《水工受剪構(gòu)》ppt課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 斜截面的破壞形狀和受剪機(jī)理斜截面的破壞形狀和受剪機(jī)理箍筋及彎筋統(tǒng)稱箍筋及彎筋統(tǒng)稱腹筋腹筋( (協(xié)助梁中混協(xié)助梁中混凝土抵御剪力凝土抵御剪力) )hbAsv1彎筋彎筋箍筋箍筋PPs縱筋縱筋M=PaV=Pa aa aL L彎剪段彎剪段純彎段純彎段彎剪段彎剪段腹剪裂痕腹剪裂痕彎剪裂痕彎剪裂痕22224242 ct 根據(jù)資料力學(xué)原理根據(jù)資料力學(xué)原理,梁恣意處的主應(yīng)力可由下式計(jì)算梁恣意處的主應(yīng)力可由下式計(jì)算: 當(dāng)梁混凝土的主拉應(yīng)力當(dāng)梁混凝土的主拉應(yīng)力t ft 時(shí)，剪彎段將出現(xiàn)斜裂痕。時(shí)，剪彎段將出現(xiàn)斜裂痕。 E-1Asbhh0Ast 0IMy 0bIVS Ac PPaa腹剪裂痕腹剪裂痕彎剪

2、裂痕彎剪裂痕 根據(jù)截面上的彎矩根據(jù)截面上的彎矩M M和剪力和剪力V V的變化情況，梁上能夠出現(xiàn)以的變化情況，梁上能夠出現(xiàn)以下類型的斜裂痕：下類型的斜裂痕： 1 1在截面中部首先出現(xiàn)的斜裂痕腹剪裂痕；在截面中部首先出現(xiàn)的斜裂痕腹剪裂痕； 2 2由梁下部的彎曲裂痕變化產(chǎn)生的斜裂痕由梁下部的彎曲裂痕變化產(chǎn)生的斜裂痕 ( (彎剪裂痕彎剪裂痕) )。 梁中和軸附近的正應(yīng)力小，剪應(yīng)力大，由此產(chǎn)生的主拉應(yīng)梁中和軸附近的正應(yīng)力小，剪應(yīng)力大，由此產(chǎn)生的主拉應(yīng)力方向大致為力方向大致為4545。當(dāng)拉應(yīng)變到達(dá)混凝土的極限拉應(yīng)變值時(shí)，。當(dāng)拉應(yīng)變到達(dá)混凝土的極限拉應(yīng)變值時(shí)，梁腹部出現(xiàn)沿主壓應(yīng)力跡線的斜裂痕腹剪斜裂痕。裂痕

3、呈梁腹部出現(xiàn)沿主壓應(yīng)力跡線的斜裂痕腹剪斜裂痕。裂痕呈中間寬兩頭細(xì)的外形，薄腹梁中較為多見。中間寬兩頭細(xì)的外形，薄腹梁中較為多見。 梁剪彎區(qū)段下邊緣，主拉應(yīng)力根本為程度向。這些區(qū)段先梁剪彎區(qū)段下邊緣，主拉應(yīng)力根本為程度向。這些區(qū)段先出較短的垂直裂痕，然后延伸成斜裂痕彎剪斜裂痕，并向出較短的垂直裂痕，然后延伸成斜裂痕彎剪斜裂痕，并向集中荷載作用點(diǎn)擴(kuò)展。裂痕呈上細(xì)下寬的外形，是最常見的。集中荷載作用點(diǎn)擴(kuò)展。裂痕呈上細(xì)下寬的外形，是最常見的。腹剪斜裂痕腹剪斜裂痕彎剪斜裂痕彎剪斜裂痕二、剪跨比和配箍率的概念二、剪跨比和配箍率的概念1. 1. 剪跨比剪跨比 剪跨比剪跨比l l是指剪彎段同一截面上彎矩是指剪

