混凝土結(jié)構(gòu)基本原理.第6章 斜截面

1、 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究 斜截面受剪承載力計算斜截面受剪承載力計算 構(gòu)造要求構(gòu)造要求 偏心受力構(gòu)件的受剪承載力偏心受力構(gòu)件的受剪承載力 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究 斜截面受剪承載力計算斜截面受剪承載力計算 腹筋的作用腹筋的作用 箍筋箍筋： 提高斜截面受剪承載力；提高斜截面受剪承載力； 與縱筋綁扎，形成鋼筋骨架與縱筋綁扎，形成鋼筋骨架 便于施工；便于施工； 防止縱筋過早壓曲，約束核心混凝土。防止縱筋過早壓曲，約束核心混凝土。 彎起鋼筋彎起鋼筋： 由縱筋彎起形成由縱筋彎起形成 承受較大的剪力。承受較大的剪力。 梁的箍筋和彎起鋼筋梁的箍筋和彎起

2、鋼筋 1 1 無腹筋簡支梁的受剪性能無腹筋簡支梁的受剪性能 斜裂縫形成以前的應(yīng)力狀態(tài)斜裂縫形成以前的應(yīng)力狀態(tài) 斜裂縫出現(xiàn)前的應(yīng)力狀態(tài)斜裂縫出現(xiàn)前的應(yīng)力狀態(tài) 2斜裂縫形成以后斜裂縫形成以后 斜裂縫出現(xiàn)后的應(yīng)力狀態(tài)斜裂縫出現(xiàn)后的應(yīng)力狀態(tài) 斜截面上的抗力斜截面上的抗力 剪壓面上的壓力和剪剪壓面上的壓力和剪 力；力； 斜截面相對錯動產(chǎn)生斜截面相對錯動產(chǎn)生 的骨料咬合力；的骨料咬合力； 縱向鋼筋的銷栓剪力；縱向鋼筋的銷栓剪力； 縱向鋼筋的拉力?？v向鋼筋的拉力。 應(yīng)力狀態(tài)的變化應(yīng)力狀態(tài)的變化 剪壓區(qū)的應(yīng)力剪壓區(qū)的應(yīng)力 ， 增大；增大； 縱向鋼筋的拉力突然縱向鋼筋的拉力突然 增大。增大。 2 有腹筋簡支梁的

3、受剪性能有腹筋簡支梁的受剪性能 剪跨比剪跨比（Shear span ratio） 對矩形截面梁，任一截面的正應(yīng)力和剪應(yīng)力可表示為對矩形截面梁，任一截面的正應(yīng)力和剪應(yīng)力可表示為 則：則： 定義：定義： 廣義剪跨比廣義剪跨比 ： 反映了梁截面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力（或彎矩反映了梁截面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力（或彎矩M與與V） 的相對大小，影響梁的剪切的相對大小，影響梁的剪切 破壞形態(tài)。破壞形態(tài)。 較大，說明較大，說明 （或（或M）較大）較大 截面容易被截面容易被拉壞拉壞； 較小，說明較小，說明 （或（或V）較大）較大 截面容易被截面容易被壓壞壓壞。 0 2 2 0 1 bh V bh M 02 1 Vh M 0

4、 Vh M 0 1 0 1 01 1 1 h a hV aV hV M A A 0 2 0 2 02 2 2 h a hV aV hV M B B 對于集中荷載作用下的簡支梁對于集中荷載作用下的簡支梁 集中荷載作用下的簡支梁集中荷載作用下的簡支梁 斜拉破壞斜拉破壞 剪壓破壞剪壓破壞 斜壓破壞斜壓破壞 當(dāng)剪跨比較大當(dāng)剪跨比較大(3)時，或箍筋配時，或箍筋配 置不足時出現(xiàn)。特點是斜裂縫一置不足時出現(xiàn)。特點是斜裂縫一 出現(xiàn)梁即破壞。出現(xiàn)梁即破壞。 當(dāng)剪跨比較小當(dāng)剪跨比較小(1)時，或箍筋配時，或箍筋配 置過多時易出現(xiàn)。此破壞系由梁置過多時易出現(xiàn)。此破壞系由梁 中主壓應(yīng)力所致。中主壓應(yīng)力所致。 當(dāng)剪跨

