混凝土结构原理第5章-受弯构件斜截-面承载力计算课件.ppt

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1、u受弯构件斜截面破坏形态及其影响因素受弯构件斜截面破坏形态及其影响因素u受弯构件斜截面抗剪承载力的计算方法及其适用条件受弯构件斜截面抗剪承载力的计算方法及其适用条件u保证斜截面抗弯承载力的构造措施保证斜截面抗弯承载力的构造措施本章主要内容：本章主要内容：最大弯矩处的破坏截面与梁纵轴线最大弯矩处的破坏截面与梁纵轴线垂直垂直正截面破坏正截面破坏 破坏截面与梁纵轴线破坏截面与梁纵轴线不垂直不垂直斜截面破坏斜截面破坏FFFF正截面破坏正截面破坏斜截面破坏斜截面破坏受弯构件的主要破坏形态受弯构件的主要破坏形态:5.1.1 混凝土梁斜截面破坏机理混凝土梁斜截面破坏机理 裂缝开展大致裂缝开展大致垂直垂直于主

2、应力方向于主应力方向 5.1 受弯构件斜截面的破坏形态及其影响因素受弯构件斜截面的破坏形态及其影响因素 斜裂缝类型斜裂缝类型 弯剪斜裂缝 腹剪斜裂缝 5.1 受弯构件斜截面的破坏形态及其影响因素受弯构件斜截面的破坏形态及其影响因素 腹筋腹筋 弯起钢筋 架立钢筋纵向受拉钢筋 箍筋 5.1 受弯构件斜截面的破坏形态及其影响因素受弯构件斜截面的破坏形态及其影响因素(c)a-斜拉破坏；斜拉破坏；b-剪压破坏；剪压破坏；c-斜压破坏斜压破坏(a)(b)5.1.2无腹筋梁的破坏特征无腹筋梁的破坏特征破坏条件及破坏特征破坏条件及破坏特征u斜压破坏斜压破坏产生条件产生条件:1或或腹筋多、腹板薄腹筋多、腹板薄。

3、破坏特征破坏特征中和轴附近出现斜裂缝，然后向支座和荷载作用点延伸，中和轴附近出现斜裂缝，然后向支座和荷载作用点延伸，破坏时在支座与荷载作用点之间形成多条斜裂缝，斜裂缝间混凝破坏时在支座与荷载作用点之间形成多条斜裂缝，斜裂缝间混凝土土突然压碎，腹筋不屈服突然压碎，腹筋不屈服。“超筋破坏超筋破坏”5.1.2无腹筋梁的破坏特征无腹筋梁的破坏特征u剪压破坏剪压破坏u斜拉破坏斜拉破坏产生条件产生条件:13且且腹筋量少腹筋量少。破坏特征破坏特征:受拉边缘一旦出现斜裂缝便受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展急速发展，构件很快破构件很快破坏。坏。“适筋破坏适筋破坏”“少筋破坏少筋破坏”5.1.2无腹筋梁的破坏特征

4、无腹筋梁的破坏特征laaPPPP剪跨比剪跨比主要影响因素主要影响因素 定义：定义：(5.1)0VhM0000haPhPaVhPaVhM(5.2)5.1.2无腹筋梁的破坏特征无腹筋梁的破坏特征u较无腹筋梁，破坏过程脆性减弱较无腹筋梁，破坏过程脆性减弱u箍筋可显著提高有腹筋梁的抗剪承载力箍筋可显著提高有腹筋梁的抗剪承载力 配箍率配箍率主要影响因素之一主要影响因素之一svsv1svAnAbsbs(5.3)5.1.3有腹筋梁的破坏特征有腹筋梁的破坏特征u剪跨比和跨高比剪跨比和跨高比 剪跨比剪跨比是影响受是影响受集中荷载作用集中荷载作用梁的斜截面抗剪承载力的主要因素梁的斜截面抗剪承载力的主要因素之之一。

5、之之一。对于对于承受均布荷载作用承受均布荷载作用的梁，构件的跨度与截面高度之比，简称的梁，构件的跨度与截面高度之比，简称跨高比跨高比l0/h，是影响抗剪承载力的主要因素。，是影响抗剪承载力的主要因素。u配箍率配箍率u混凝土强度等级混凝土强度等级u纵筋配筋率纵筋配筋率u截面尺寸和形状截面尺寸和形状5.1.4影响斜截面受剪承载力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素 5.2.1 计算方法计算方法 svcvt0yv0ysb0.8sinAVf bhfhf As (5-4)箍筋箍筋 砼砼 弯起钢筋弯起钢筋 斜截面混凝土受剪承载力系数，对于一般梁取斜截面混凝土受剪承载力系数，对于一般梁取cv=0.7；对

