混凝土双向受弯梁斜截面受剪承载力的计算.pdf

第 3 6卷第 1 期 2 0 1 0年 2月 四川建筑科学研究 S i c h u a n Bu i l d i n g S c i e n c e 3 7 混凝土双向受弯梁斜截面受剪承载力的计算 肖 燕 ， 左文凯 ， 熊进刚 ( 1 九江职业大学， 江西 九江3 3 2 0 0 0 ； 2 南昌大学建筑工程学院， 江西 南昌3 3 0 0 3 1 ) 摘要： 以3 2根集中荷载作用下混凝土双向受弯梁斜截面受剪性能试验为依据 ， 将混凝土框架柱双向受剪承载力计算方法用 于计算双向受弯梁斜截面受剪承载力。结果表明， 该方法的计算值是试验值的偏下限， 具有足够的安全度， 该方法适用于混 凝土双向受弯梁斜截面受剪承载力计算。 关键词： 钢筋混凝土； 双向受弯 ； 斜截面； 受剪承载力 中图分类 号： T U 3 7 5 1 文献标识码 ： A 文章 编号 ： 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 0) 0 1 0 3 7 0 3 Ca l c u l a t i o n m e t h o d o f s h e a r c a p a c i t y o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e b e a ms u n d e r b i a x i a l b e n d i n g XI AO Ya n ， Z U 0 W e n k a i ， XI O NG J i n g a n g ( 1 J i u j i a n g V o c a t i o n a l U n i v e r s i t y ， J i u j i a n g 3 3 2 0 0 0 ， C h i n a ； 2 C o n s t r u c t i o n E n g i n e e ri n g C o H e g e o f N a n c h a n g U n i v e r s i t y ， N a n c h a n g 3 3 0 0 3 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Ac c o r d i n g t o t h e f u n c t i o n e x p e r i me n t o f s h e a r i n g c o n c r e t e b e a ms u n d e r b i a x i al b e n d i n g d i a g o n al p l a n e wi t h 3 2 c o n c e n t r a t e d l o a d，t o c alc u l a t e s h e a r c a p a c i t y o f b i a x i a l b e n d i n g d i a g o n al p l a n e u s i n g t h e c a l c u l a t i o n me t h o d o f b i a x i a l s h e a r c a p a c i t y o f c o n c r e t e f r a me c o l u mn As a r e s ult ，t h e c alc u l a t i o n r e s ult i s mi n i mal am o n g t h e e x p e ri me n t r e s ult ，s a f e e n o u g h This me t h o d c a n b e u s e d i n c alc ula t i n g s h e ar c a p a c i t y o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e b e a ms u n d e r b i a x i a l b e n d i n g Ke y wo r d s ： r e i nfo r c e d c o n c r e t e ； b i a x i al b e n d i n g ； dia g o n al p l a n e ； s h e ar c a p a c i t y 0 引 言 钢筋混凝土双向受弯构件在土木工程 中应用广 泛。目 前， 对于这类构件的正截面强度的研究已经 取得了许多成果， 而且， 在新修订的G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 混凝土结构设计规范 ( 以下简称 “ 规范” ) 中有 建议公式。对于双向受弯构件斜截 面受剪承载力 的 研究 ， 据国内外公开的文献资料显示 ， 虽取得了一定 成果 ， 但至今仍停 留在定性分析状态 ， 尚未形成完整 的理论体系。不过 ， 规范对 矩形截面框架柱 的双 向 受剪承载力 ， 提出了明确的计算公式 。 在工程实践中， 对双弯梁 的斜截 面受剪承载力 计算， 通常是简化成按两个方向单弯梁分别计算， 未 考虑双向受剪相关关系。文献 2 -5 的研究表明， 这 种简化设计方法不安全。 本文在 3 2 根集中荷载作用下混凝土双向受弯 梁斜截面受剪承载力试验研究2 。 的基础上， 运用混 收稿 日期 ： 2 0 0 8 - 0 3 - 0 6 作者简介 ： 肖燕( 1 9 6 9一) ， 女 ， 河南上蔡人 ， 副教授 ， 主要从 事建 筑 工程方面的教学与教学研究工作。 E m a i l ： x y _j j z d 1 6 3 c o m 凝土框架柱双 向受剪承载力 的计算方法 ， 对双 向受 弯梁斜截面受剪承载力进行分析 。 