构件斜截面的性能与计算分析.pptx

同济大学土木工程学院同济大学土木工程学院 顾祥林顾祥林第第七七章章第第七七章章 构构件件斜斜截截面面性性能能与与计计算算构构件件斜斜截截面面性性能能与与计计算算混混凝凝土土结结构构基基本本原原理理混混凝凝土土结结构构基基本本原原理理2弯筋箍筋PPs纵筋弯剪段（本章研究的主要内容）统称腹筋统称腹筋-帮助混凝土帮助混凝土梁抵御剪力梁抵御剪力有腹筋梁-既有纵筋又有腹筋无腹筋梁-只有纵筋无腹筋hbAsv1箍筋肢数一、概述一、概述一、概述一、概述3单肢箍n=1双肢箍n=2四肢箍n=4一、概述一、概述一、概述一、概述D=4d135d50mm and 5d4bhh0As（E-1）AsPPaaAA当tpmaxft(二轴抗拉强度)时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝根据a的不同(M和V比值不同)裂缝可能由截面中部开始出现（腹剪裂缝）裂缝可能由截面底部开始出现二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制1.1.构件的开裂构件的开裂5bhh0AsPPaa引入一名词：剪跨比反映了集中力作用截面处弯矩M和剪力V的比例关系计算剪跨比广义剪跨比二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制1.1.构件的开裂构件的开裂63时斜拉破坏二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制2.2.裂缝的发展及破坏形态裂缝的发展及破坏形态9所有的破坏均表现所有的破坏均表现为脆性为脆性二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制2.2.裂缝的发展及破坏形态裂缝的发展及破坏形态10以剪压破坏为例以剪压破坏为例(相对于斜压破坏和斜拉破坏，它更能给人以破坏预告)VuVcCcVdViTsa销栓力，随着裂缝的发展逐渐增大咬合力，随着裂缝的发展逐渐减小数值很难估计数值很难估计二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制二、简支无腹筋梁的抗剪机制3.3.抗剪机制抗剪机制11PPaa0.40.30.20.1012345斜压剪压斜拉三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素1.1.剪跨比剪跨比12混凝土的强度提高混凝土的强度提高纵筋配筋率增大纵筋配筋率增大抗剪承载力提高抗剪承载力提高三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素2.2.混凝土的强度与纵筋的配筋率混凝土的强度与纵筋的配筋率13开裂前构件的受力性能与无腹筋梁相似，腹筋中的应力很小APPsA当tpmaxft(二轴抗拉强度)时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝开裂后，腹筋的应力增大，限制了斜裂缝的发展，提高了抗剪承载力四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制1.1.构件的开裂构件的开裂143且腹筋配置量较小时，斜拉破坏，腹筋用量太少，起不到应有的作用四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制2.2.裂缝的发展及破坏形态裂缝的发展及破坏形态17设计时应避免出现设计时应避免出现此二种破坏形态此二种破坏形态四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制2.2.裂缝的发展及破坏形态裂缝的发展及破坏形态18以剪压破坏为例以剪压破坏为例VdVuVcCcViTsaTvTb四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制四、有腹筋梁的抗剪机制3.3.抗剪机制抗剪机制190.40.30.20.1012345斜压剪压斜拉PPaa五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素1.1.剪跨比剪跨比-和无腹筋梁类似和无腹筋梁类似20混凝土的强度提高在一定的范围内在一定的范围内，腹筋配筋率增大抗剪承载力提高抗剪承载力提高五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素2.2.混凝土强度与腹筋的配筋量混凝土强度与腹筋的配筋量21VuVcCcVdViTsa忽略ViVdbhh0As1h0由后二式实际上是剪压区的加载规律Vch0asAs1h0c六、受弯构件抗剪承载力分析六、受弯构件抗剪承载力分析六、受弯构件抗剪承载力分析六、受弯构件抗剪承载力分析1.1.无腹筋梁的抗剪承载力无腹筋梁的抗剪承载力22Vch0asAs1h0c6时当40.3fcA时，取Nc=0.3fcA柱的净高八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力2.2.有轴向压力作用构件的抗剪承载力有轴向压力作用构件的抗剪承载力混凝土结构设计规范（GB50010）38当N0.3fcA时，取N=0.3fcA八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力2.2.有轴向压力作用构件的抗剪承载力有轴向压力作用构件的抗剪承载力混凝土结构设计规范（GB50010）39八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力3.3.有轴向拉力作用构件的抗剪承载力有轴向拉力作用构件的抗剪承载力混凝土结构设计规范（GB50010）40八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力4.4.矩形截面双向受剪柱的抗剪承载力矩形截面双向受剪柱的抗剪承载力Vuyx单向受剪时单向受剪时和剪力平行和剪力平行方向的箍筋方向的箍筋肢受力肢受力双向受剪时双向受剪时所有的箍筋所有的箍筋肢均受力肢均受力两者性能有明显差别两者性能有明显差别请自学相关的内容请自学相关的内容41ssDD八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5.5.钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力42sDsD0.040.030.020.010123当Nc0.3fcA时，取Nc=0.3fcA当3时，取=3。八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5.5.钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力43sDVsAsv1fyv45a a bii计算复杂，有必要作简化八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5.5.钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力44baaVsAsv1fyv/sD/4八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5.5.钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力sDVsAsv1fyv45a a bi45当Nc0.3fcA时，取Nc=0.3fcA八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力八、有轴力作用构件抗剪承载力5.5.钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力sDVsAsv1fyv45a a bi46最小配箍率最小配箍率Vch0asAsVch0asAskh0发生斜拉破坏的无腹筋梁发生斜拉破坏的无腹筋梁=3.0配置最少量的箍筋时配置最少量的箍筋时九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求47最小配箍率最小配箍率Vch0asAsVch0asAskh0Vc=Vuk=13九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求48PPs最小配箍率最小配箍率最大箍筋间距最大箍筋间距原则原则具体数值具体数值教材表教材表7-1（缺圆柱）（缺圆柱）略大于略大于k=2时的值时的值九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求九、箍筋的构造要求49PPs若不满足调整截面尺寸按最小配箍率配箍筋预先选定求选定s十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用1.1.基于承载力的斜截面配筋设计基于承载力的斜截面配筋设计50PPs十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用2.2.既有构件斜截面的抗剪承载力既有构件斜截面的抗剪承载力51112233*支座边缘处截面支座边缘处截面1-1*纵筋弯起点处截面纵筋弯起点处截面2-2*箍筋面积或间距改变处截面箍筋面积或间距改变处截面3-3*腹板宽度改变处截面腹板宽度改变处截面4-4十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用3.3.计算截面的位置计算截面的位置4452类似（略）类似（略）sDsD十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用4.4.钢筋混凝土双向受剪柱及圆柱钢筋混凝土双向受剪柱及圆柱53十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用5.5.支座处计算截面的剪力支座处计算截面的剪力扇形压力区45454545设计剪力（当然，设计时直接取支座边缘的剪力时偏于安全，但进行进行既有构件安全性评定时不同的剪力值会带来相反的结果）h0h0h0h054十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用5.5.支座处计算截面的剪力支座处计算截面的剪力h0注意：下列情况只能取支座边缘的剪力注意：下列情况只能取支座边缘的剪力55十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用6.6.变截面梁的剪力变截面梁的剪力截面随弯矩的增大而增大截面随弯矩的增大而增大M1M2VVV1V2C1T1T2C2gh01CTgh0256十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用6.6.变截面梁的剪力变截面梁的剪力M1M2VVV2V1T2C2C1T1gh02TCgh01截面随弯矩的增大而减小截面随弯矩的增大而减小57十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用6.6.变截面梁的剪力变截面梁的剪力VV1C tanac均布荷载下的屋面梁均布荷载下的屋面梁58十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用十、基本公式的应用6.6.变截面梁的剪力变截面梁的剪力均布荷载下的加腋梁均布荷载下的加腋梁VV1T tant59Mu斜VcCcTsTvTbZsvZsbZTs+TbMu正CcZZsbZ斜截面受弯承载力总能满足支座处纵筋锚固不足纵筋弯起、切断不当异常情况需采取构造措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施1.1.基本概念基本概念60抵抗弯矩画出每个截面的抵抗弯矩抵抗弯矩图1、2、3分别为、筋的充分利用点2、3、a分别为、筋的不需要点设计时，应尽量使抵抗弯设计时，应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图，且两者矩图包住弯矩图，且两者越近越经济越近越经济qAB325弯矩图ba3211125125125抵抗弯矩图lalala十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施2.2.抵抗弯矩图抵抗弯矩图61ABqlasMAMB开裂前A处的弯矩为MA开裂后斜截面的弯矩为MB开裂后钢筋的拉力Ts明显增大。若las不够则容易发生锚固破坏十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施3.3.纵向受力钢筋在支座处的锚固纵向受力钢筋在支座处的锚固62ABqlasMAMB简支板或连续板下部纵筋伸入支座的长度纵向钢筋的直径十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施3.3.纵向受力钢筋在支座处的锚固纵向受力钢筋在支座处的锚固63简支梁或连续梁简支端下部纵筋伸入支座的长度纵向钢筋的直径如梁内支座处的锚固不能满足上述要求，应采取加焊锚固如梁内支座处的锚固不能满足上述要求，应采取加焊锚固钢板等有效措施钢板等有效措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施3.3.纵向受力钢筋在支座处的锚固纵向受力钢筋在支座处的锚固ABqlasMAMB64纵筋的弯起必须满足三方面的要求：*保证正截面的受弯承载力保证正截面的受弯承载力*保证斜截面的受剪承载力保证斜截面的受剪承载力*保证斜截面的受弯承载力保证斜截面的受弯承载力计算及构造确定构造确定计算及构造确定十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施4.4.纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起65d在2点以外保证正截面受弯保证斜截面受弯？1e几何中心轴321acdADE200b十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施4.4.纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起66TsTbs1ZZsb 未弯起时弯起后保证不发生斜截面破坏1e几何中心轴321acdADE200b十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施4.4.纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起67TsTbs1ZZsb 统一取十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施4.4.纵向受力钢筋的弯起纵向受力钢筋的弯起68跨中受拉钢筋一般不宜截断，支座负筋的截断应符合下列规定ls1ACB claab12la十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施5.5.纵向受力钢筋的截断纵向受力钢筋的截断69ls2ls1ACB acb12lala跨中受拉钢筋一般不宜截断，支座负筋的截断应符合下列规定延伸长度，具体数值可参阅有关规范十一、保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施十一保证斜截面受弯的措施十一、保证斜截面受弯的措施5.5.纵向受力钢筋的截断纵向受力钢筋的截断70bhl0shsvAsvAsh当l0/h2.0时，取l0/h=2.0十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力1.1.均布荷载下均布荷载下71bhl0shsvAsvAsh当l0/h2.0时，取=0.25；当2.0l0/h5.0，取=a/h0，（0.42 l0/h 0.58）（0.92 l0/h 1.58）十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力2.2.集中荷载下（包括集中荷载在支座截面产生的剪力超过集中荷载下（包括集中荷载在支座截面产生的剪力超过75%75%的情况）的情况）72参见教材中的相关内容十三、钢筋混凝土墙的抗剪性能十三、钢筋混凝土墙的抗剪性能十三、钢筋混凝土墙的抗剪性能十三、钢筋混凝土墙的抗剪性能73谢谢！