6、集中；对集中荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力占总剪力的缘所产生的剪力占总剪力的75%以上）的独立梁，取以上）的独立梁，取 ，通常可取通常可取=a/h0，当，当3时，取时，取=3。a为集中荷载为集中荷载作用点至邻近支座截面或节点边缘的距离；作用点至邻近支座截面或节点边缘的距离；c v1.7 515.2 受弯构件斜截面抗剪承载力的计算受弯构件斜截面抗剪承载力的计算 fyv箍筋抗拉强度设计值；箍筋抗拉强度设计值；Asv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积：配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积

7、：Asv=nAsv1，此处，此处，n为在同一截面内箍筋的肢数，为在同一截面内箍筋的肢数，Asv1为单肢为单肢箍筋的截面面积；箍筋的截面面积；s 沿构件长度方向的箍筋间距；沿构件长度方向的箍筋间距；Asb同一弯起平面内弯起钢筋截面面积；同一弯起平面内弯起钢筋截面面积；弯起钢筋与构件轴线的夹角。弯起钢筋与构件轴线的夹角。5.2.1 计算方法计算方法 单肢箍单肢箍n=1双肢箍双肢箍n=2四肢箍四肢箍n=45.2.1 计算方法计算方法 v 为了为了防止斜压破坏防止斜压破坏（上限值：最小截面尺寸）：（上限值：最小截面尺寸）：当当hw/b4时时 (5.5)0cc25.0bhfV当当hw/b=46时时 0c

8、cw)/14(025.0bhfbhV(5.7)c混凝土强度影响系数，当混凝土强度影响系数，当fcu,kC50时，取时，取c=1.0；当混凝土强度；当混凝土强度等级为等级为C80时，取时，取c=0.8；其间按线性内插法取用；其间按线性内插法取用(5.6)0cc2.0bhfV当当hw/b6时时 5.2.2适用条件适用条件 hw截面的截面的腹板高度腹板高度，按下图确定：，按下图确定：hwhwhw5.2.2适用条件适用条件 v 为了为了防止斜拉破坏防止斜拉破坏（下限值下限值最大箍筋间、最小配箍率最大箍筋间、最小配箍率）箍筋间距及直径应符合下表要求，当梁内配置纵向受压钢筋时，箍箍筋间距及直径应符合下表要

9、求，当梁内配置纵向受压钢筋时，箍筋直径需筋直径需d/4（d为纵向受压钢筋的最大直径）。为纵向受压钢筋的最大直径）。表表5-1 梁中箍筋的最大间距和最小直径梁中箍筋的最大间距和最小直径 5.2.2适用条件适用条件 当当V0.7ftbh0时，配箍率尚应满足下要求时，配箍率尚应满足下要求(5-8)yvtminsv,sv24.0ffsbAsvsv配箍率：配箍率：5.2.2适用条件适用条件 支座边缘处截面；支座边缘处截面；受拉钢筋弯起点处截面；受拉钢筋弯起点处截面；箍筋间距或截面面积改变处截面；箍筋间距或截面面积改变处截面；腹板宽度改变处剪力。腹板宽度改变处剪力。5.2.3计算截面计算截面危险截面危险截

10、面(1)确定计算截面及其剪力设计值；确定计算截面及其剪力设计值；(2)验算截面尺寸是否足够验算截面尺寸是否足够防止斜压破坏防止斜压破坏；(3)验算是否可以按构造配筋；验算是否可以按构造配筋；(4)当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量（优先考虑当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量（优先考虑采用采用箍筋箍筋；(5)验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否满足要求验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否满足要求防止斜拉破坏防止斜拉破坏；(6)绘制配筋图，符合构造要求。绘制配筋图，符合构造要求。5.2.4 设计计算步骤设计计算步骤5.3.1 受弯构件的斜截面抗弯承载力受弯构件的斜截面抗弯承载力 一般情况下，当支座处的

11、纵筋锚固不足或纵筋的弯起、一般情况下，当支座处的纵筋锚固不足或纵筋的弯起、截断合适时，按计算在保证梁正截面承载力的同时，其斜截截断合适时，按计算在保证梁正截面承载力的同时，其斜截面抗弯承载力也可满足。面抗弯承载力也可满足。5.3.2 抵抗弯矩图抵抗弯矩图又称又称材料图材料图，是指按受弯构件实际配置的纵向受力钢，是指按受弯构件实际配置的纵向受力钢筋绘制的梁上各正截面所能承受的弯矩图，它反映了沿梁筋绘制的梁上各正截面所能承受的弯矩图，它反映了沿梁长正截面上材料的抗力长正截面上材料的抗力 定义：定义：5.3保证斜截面抗弯承载力的构造措施保证斜截面抗弯承载力的构造措施oo abe梁轴线eabcdcd简

