVV+=sin8.00.10.175.1sby0svyv0tcsuAfhsAfbhfVV+=六、计算公式适用范围六、计算公式适用范围1上限值1上限值最小截面尺寸最小截面尺寸当4.0时，属于一般的梁，应满足bhw0cc25.0bhfV当6.0时，属于薄腹梁，应满足bhw0cc2.0bhfV当4.0 6.0时，线形插入bhw目的：目的：避免发生斜压破坏2下限值2下限值最小箍筋率最小箍筋率yvtminv,s1svvs24.0ffbsnA=目的：目的：避免发生斜拉破坏混凝土强度影响系数c：混凝土强度等级C50时，c1.0；混凝土强度等级C80时，c0.8；其间线形插入