4受弯构件斜截面受剪承载力.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,受力特点,:,截面上同时承受内力,M,和,V,作用。,第四章 受弯构件斜截面承载力计算,正截面,破坏,斜截面,破坏,M,max,V,max,受弯构件的破坏形式,受弯构件,为防止正截面破坏，须配,纵向钢筋。,为防止斜截面破坏，须配,抗剪钢筋（腹筋）。,箍 筋,腹 筋,钢筋骨架,受弯构件的破坏形式,正截面,破坏,斜截面,破坏,正截面破坏,应力,状态,斜截面破坏,应力,状态,正截面受弯承载力,M,M,u,斜截面受剪承载力,u,4.1,斜截面受力分析与破坏形态,4.1.1斜截面开裂前的受力分析,主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，就会出现大体上与主拉应力轨迹线相垂直的,斜裂缝,。,斜裂缝种类,弯剪斜裂缝,腹剪斜裂缝,弯剪斜裂缝,，上细下宽，是最常见的。,腹剪斜裂缝,，中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁（工字截面）中。,V,A,斜裂缝出现后梁内应力状态,4.1.2 无腹筋梁斜截面受力及破坏分析,纵筋拉力,T,；,余留剪压面,(,AA,),砼承担的剪力,V,c,及压力,C,；,骨料咬合力,V,a,垂直分量,V,y,；,纵,筋承担的剪力,“,销栓力,”,V,d,。,竖向内外力平衡,:,V,A,=V,c,+V,y,+V,d,V,d,V,d,撕裂,纵筋销栓力作用下砼发生撕裂,V,c,、,V,y,和,V,d,的变化情况：,骨料咬合力,V,a,在斜裂缝初期占主要地位，随着裂缝开展逐渐减小。,销拴力,V,d,使两侧砼有分离趋势，砼保护层产生撕裂裂缝后，销栓作用降低。,压区砼承受的剪力,V,c,在接近破坏时达到最大。,4.1.3 有腹筋梁斜截面受力分析,V,u,=,V,c,+,V,sv,+V,sb,有腹筋梁通过以下几个方面大大地加强了斜截面受剪承载力,：,（1）与斜裂缝相交的腹筋本身就能承担很大一部分剪力。,（2）腹筋能阻止斜裂缝开展过宽，延缓斜裂缝向上伸展，保留了更大的混凝土余留截面，从而提高了混凝土的受剪承载力。,（,3,）腹筋能有效地减少斜裂缝的开展宽度，提高了斜裂缝上的骨料咬合力。,（,4,）箍筋可限制纵向钢筋的竖向位移，有效地阻止了混凝土沿纵筋的撕裂，从而提高了纵筋的销栓力。,4.1.4 受弯构件斜截面破坏形态,4.1.4.1 无腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件,根据试验观察，无腹筋梁的受剪破坏形态，大致可分为,斜拉破坏,、,剪压破坏,和,斜压破坏,三种，其发生的条件主要与,剪跨比,有关。,所谓剪跨比,，对梁顶只作用有集中荷载的梁，是指剪跨,a,与截面有效高度,h,0,的比值（图4.8），即,=,a/,h,0,。,h,0,a,斜拉破坏,破坏特点,斜裂缝一出现就,发展到梁顶,荷载作用点,，梁斜劈成两半，沿纵筋产生劈裂裂缝，梁顶劈裂面比较整齐无压碎痕迹。脆性破坏，临界斜裂缝出现与最大荷载的到达几乎同时。,V,u,=,V,cr,破坏原因,受压区砼截面急剧减小，,主拉应力,超过砼的抗拉强度，故承载能力很低。,l,3,剪压破坏,破坏特点,陆续出现斜裂缝，其中一条发展成临界斜裂缝，,未到达,荷载作用点，截面不裂通，最后临界斜裂缝上端集载附近砼被压碎破坏。,V,u,V,cr,余留截面砼的,主压应力，,超过砼在,及,共同作用下,的抗压强度发生破坏。承载力高于斜拉破坏。,1,V,cr,集载与支座间梁腹砼被斜向压碎，,主压应力,超过砼的抗压强度，承载力比剪压破坏高。,l,1,破坏特点,破坏原因,承载能力,对于同样的构件，斜拉最低，剪压较高，斜压最高。,斜拉剪压斜压,由于它们破坏时跨中挠度都不大，因此，三种破坏都属于,脆性破坏,。,但,剪压破坏,的延性相对于其他两种破坏形态稍好一些。