12、支梁匀布荷载下的弯矩图与抵抗弯矩图的画法：简支梁匀布荷载下的弯矩图与抵抗弯矩图的画法：2 221 18（架立筋）2 122 221 185.3保证斜截面抗弯承载力的构造措施保证斜截面抗弯承载力的构造措施 弯起钢筋与梁弯起钢筋与梁中心线的交点应位中心线的交点应位于不需要该钢筋的于不需要该钢筋的截面之外，同时弯截面之外，同时弯起点与按计算充分起点与按计算充分利用该钢筋的截面利用该钢筋的截面之间的距离之间的距离不应小不应小于于h0/2 弯起钢筋的弯起点与弯矩图的关系弯起钢筋的弯起点与弯矩图的关系h0/2h0/2钢筋的弯起钢筋的弯起5.3保证斜截面抗弯承载力的构造措施保证斜截面抗弯承载力的构造措施 弯

13、起钢筋与梁中心线的交点应位于不需要该钢筋的截面弯起钢筋与梁中心线的交点应位于不需要该钢筋的截面之外，同时弯起点与按计算充分利用该钢筋的截面之间的之外，同时弯起点与按计算充分利用该钢筋的截面之间的距离距离不应小于不应小于h0/2 弯起钢筋弯终点的构造要求弯起钢筋弯终点的构造要求 不得采用浮筋做弯筋不得采用浮筋做弯筋5.3保证斜截面抗弯承载力的构造措施保证斜截面抗弯承载力的构造措施负弯矩钢筋的切断位置负弯矩钢筋的切断位置ld1粘结锚固长度粘结锚固长度;ld2外伸长度外伸长度从从ld1和和ld2中选外伸较大者。中选外伸较大者。ld1和和ld2见表见表5.2。强度充分利用截面计算不需要该钢筋截面荷载弯

14、矩图抵抗弯矩图ld2ld15.3保证斜截面抗弯承载力的构造措施保证斜截面抗弯承载力的构造措施 表表5.2 负弯矩钢筋的延伸长度负弯矩钢筋的延伸长度ld 截面条件截面条件ld1ld2V0.7ftbh01.2la20dV0.7ftbh01.2la+h020d且且h0V0.7ftbh0且断点仍在负弯矩受拉区且断点仍在负弯矩受拉区内内1.2la+1.7h020d且且1.3h05.3保证斜截面抗弯承载力的构造措施保证斜截面抗弯承载力的构造措施梁受扭或承受动荷载时，梁受扭或承受动荷载时，不得使用开口钢箍。不得使用开口钢箍。开口箍密闭箍注：注：弯钩及开口应布置在受压区。弯钩及开口应布置在受压区。5.3.3箍

15、筋的构造要求箍筋的构造要求主要参数：主要参数：bh=250mm700mm，混凝土的强度等级，混凝土的强度等级为为C25，纵向受力钢筋为，纵向受力钢筋为HRB400。q1=30kN/mq2=100kN/mABC18518518518570001860图4-35 梁的跨度、支承及荷载g=40kN/m5.4 受弯构件设计实例受弯构件设计实例 荷载组合荷载组合(最不利活荷载布置最不利活荷载布置)：AB跨最大跨中弯矩跨最大跨中弯矩和和A支座最大剪力支座最大剪力(b)+(c)AB跨最小正弯矩跨最小正弯矩(a)+(d)B 支座最大剪力支座最大剪力和和B支座最大负弯矩支座最大负弯矩(a)+(c)+(d)（b）

16、ggCBAq1（c）CBA（d）q2CBA（a）gABC图436 梁上各种荷载的作用5.4 受弯构件设计实例受弯构件设计实例 223.81236.76210.40234.5260.461.99174.80253.23279.60266.65203.65338226351730242.1757.65235138.87400.39(a)+(d)(b)+(c)(a)+(c)+(d)(b)+(c)650 2507000186065050包络图：包络图：5.4 受弯构件设计实例受弯构件设计实例 18518518518518607000250165537050 2507002 202 204 122 122 18-2 124 126601501955 2 122 222 12钢筋的弯起与截断：钢筋的弯起与截断：2 20+2 255.4 受弯构件设计实例受弯构件设计实例