5、比一般當(dāng)剪跨比一般(13)時，箍筋配時，箍筋配 置適中時出現(xiàn)。此破壞系由梁中剪置適中時出現(xiàn)。此破壞系由梁中剪 壓區(qū)壓應(yīng)力和剪應(yīng)力聯(lián)合作用所致壓區(qū)壓應(yīng)力和剪應(yīng)力聯(lián)合作用所致 梁斜截面剪切破壞形態(tài)梁斜截面剪切破壞形態(tài) 剪跨比剪跨比 試驗表明，試驗表明，剪跨剪跨 比越大，有腹筋比越大，有腹筋 梁的抗剪承載力梁的抗剪承載力 越低，如圖所示。越低，如圖所示。 對無腹筋梁來說，對無腹筋梁來說， 剪跨比越大，抗剪跨比越大，抗 剪承載力也越低，剪承載力也越低， 但當(dāng)?shù)?dāng)3 ，剪剪跨跨 比的影響不再明比的影響不再明 顯。顯。 3 影響斜截面受剪承載力的主要因素影響斜截面受剪承載力的主要因素 剪跨比對有腹筋梁受剪

6、承載力的影響剪跨比對有腹筋梁受剪承載力的影響 混凝土強度混凝土強度 斜截面受剪承載力隨混凝土的強度等級的提高而提高。梁斜截面受剪承載力隨混凝土的強度等級的提高而提高。梁 斜壓破壞時，受剪承載力取決于混凝土的抗壓強度。梁為斜拉斜壓破壞時，受剪承載力取決于混凝土的抗壓強度。梁為斜拉 破壞時，受剪承載力取決于混凝土的抗拉強度，而抗拉強度的破壞時，受剪承載力取決于混凝土的抗拉強度，而抗拉強度的 增加較抗壓強度來得緩慢，故混凝土強度的影響就略小。剪壓增加較抗壓強度來得緩慢，故混凝土強度的影響就略小。剪壓 破壞時，混凝土強度的影響則居于上述兩者之間。破壞時，混凝土強度的影響則居于上述兩者之間。 縱向鋼筋配

7、筋率縱向鋼筋配筋率 試驗表明，梁的受試驗表明，梁的受 剪承載力隨縱向鋼筋剪承載力隨縱向鋼筋 配筋率配筋率的提高而增的提高而增 大大 。這主要是縱向受。這主要是縱向受 拉鋼筋約束了斜裂縫拉鋼筋約束了斜裂縫 長度的延伸，從而增長度的延伸，從而增 大了剪壓區(qū)面積的作大了剪壓區(qū)面積的作 用。用。 縱向鋼筋配筋率對有腹筋梁受剪承載力的影響縱向鋼筋配筋率對有腹筋梁受剪承載力的影響 配箍率和箍筋強度配箍率和箍筋強度 有腹筋梁出現(xiàn)斜裂縫后，箍 筋不僅直接承受相當(dāng)部分的剪力， 而且有效地抑制斜裂縫的開展和 延伸，對提高剪壓區(qū)混凝土的抗 剪能力和縱向鋼筋的銷栓作用有 著積極的影響。試驗表明，在配 箍最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)