1 计算分析 1 1 试验分析 受弯构件斜截面受剪承载力受到混凝 土强度、 箍筋和纵筋 的配 置、 剪跨 比、 构件 截 面的形状 与尺 寸、 荷载类型及作用位置等众多 因素的影响。 双向受弯构件截面的中性轴通常不与外弯矩作 用平面平行或垂直 ， 中性轴 的位置 随荷载作用方向 及大小、 构件本身截面形状、 尺寸、 配筋率等因素的 变化而变化 ， 挠度增长 的方 向与荷载作用方向不在 同一平面内， 这些都使得斜截面受剪承载力计算更 为复杂。 试验研究表明， 双向受弯构件斜截面受剪的破 坏机理与单向受弯构件相似， 影响双向受弯构件斜 截面抗剪强度的主要因素有： 斜弯角 、 截面高宽 比、 剪跨比、 混凝土强度、 纵筋配筋率、 箍筋配筋率 等。其中斜弯角、 截面高宽比是双弯构件特有的区 别于单弯构件的影响受剪承载力的主要因素 2 J 。 3 8 四川建筑科学研究 第 3 6卷 1 2 框架柱双向受剪承载力计算的规范方法 钢筋混凝土矩形截面框架柱在两个主轴方向同 时承受剪力作用或斜方向受剪 ( 图 1 ) 时， 受剪承载 力相关关系服从椭圆规律 ， 即 f 1 +f 1 ：1 、 ， ， 为保证斜 向有足够承载力 ， 需要在两个主轴方 向上进行“ 超强设 计” ， 即增 大 轴、 】 ， 轴两个 主轴 方向上的剪力设计取值 ， 以保证设计安全。 L 一 图 1 双弯梁截面受力 Fi g I Cr o s s - s e c t i o n d i a g r a m o f t he bi ax i a l be nding be a m 双向受剪钢筋混凝土框架柱的斜截面受剪承载 力应当满足如下关系 ： ： ： S Y 陌 嚼 (2 ) 式 中 = 争。 + 0 0 7 (3 ) = + 争 O 0 7 (4 ) 对于双 向受弯构件， 运用公式 ( 1 )( 4 ) 进行斜 截面受剪承载力计算时， 取 N= O 。 当截面未配置腹筋时 ， 公式( 3 ) ， ( 4 ) 可简化为： = ( 5 ) = ( 6 ) 当截面配置腹筋时， 公式 ( 3 ) ， ( 4 ) 可简化为 ： = + 争。 ( 7 ) = + 厶 争。 ( 8 ) 式中A ， A ， 小于 1 5时 ， 取为 1 5 ； A ， A 大于 3 0 时， 取为 3 0 。 3 为斜弯角 ， 也即斜向剪力与 Y轴 的 夹角。 采用公式( 1 ) ， ( 2 ) ， ( 5 ) ， ( 6 ) 对文献 3 试验构 件斜截面承载力进行计算 ， 结果见表 1 。采用公式 ( 1 ) ， ( 2 ) ， ( 7 ) ， ( 8 ) 对文献 2 试验构件斜截面承载 力进行计算 ， 结果见表 2 。两表中后两列 比值相 同 是由于应用规范公式时取 =t 。构件混凝 土抗拉强度依据规范取 =0 8 8 0 3 9 5 ； = 0 3 4 7 6 。 从表1 ， 2 可见， 计算值是试验值的偏下 限 ， 具有足够的安全度 ， 该方法适用于混凝土双 向受 弯 粱斜截 面受剪 承载 力计算 。 表 1 集 中荷载作用 下的无腹筋双 向受弯梁 T a b l e 1 C o n c r e t e b e a ms w i t h o u t w e b r e i n f o r c e me n t u n d e r b i a x i a l b e n din g s u b j ect e d t o c o n c e n t r a t e d l o a d 。 2 0 1 0 N o 1 肖燕 ， 等： 混凝土双向受弯梁斜截面受剪承载力的计算 3 9 2 结语 ( 1 ) 规范 中， 钢筋混凝土框架柱双 向受剪承 载力计算公式 ， 是基于双向受剪 的相关关系推导得 出的， 运用此计算方法计算双 向受弯梁斜截面受剪 承载力 ， 计算结 果基本合理 ， 与规范 的偏 下 限值 原则是一致的， 具有足够的安全度， 该方法适用于混 凝土双向受弯梁斜截面受剪承载力计算 。 ( 2 ) 试验研究显示 ， 双 向受弯构件 的斜截 面受 剪承载力与纵筋配筋率有关 ， 尤其对于无腹筋构件 ， 其影响比较大 ， 而规范公式 的形式未 能考虑纵筋配 筋率的影响。 ( 3 ) 各研究者 的试验条 件和试验方法 的不 同， 加上混凝土本身的不匀质性 ， 即便是同一批试验 ， 其 强度的离散程度也很大 ， 导致统计数据 的离散性较 大。试验数据有待于更广泛和大量的积累 。 参 考 文 献 ： 1 G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 混凝土结构设计规范 s 2 曾庆响 钢筋混凝土双向受弯构件抗剪强度试验研究 D 南 昌： 南昌大学 ， 1 9 9 3 3 熊进刚 矩形截面无腹筋双向受弯梁抗剪性能的试验研究 D 南昌 ： 南 昌大学 ， 1 9 9 5 4 张功新 钢筋混凝土双向受弯构件抗剪强度的试验研究 D 南昌： 南 昌大学 1 9 9 6 5 赵琪 集 中荷载 下无腹筋 预应力混凝 土双 向受弯构 件抗剪 的试验研究 D 南 昌： 南昌大学 ， 1 9 9 8 6 虞锦珲， 何高勖 钢筋混凝土双向受弯梁斜截面受剪承载力 J 工程力 学( 增 刊) ， 2 0 0 0 7 曾庆响 混凝土双向受弯构件斜截面承载力设计简便方法 J 建筑结构 ， 2 0 0 5， ( 1 ) 本 刊 启 事 四川建筑科学研究 杂志系中文建筑科 学类核心期刊， 四川建筑科 学研究 编 辑部是唯一的编辑出版单位。本刊编辑部从未委托任何 中介性公司代理稿件推荐工 作 ， 更未委托其代收稿件版面费， 特此声明， 提请广大作者注意， 以免上当受骗。 来稿请直接寄： 四川省成都市( 金牛区) 一环路北三段 5 5号 四川建筑科学研究 编辑部 邮编 ： 6 1 0 0 8 1 电子稿请传至 ： b i b s c j k y c o rn c n 四川建筑科学研究 编辑部