4、彎段同一截面上彎矩M M 和剪力和剪力V V 的比值，也的比值，也即反映了同一截面上正應(yīng)力即反映了同一截面上正應(yīng)力 與剪應(yīng)力與剪應(yīng)力 的相對大小。的相對大小。 剪跨比有兩種：剪跨比有兩種： a . a . 廣義剪跨比廣義剪跨比 用于均布荷載用于均布荷載 b. b. 計(jì)算剪跨比計(jì)算剪跨比 用于集中荷載用于集中荷載 因因a a 稱為稱為“剪跨，故剪跨，故l l稱為剪跨比。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明稱為剪跨比。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了剪跨比對構(gòu)件抗剪承載力有非常明顯的影響。了剪跨比對構(gòu)件抗剪承載力有非常明顯的影響。 0000ybhSVMh10VhM 000haPhPaVhM 2. 2. 配箍率配箍率rsv rs

5、v 在箍筋的一個(gè)間距范圍內(nèi)，箍筋各肢的總截面積與混凝土程在箍筋的一個(gè)間距范圍內(nèi)，箍筋各肢的總截面積與混凝土程度截面面積的比值，即度截面面積的比值，即 配箍率配箍率rsv rsv 是衡量梁抗剪承載是衡量梁抗剪承載才干的重要目的。才干的重要目的。sbAnAA1 .svH.csvsv hbAsv1sa aa aL LhbAsv1ssssAsvAc.HsssAsvAc.Hs三、簡支無腹筋梁的抗剪機(jī)制三、簡支無腹筋梁的抗剪機(jī)制 梁的抗彎才干可寫成梁的抗彎才干可寫成 假設(shè)力臂假設(shè)力臂y y為常數(shù)，那么拉力沿構(gòu)件長度是變化的，為常數(shù)，那么拉力沿構(gòu)件長度是變化的，構(gòu)件的抗彎與抗剪機(jī)制為梁機(jī)制，剪力以剪應(yīng)力的方

6、式傳構(gòu)件的抗彎與抗剪機(jī)制為梁機(jī)制，剪力以剪應(yīng)力的方式傳向支座。向支座。 假設(shè)合力假設(shè)合力T T為常數(shù)，那么拉力沿構(gòu)件長度是不變的，為常數(shù)，那么拉力沿構(gòu)件長度是不變的，構(gòu)件的抗彎與抗剪機(jī)制為拱機(jī)制，剪力以壓力的方式傳向構(gòu)件的抗彎與抗剪機(jī)制為拱機(jī)制，剪力以壓力的方式傳向支座。支座。yTM )(dxdTydxdyTdxdMV bhh0As剪跨比的大小反剪跨比的大小反映了拱的坡度，映了拱的坡度，也間接反映了拱也間接反映了拱的承載才干梁的承載才干梁的抗剪才干的抗剪才干PPaaPPaa梁機(jī)制梁機(jī)制拱機(jī)制拱機(jī)制yTTyT四、無腹筋梁斜截面受剪破壞的主要形狀四、無腹筋梁斜截面受剪破壞的主要形狀 斜拉破壞：常發(fā)

7、生在剪跨比較大斜拉破壞：常發(fā)生在剪跨比較大(l3)(l3)時(shí)，破壞是由梁中時(shí)，破壞是由梁中主拉應(yīng)力超越混凝土抗拉強(qiáng)度所致，與正截面承載力的少筋破壞主拉應(yīng)力超越混凝土抗拉強(qiáng)度所致，與正截面承載力的少筋破壞類似。其特點(diǎn)是當(dāng)垂直裂痕一轉(zhuǎn)為斜裂痕，即迅速向受壓區(qū)斜向類似。其特點(diǎn)是當(dāng)垂直裂痕一轉(zhuǎn)為斜裂痕，即迅速向受壓區(qū)斜向擴(kuò)展，斜截面承載力隨之喪失。擴(kuò)展，斜截面承載力隨之喪失。 剪壓破壞：多發(fā)生在梁剪跨比普通剪壓破壞：多發(fā)生在梁剪跨比普通(1l3)(1l3)時(shí)，破壞是由剪時(shí)，破壞是由剪壓區(qū)壓應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用壓區(qū)壓應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用所致，與正截面承載力的適筋破所致，與正截面承載力的適筋破壞類似。其特