8、，梁的受剪承 載力隨配箍量的增多、箍筋強度 的提高而有較大幅度的增長。 bs An bs A svsv sv 1 箍筋對有腹筋梁受剪承載力的影響箍筋對有腹筋梁受剪承載力的影響 假定梁的斜截面受剪承載力Vu由斜裂縫上剪壓區(qū)混凝 土的抗剪能力Vc，與斜裂縫相交的箍筋的抗剪能力Vsv和與 斜裂縫相交的彎起鋼筋的抗剪能力Vsb三部分所組成。由平 衡條件Y=0可得： Vu= Vc +Vsv+Vsb Vu Vc Vs Vsb 受剪承載力的組成受剪承載力的組成 如令Vcs為箍筋和混凝土 共同承受的剪力，即 Vcs=Vc+Vsv 則 Vu=Vcs+Vsb 1 計算原則計算原則 Vsv 相對名義剪應(yīng)力相對名義剪

9、應(yīng)力Vcs/ftbho與配箍系數(shù)的關(guān)系如下與配箍系數(shù)的關(guān)系如下 系數(shù)系數(shù)ssv與荷載形式和截面形狀等因素有關(guān)與荷載形式和截面形狀等因素有關(guān) 2 僅配有箍筋梁的斜截面受剪承載力僅配有箍筋梁的斜截面受剪承載力 t yvsv svt t cs f f bhf V 0 25. 1 7 . 0 sv t 對于矩形、對于矩形、T形等的一般受彎形等的一般受彎 構(gòu)件構(gòu)件 0 . 1 1/75. 1 sv t ）（ 集中荷載作用下的獨立梁集中荷載作用下的獨立梁 均布荷載作用下矩形、T形和I形截面的簡支梁， 當(dāng)僅配箍筋時，斜截面受剪承載力的計算公式 對集中荷載作用下的矩形、T形和I形截面獨立簡 支梁當(dāng)僅配箍筋時，

10、斜截面受剪承載力的計算公式 0 sv yv0tcsu 25. 17 . 0h s A fbhfVV 0 sv yv0tcsu 0 . 1 0 . 1 75. 1 h s A fbhfVV 3 配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力 ssby0 sv yv0tu sin8 . 025. 17 . 0Afh s A fbhfVV ssby0 sv yv0tu sin8 . 0 1 75. 1 Afh s A fbhfVV 上限值上限值最小截面尺寸最小截面尺寸 當(dāng) 4.0時，屬于一般的梁，應(yīng)滿足 b hw 0cc 25.0bhfV 當(dāng) 6.0時，屬于薄腹梁，應(yīng)滿

11、足 b hw 0cc 2.0bhfV 當(dāng)4.0 6.0時，屬于薄腹梁，應(yīng)滿足 b hw 0cc )14(025. 0bhf b h V w 4 公式的適用范圍：公式的適用范圍：上限值上限值避免斜壓避免斜壓下限值下限值避免斜拉破壞避免斜拉破壞 下限值下限值箍筋最小含量箍筋最小含量 yv t1sv minv,s 24.0 f f bs nA 為了避免發(fā)生斜拉破 壞，規(guī)范規(guī)定，配箍 率應(yīng)大于最小配箍率，箍 筋最小配筋率為 5 連續(xù)梁、框架梁和外伸梁的斜截面受剪承剪力連續(xù)梁、框架梁和外伸梁的斜截面受剪承剪力 連連 續(xù)續(xù) 梁梁 的的 應(yīng)應(yīng) 力力 重重 分分 布布 aa MM M a a MM a M )

12、 1 1 (, 1 11 M M h a Vh Va Vh M 00 1 0 1 1 00 h a Vh M u V （1） 支座邊緣截面（支座邊緣截面（1-1）；）； （2）腹板寬度改變處截面（）腹板寬度改變處截面（2-2）；）； （3）箍筋直徑或間距改變處截面（）箍筋直徑或間距改變處截面（3-3）；）； （4）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面（）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面（4-4）。）。 1 計算截面的確定計算截面的確定 斜截面受剪承載力的計算按下列斜截面受剪承載力的計算按下列 步驟進行設(shè)計：步驟進行設(shè)計： 1求內(nèi)力，繪制剪力圖；求內(nèi)力，繪制剪力圖； 2驗算是否滿足截面限制條件，如驗算是否滿

