第八章受弯构件斜截面承载力计算.ppt

第八章 受弯构件的斜截面 承载力,概述,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,保证斜截面受弯承载力的构造措施,8.1 概述,在主要承受弯矩的区段内，产生正截面受弯破坏；,而在剪力和弯矩共同作用的支座附近区段内，则会产生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。,剪切破坏为脆性破坏；,弯剪段（本章研究的主要内容）,统称腹筋-帮助混凝土梁抵御剪力,有腹筋梁-既有纵筋又有腹筋 无腹筋梁-只有纵筋无腹筋,箍筋肢数,八,设计中斜压破坏和斜拉破坏主要靠构造要求来避免，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。,2、有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态,与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要有三种：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。 当3，且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破坏；如果3，箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉破坏，而发生剪压破坏；剪跨比较小或箍筋的配置数量过多，会发生斜压破坏。 对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋数量适当，剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破坏形式。,8.3,如图表示配箍率与箍筋强度fyv的乘积对梁受剪承载力的影响。当其它条件相同时，两者大体成线性关系。如前所述，剪切破坏属脆性破坏。为了提高斜截面的延性，不宜采用高强度钢筋作箍筋。,8.4,8.4.1,8.4.1基本假定,1假定梁的斜截面受剪承载力Vu由斜裂缝上剪压区混凝土的抗剪能力Vc，与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力Vsv和与斜裂缝相交的弯起钢筋的抗剪能力Vsb三部分所组成（图5-15）。由平衡条件Y=0可得： Vu= Vc +Vsv+Vsb,如令Vcs为箍筋和混凝土共同承受的剪力，即 Vcs=Vc+Vsv 则 Vu=Vcs+Vsb,受弯构件抗剪承载力分析 有腹筋梁的抗剪承载力,考虑到混凝土的抗剪贡献，则有,由试验确定,实用抗剪承载力计算公式,混凝土结构设计规范（GB50010）取试验结果的下包值：,集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75%以上的独立梁,矩形、T形、I形截面的一般受弯构件,实用抗剪承载力计算公式,8.4.2,实用抗剪承载力计算公式,配置弯筋和箍筋的受弯构件的抗剪承载力,考虑到弯筋位于斜裂缝顶端时达不到屈服强度而引入的修正系数,2梁剪压破坏时，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度，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。 3斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力，在无腹筋梁中的作用还较显著，两者承受的剪力可达总剪力的50%90%，但试验表明在有腹筋梁中，它们所承受的剪力仅占总剪力的20%左右。,4截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件，故仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。 5剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一，但为了计算公式应用简便，仅在计算受集中荷载为主的梁时才考虑了的影响。,8.4.2斜截面受剪承载力的计算公式,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，斜截面受剪承载力的计算公式,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，斜截面受剪承载力的计算公式,3配有箍筋和弯起钢筋时梁的斜截面受剪承载力，其斜截面承载力设计表达式为：,4不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件，其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算,截面高度影响系数，当h0小于800mm时，取h0等于800mm；当h0大于2000mm时，取h0等于2000mm。,8.4.3计算公式的适用范围,1上限值最小截面尺寸,当 4.0时，属于一般的梁，应满足,当 6.0时，属于薄腹梁，应满足,当4.0 6.0时，属于薄腹梁，应满足,2下限值箍筋最小含量,为了避免发生斜拉破坏，规范规定，箍筋最小配筋率为,§85 斜截面受剪承载力计算方法和步骤,8.5.1 计算截面的位置,下列各个斜截面都应分别计算受剪承载力： （1）支座边缘的斜截面（见下图的截面1-1）；,（2）箍筋直径或间距改变处的斜截面（见下图的截面3-3）；,（3）弯起钢筋弯起点处的斜截面（见下图截面2-2）；,（4）腹板宽度或截面高度改变处的斜截面（如下图的截面5-5）。,以上这些斜截面都是受剪承载力较薄弱之处，计算时应取这些斜截面范围内的最大剪力，即取斜截面起始端处的剪力作为计算的外剪力。,箍筋的形式和构造要求 1. 箍筋的形式,单肢箍n=1,双肢箍n=2,四肢箍n=4,箍筋的形式和构造要求 2. 最小配箍率和箍筋的最大间距,最小配箍率,最大箍筋间距,原则,具体数值,教材P294表8-4,8.5.2斜截面受剪承载力计算步骤,斜截面受剪承载力的计算按下列步骤进行设计： 1求内力，绘制剪力图； 2验算是否满足截面限制条件，如不满足，则应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级； 3验算是否需要按计算配置腹筋。 4计算腹筋 （1）对仅配置箍筋的梁，可按下式计算： 对矩形、T形和工字形截面的一般受弯构件,对集中荷载作用下的独立梁,（2）同时配置箍筋和弯起钢筋的梁，可以根据经验和构造要求配置箍筋确定Vcs，然后按下式计算弯起钢筋的面积。,也可以根据受弯承载力的要求，先选定弯起钢筋再按下式计算所需箍筋：,然后验算弯起点的位置是否满足斜截面承载力的要求。,8.5,§86 保证斜截面受弯承载力的构造 措施,8.6.1抵抗弯矩图的概念,抵抗弯矩图就是以各截面实际纵向受拉钢筋所能承受的弯矩为纵坐标，以相应的截面位置为横坐标，所作出的弯矩图（或称材料图），简称Mu图。 当梁的截面尺寸，材料强度及钢筋截面面积确定后，其抵抗弯矩值，可由下式确定,保证斜截面受弯的措施 抵抗弯矩图,抵抗弯矩,抵抗弯矩图,设计时，应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图，且两者越近越经济,保证斜截面受弯的措施 纵向受力钢筋的弯起,d在2点以外保证正截面受弯,保证斜截面受弯？,保证斜截面受弯的措施 纵向受力钢筋的弯起,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,*保证斜截面的受剪承载力,*保证斜截面的受弯承载力,计算确定,构造确定,计算及构造确定,满足正截面受弯承载力的要求。设计时，必须使梁的抵抗弯矩图不小于 相应的荷载计算弯矩图,满足斜截面受剪承载力的要求,当纵向钢筋弯起时，其弯起点与充分利用点之间的距离不得小于0.5h0； 同时，弯起钢筋与梁纵轴线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外。,保证斜截面受弯的措施 纵向受力钢筋在支座处的锚固,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，应采取加焊锚固钢板等有效措施,2纵向钢筋的截断,在设计时，为了避免发生斜截面受弯破坏，使每一根纵向受力钢筋在结构中发挥其承载力的作用，应从其“强度充分利用截面”外伸一定的长度ldl，依靠这段长度与混凝土的粘结锚固作用维持钢筋以足够的抗力。同时，当一根钢筋由于弯矩图变化，将不考虑其抗力而切断时，从按正截面承载力计算“不需要该钢筋的截面”也须外伸一定的长度ld2，作为受力钢筋应有的构造措施。在结构设计中，应从上述两个条件中确定的较长外伸长度作为纵向受力钢筋的实际延伸长度ld，作为其真正的切断点 。,钢筋混凝土连续梁、框架梁支座截面的负弯矩纵向钢筋不宜在受拉区截断。如必须截断时，其延伸长度ld可按下表中ld1和ld2中取外伸长度较长者确定。其中ld1是从“充分利用该钢筋强度的截面”延伸出的长度；而ld2是从“按正截面承载力计算不需要该钢筋的截面”延伸出的长度。,