8、點(diǎn)是，在荷載的作壞類似。其特點(diǎn)是，在荷載的作用下，剪彎段的彎曲裂痕斜向擴(kuò)用下，剪彎段的彎曲裂痕斜向擴(kuò)展成斜裂痕，最后構(gòu)成主要斜裂展成斜裂痕，最后構(gòu)成主要斜裂縫縫臨界斜裂痕，臨界斜裂痕臨界斜裂痕，臨界斜裂痕的迅速擴(kuò)展導(dǎo)致剪壓區(qū)混凝土破的迅速擴(kuò)展導(dǎo)致剪壓區(qū)混凝土破壞，斜截面喪失承載力。壞，斜截面喪失承載力。斜壓破壞斜壓破壞 (3) 斜壓破壞：多發(fā)生在剪跨比較小斜壓破壞：多發(fā)生在剪跨比較小(lft時(shí)，梁的剪彎段開裂，出現(xiàn)斜裂痕；開裂后，腹筋時(shí)，梁的剪彎段開裂，出現(xiàn)斜裂痕；開裂后，腹筋的應(yīng)力增大，限制了斜裂痕的開展，保管更大的混凝土剪壓區(qū)用的應(yīng)力增大，限制了斜裂痕的開展，保管更大的混凝土剪壓區(qū)用于接受

9、剪力，同時(shí)也提高了骨料間的咬合力和縱筋的銷拴力，因于接受剪力，同時(shí)也提高了骨料間的咬合力和縱筋的銷拴力，因此提高了鋼筋混凝土梁的抗剪承載力。此提高了鋼筋混凝土梁的抗剪承載力。 2.破壞形狀破壞形狀 與無腹筋梁類似，有腹筋梁的斜截面受剪破壞形狀主要有與無腹筋梁類似，有腹筋梁的斜截面受剪破壞形狀主要有三種：斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞。三種：斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞。 當(dāng)當(dāng)l 3且箍筋配置的數(shù)量過少，將發(fā)生斜拉破壞；如且箍筋配置的數(shù)量過少，將發(fā)生斜拉破壞；如l 3，但箍筋的配置數(shù)量適當(dāng)，那么可防止斜拉破壞，而發(fā)生剪壓破壞；但箍筋的配置數(shù)量適當(dāng)，那么可防止斜拉破壞，而發(fā)生剪壓破壞； 當(dāng)當(dāng)1 l

10、3但箍筋的配置數(shù)量過多，普通會(huì)發(fā)生斜壓破壞。但箍筋的配置數(shù)量過多，普通會(huì)發(fā)生斜壓破壞。 當(dāng)當(dāng)l 6 hw/b6 時(shí)時(shí) 當(dāng)當(dāng) 4hw/b 4Vc/gdVVc/gd1150150h300h3001501502002006 62300300h500h5002002003003006 63500500h800h8002502503503506 64800800h1200h12003003004004008 85h h 1200 12003503505005008 8箍筋的最大間距和最小直徑限值表箍筋的最大間距和最小直徑限值表 五、按構(gòu)造配筋的條件五、按構(gòu)造配筋的條件 a a滿足以下條件時(shí)，滿足以下條件

11、時(shí)，不需進(jìn)展抗剪承載力計(jì)算，不需進(jìn)展抗剪承載力計(jì)算，僅需按構(gòu)造要求配置箍筋：僅需按構(gòu)造要求配置箍筋：( (以分布荷載為主時(shí)以分布荷載為主時(shí)) )( (以集中荷載為主時(shí)以集中荷載為主時(shí)) )d0c)bhf07. 0(V d0c )1(bhf2 . 0V 七、抗剪設(shè)計(jì)的計(jì)算方法和步驟七、抗剪設(shè)計(jì)的計(jì)算方法和步驟 a a截面設(shè)計(jì)：截面設(shè)計(jì)：確定抗剪承載力的計(jì)算截面和該處的剪力設(shè)計(jì)值確定抗剪承載力的計(jì)算截面和該處的剪力設(shè)計(jì)值d0cd0c)bhf20. 0(V)bhf25. 0(V 或或d0cd0c)1(bhf20. 0V)bhf07. 0(V 或或0yv0cdsvhf25.1bhf07.0VsA 按最