,破坏性质,腹筋配置少,且,剪跨比较大时，发生,斜拉破坏,。,腹筋配置多,或,剪跨比很小时，发生,斜压破坏,，,腹筋配置较适当大部分发生,剪压破坏,。,无腹筋梁的破坏形态主要决定于剪跨比,，而有腹筋梁则主要决定于,配箍率,和,剪跨比,。与无腹筋梁类似，有腹筋梁也有三种破坏形态。,4.1.4.2,有腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件,斜拉破坏,斜裂缝一出现，腹筋应力即达屈服，对斜裂缝开展的限制作用已不存在，相当于无腹筋梁。,配箍率不小于,最小配箍率,，腹筋间距不大于,规范,规定的,箍筋最大间距,S,max,。破坏特点,防止方法,剪压破坏,斜裂缝出现后，与其相交腹筋承担很大部分剪力。腹筋先屈服，最后受压区砼在剪压作用下到达极限强度丧失承载力，属剪压型破坏。受剪承载力主要取决于混凝土强度、截面尺寸及腹筋数量。,进行,斜截面受剪承载力计算,，确定需配置的腹筋。,破坏特点,防止方法,斜压破坏,腹筋未达屈服，梁腹砼即到达抗压强度发生斜压破坏，承载力取决于砼强度及截面尺寸，再增加箍筋或弯筋对斜截面受剪承载力的提高已不起作用。,限制,砼强度和截面尺寸,的下限。,破坏特点,防止方法,4.1.5 影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素,影响钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的因素很多，,除了,剪跨比,、,混凝土强度,、纵筋配筋率及其强度,、,截面形状及尺寸,、,加载方式（直接、间接）,和,结构类型（简支梁、连续梁）,等,因素以外，最主要的影响因素是,腹筋配筋率及其强度,。,配箍率,sv,：,反映箍筋的数量,1,1,2,2,s,b,b,11,22,s,A,sv1,A,sv1,A,sv,设置在同一截面内的箍筋截面面积；,A,sv,1,单肢箍筋截面面积；,n,同一截面内箍筋肢数；,s,箍筋沿梁轴向的间距；,b,梁腹宽度。,在配箍量适当的情况下，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。,梁的抗剪承载力随弯起钢筋截面面积的增大，强度的提高而线性增大。,4,.2,受弯构件斜截面受剪承载力计算,4.2.1,基本计算公式,剪压破坏,V,u,?,V,荷载效应基本组合,、偶然组合,4.2.2.1 混凝土的受剪承载力,V,c,对于矩形、,T,形和形截面的一般受弯构件，,对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,75%,以上的情况）：,4.2.2.2,箍筋梁的受剪承载力,DL/T5057-2009规范规定，对仅配置箍筋的矩形、T形和I形截面的受弯构件，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：,4.2.3,抗剪弯起钢筋的计算,矩形、T,形和,I,形截面的受弯构件，当同时配有箍筋和弯起钢筋时的斜截面受剪承载力计算公式为：,4.2.3抗剪弯起钢筋的计算,当计算支座截面第一排（对支座而言）弯起钢筋时，取支座边缘处的最大剪力设计值；当计算以后每排弯起钢筋时，取用前一排（对支座而言）弯起钢筋弯起点处的剪力设计值。弯起钢筋的计算一直要进行到最后一排弯起钢筋已进入的 控制区段为止。,4.2.4,在顶面直接作用分布荷载的受弯构件,需注意的是，采用这一规定计算时必须具备两个条件：,荷载必须是分布荷载，在距支座边缘范围内没有集中荷载；,分布荷载必须是直接作用在梁顶上的，且荷载方向指向梁顶的永久荷载。,配箍率超过一定值，箍筋屈服前，斜压杆砼已压坏，取斜压破坏为受剪承载力上限。,斜压破坏取决于砼的抗压强度和截面尺寸。