13、足截面限制條件，如 不滿足，則應(yīng)加大截面尺寸或提高混不滿足，則應(yīng)加大截面尺寸或提高混 凝土的強度等級；凝土的強度等級； 3驗算是否需要按計算配置腹筋。驗算是否需要按計算配置腹筋。 4計算腹筋計算腹筋 （1）對僅配置箍筋的梁，可按下式）對僅配置箍筋的梁，可按下式 計算：計算： 對矩形、對矩形、T形和工字形截面的一形和工字形截面的一 般受彎構(gòu)件般受彎構(gòu)件 0 01 25.1 7.0 hf bhfV s nA yv tsv 2 設(shè)計計算設(shè)計計算 對集中荷載作用下的獨立梁對集中荷載作用下的獨立梁 0 0 1 0.1 0.1 75.1 hf bhfV s nA yv t sv （2）同時配置箍筋和彎起鋼

14、筋的）同時配置箍筋和彎起鋼筋的 梁，根據(jù)經(jīng)驗和構(gòu)造要求梁，根據(jù)經(jīng)驗和構(gòu)造要求 配置箍筋確定配置箍筋確定Vcs，然后按下式計，然后按下式計 算彎起鋼筋的面積。算彎起鋼筋的面積。 sin8.0 sb y cs f VV A minv,s 也可以根據(jù)受彎承載力的要求，先選定彎起鋼筋再也可以根據(jù)受彎承載力的要求，先選定彎起鋼筋再 按下式計算所需箍筋：按下式計算所需箍筋： 0 0 1 25. 1 sin8 . 07 . 0 hf AfbhfV s nA yv sbyt sv 0 0 1 0 . 1 sin8 . 0 0 . 1 75. 1 hf AfbhfV s nA yv sbyt sv 然后驗算彎起

15、點的位置是否滿足斜截面承載力的然后驗算彎起點的位置是否滿足斜截面承載力的 要求。要求。 1 偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力計算偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力計算 軸向壓力對受剪承載力的影響軸向壓力對受剪承載力的影響 矩形、矩形、T T形和形和I I形截面的計算公式形截面的計算公式 Nh s A fbhfVV07.0 1 75.1 0 sv yv0tu 2 偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力計算偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力計算 Nh s A fbhfVV2.0 1 75.1 0 sv yv0tu 3 剪力墻的斜截面受剪承載力計算剪力墻的斜截面受剪承載力計算 為了防上斜壓破壞，剪力墻的受剪截面應(yīng)符合下列條件

16、為了防上斜壓破壞，剪力墻的受剪截面應(yīng)符合下列條件 0cc 25. 0bhfV 鋼筋混凝土剪力墻在偏心受壓時的斜截面受剪承載力按下列公式計算鋼筋混凝土剪力墻在偏心受壓時的斜截面受剪承載力按下列公式計算 0 v sh yv w 0tu 13. 05 . 0 5 . 0 1 h s A f A A NbhfVV 鋼筋混凝土剪力墻在偏心受拉時的斜截面受剪承載力按下列公式計算鋼筋混凝土剪力墻在偏心受拉時的斜截面受剪承載力按下列公式計算 0 v shw 0tu )13. 05 . 0( 5 . 0 1 h s A f A A NbhfVV yv 小結(jié)小結(jié) 斜截面承載力計算是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一個重要問斜截面承載力計算是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一個重要問 題。設(shè)計梁、柱、剪力墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應(yīng)同時解決正題。設(shè)計梁、柱、剪力墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應(yīng)同時解決正 截面承載力和斜面截面承截力的計算和構(gòu)造問題。截面承載力和斜面截面承截力的計算和構(gòu)造問題。 斜截面剪切破壞的主要形態(tài)有斜壓、剪壓和斜拉三斜截面剪切破壞的主要形態(tài)有斜壓、剪壓和斜拉三 種。斜截面受剪承截力計算公式是以剪壓破壞特征為基種。斜