12、小配箍率選擇按最小配箍率選擇箍筋直徑、間距箍筋直徑、間距重新擬定截面尺重新擬定截面尺寸和資料強(qiáng)度寸和資料強(qiáng)度否否是是否否是是先確定先確定Asv，再計(jì)算，再計(jì)算s先確定先確定s ，再計(jì)算，再計(jì)算Asv終了終了b截面校核：截面校核：d0cd0c)bhf20. 0(V)bhf25. 0(V 或或d0yvsv0c)hfsA25. 1bhf07. 0(V 檢查能否滿足最小配箍率檢查能否滿足最小配箍率是是否否終了終了d0cd0c)bhf20. 0(V)bhf25. 0(V 或或重新重新設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是是否否八、板的斜截面承載力抗剪計(jì)算八、板的斜截面承載力抗剪計(jì)算 普通的鋼筋混凝土板不需進(jìn)展斜截面承載力抗剪計(jì)算；

13、而接普通的鋼筋混凝土板不需進(jìn)展斜截面承載力抗剪計(jì)算；而接受較大荷載的中厚板那么經(jīng)過設(shè)置彎筋來提高斜截面承載力，此受較大荷載的中厚板那么經(jīng)過設(shè)置彎筋來提高斜截面承載力，此時(shí)板的抗剪承載力按下式計(jì)算：時(shí)板的抗剪承載力按下式計(jì)算： 為限制彎筋數(shù)量和板斜裂痕的寬度，要求為限制彎筋數(shù)量和板斜裂痕的寬度，要求Asbfysin0.08fcbh0dysbcfAbhfV )sin.( 0070第四節(jié)第四節(jié) 斜截面受彎承載力斜截面受彎承載力 一、問題的產(chǎn)生 在實(shí)踐工程中，為了節(jié)約鋼筋或用于抵抗剪力，支座處部分縱筋向上彎起，支座上方的縱筋還需截?cái)?，這能夠引起斜截面的受彎承載力缺乏。 由圖示簡支梁脫離體可知：按照跨中

14、截面的最大彎矩Mmax所配置的鋼筋，只需在梁全長內(nèi)不截?cái)嘁膊粡澠穑涂梢詽M足任何斜截面上的彎矩Mn；但在縱筋截?cái)嗷驈澠鸾孛?，其斜截面受彎承載力就有能夠缺乏。h0A ATADB Bh0TBDB BTBTB TATB TAAB1m1m時(shí)時(shí)) )的的lala宜按表中數(shù)值乘以宜按表中數(shù)值乘以1.21.2； 5 5鋼筋間距鋼筋間距180mm180mm，維護(hù)層厚度，維護(hù)層厚度80mm80mm時(shí)，時(shí)， la la可按表中數(shù)值乘以可按表中數(shù)值乘以0.8 0.8 6 6縱向受拉的縱向受拉的I I、級鋼筋的級鋼筋的lala不應(yīng)小于不應(yīng)小于250mm250mm或或20d20d； 7 7表中項(xiàng)次表中項(xiàng)次1 1光面鋼筋

15、的光面鋼筋的lala值不包括端部彎鉤長度。值不包括端部彎鉤長度。 ( (二二) )縱向受力鋼筋的接頭縱向受力鋼筋的接頭 梁中鋼筋宜采用焊接或機(jī)械銜接接頭。梁中鋼筋宜采用焊接或機(jī)械銜接接頭。 采用焊接接頭時(shí)，在鋼筋接頭左右采用焊接接頭時(shí)，在鋼筋接頭左右35d35d且不小于且不小于500mm500mm的區(qū)段內(nèi)，受拉鋼筋的接頭的區(qū)段內(nèi)，受拉鋼筋的接頭截面積與截面積與其總截面的比值不宜超越其總截面的比值不宜超越1/21/2。 采用綁扎搭接接頭時(shí)，其搭接長度采用綁扎搭接接頭時(shí)，其搭接長度llll應(yīng)符合以下規(guī)定：應(yīng)符合以下規(guī)定： 受拉鋼筋：受拉鋼筋：ll 1.20lall 1.20la和和300mm300