,斜压破坏的防止,4.25 梁截面尺寸或砼强度等级的下限,防止,斜压破坏,和,斜裂缝,过早出现及开展过大，,规范规定：,一般梁,4.2.6,防止腹筋过少过稀,腹筋间距过大，可能出现不与腹筋相交的斜裂缝，腹筋无从发挥作用。,较密的箍筋对抑制斜裂缝宽度有利。,限制腹筋的最大间距,。,斜筋间距？,斜拉破坏的防止,当配箍率小于一定值，,斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂缝截面砼退出工作释放出来的拉应力，而很快达到屈服，发生突然性的脆性破坏。,为防止斜拉破坏，,规范规定当 时，配箍率应满足：,箍筋的最小配筋率。,HPB300钢筋,HRB335,钢筋,4.2.7斜截面抗剪配筋计算步骤,设计斜截面抗剪配筋的步骤如下：,1,作梁的剪力图。计算剪力时，计算跨度取构件的净跨度。剪力设计值按式（,2-,18,）,或,式（2-,25,）计算。,2,确定斜截面承载力计算的截面位置。斜截面受剪承载力计算时，需对下列截面进行计算：,支座边缘处的截面（图,4.1,4,中截面1-1,）；,受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（图,4.1,4(,a,),中截面2-2,、,3-3,）；,箍筋数量或间距改变处的截面（图,4.1,4(,b,),中截面4-4,）；,腹板宽度改变处的截面。,3,梁截面尺寸复核。以式（,4.1,4,）或式（4.1,5,）验算构件截面尺寸是否满足要求。如不满足，则必须加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。,4确定是否需进行斜截面承载力计算。,5腹筋计算。,4.2.8 实心板的斜截面受剪承载力计算,对于不配置箍筋和弯筋的实心板，其斜截面受剪承载力应按下列公式计算：,4.3 钢筋骨架的构造,4.3.1箍筋的构造,作用：,承担剪力、固定纵向钢筋,形式：,开口：无受压钢筋、不受扭、无动力荷载,封闭式：一般采用封闭式,肢数:,双肢：,受压钢筋4根,b,400mm，受压钢筋3根,四肢：,直径,h,800mm,，,d,8mm,h,800mm,，,d,6mm,布置,一般均匀布置，也可在两端剪力较大部位布置得密一些。,S,S,max,纵向钢筋搭接范围内要加密。,4.3.2纵向钢筋的构造,4.3.2.1 纵向受力钢筋的接头,接头方式,连接原则,纵向钢筋搭接接头面积百分率,同一连接区段内的纵向受拉钢筋绑扎搭接接头,4.3.2.2 纵向受力钢筋在支座中的锚固,1.下部,纵向受力钢筋锚固,(1),简支端,(2),中间节点与中间支座、框架梁端节点,(,a,),节点中的直线锚固,(,b,),节点中的弯折锚固,(,c,),节点或支座范围外的搭接,（带肋钢筋）,（光圆钢筋）,4.3.2.2 纵向受力钢筋在支座中的锚固,2.上部,纵向受力钢筋锚固,(1),悬臂梁,（,2,）框架梁中间层端节点,（,3,）框架中间节点和中间支座,4.3.2.3架立钢筋的配置,梁跨,l,6m，,d,12mm。,4.3.2.4 腰筋及拉筋的设置,腰筋：,梁的腹板高度,450mm,时布置，间距,200mm,。,拉筋：,直径与箍筋相同；间距取箍筋倍数，,500-700mm,。,1,架立钢筋；,2,腰筋；,3,拉筋,4.3.2.5 弯起钢筋的构造,弯起钢筋的最大间距同箍筋,。,弯起角度、水平长度,10d,，,受压区,；,20d,，,受拉区,单独设置抗剪斜筋应成吊筋型式（鸭筋），不用,“,浮筋,”,4.4.1 模板图,注明构件的外形尺寸，制作模板之用。对简单的构件，模板图可与配筋图合并。,4.4.2 配筋图,表示钢筋骨架的形状以及在模板中的位置，为绑扎骨架用。规格、长度或形状不同的钢筋必须编以不同的编号。,4.4.3 钢筋表,表示构件中所有钢筋的品种、规格、形状、长度、根数。为断料及加工成型用。,4.4.4 说明或附注,施工过程中必须引起注意的事项。例如：尺寸单位、钢筋保护层厚度、混凝土强度等级、钢筋级别。,4.4 钢筋混凝土构件施工图,