16、mm； 受壓鋼筋：受壓鋼筋： ll 0.85la ll 0.85la和和200mm200mm。 采用綁扎接頭時(shí)，從任一接頭中心至采用綁扎接頭時(shí)，從任一接頭中心至1.31.3倍倍llll內(nèi)，受拉鋼筋接頭面積比不宜超越內(nèi)，受拉鋼筋接頭面積比不宜超越1/41/4：當(dāng)接頭面積比為：當(dāng)接頭面積比為1/31/3或或1/21/2時(shí)，鋼筋的時(shí)，鋼筋的llll應(yīng)分別乘以應(yīng)分別乘以1.11.1及及1.21.2。受壓鋼筋的接頭。受壓鋼筋的接頭比值不宜超越比值不宜超越1/21/2。 (三)架立鋼筋的設(shè)置要求 為了使縱向受力鋼筋與箍筋可以綁扎成骨架，在箍筋四角必需沿梁全長配置縱向鋼筋。沒有縱向受力鋼筋的區(qū)段，應(yīng)設(shè)置架立

17、鋼筋。當(dāng)梁的跨度l6m時(shí)，架立鋼筋的直徑不小于10mm。(四)腰筋及拉筋的設(shè)置要求 當(dāng)梁截面高度h700mm時(shí)，應(yīng)在梁兩側(cè)沿截面高度每隔300400mm，設(shè)置一根直徑不小于12mm的縱向構(gòu)造鋼筋。腰筋的作用為限制梁腹因溫度收縮變形引起的豎向裂痕寬度以及抵抗能夠的扭矩作用。當(dāng)腰筋間距以不超越其15倍直徑，對控制裂痕開展最為有效。兩側(cè)腰筋之間應(yīng)設(shè)拉筋連系起來，拉筋的直徑可取與箍筋直徑一樣，間距為箍筋間距的倍數(shù)。架立筋架立筋腰筋腰筋拉筋拉筋二、彎起鋼筋的構(gòu)造要求二、彎起鋼筋的構(gòu)造要求 當(dāng)彎起鋼筋是由抗剪計(jì)算確定時(shí)，彎起鋼筋的排數(shù)和根數(shù)由當(dāng)彎起鋼筋是由抗剪計(jì)算確定時(shí)，彎起鋼筋的排數(shù)和根數(shù)由斜截面受剪承

18、載力確定。彎起鋼筋的間距不應(yīng)大于箍筋最大間距。斜截面受剪承載力確定。彎起鋼筋的間距不應(yīng)大于箍筋最大間距。 梁跨中縱向受拉鋼筋最多彎起梁跨中縱向受拉鋼筋最多彎起2/32/3，至少應(yīng)有至少應(yīng)有1/31/3且不少于且不少于2 2根縱筋根縱筋 ( (底層兩底層兩角部鋼筋角部鋼筋 ) )沿梁底伸入支座。當(dāng)粱寬較沿梁底伸入支座。當(dāng)粱寬較大時(shí)，在一個(gè)截面內(nèi)宜同時(shí)彎起兩根。大時(shí)，在一個(gè)截面內(nèi)宜同時(shí)彎起兩根。彎起鋼筋的彎角普通為彎起鋼筋的彎角普通為450450，當(dāng)梁高，當(dāng)梁高h(yuǎn)700mmh700mm時(shí)，也可取為時(shí)，也可取為600600。三、箍筋的構(gòu)造要求三、箍筋的構(gòu)造要求 ( (一一) )箍筋的方式與肢數(shù)：箍筋方式為封鎖式箍筋。其肢數(shù)有箍筋的方式與肢數(shù)：箍筋方式為封鎖式箍筋。其肢數(shù)有雙肢、四肢等。箍筋肢數(shù)的選取，取決于斜截面