鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截中南大學(xué)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截中南大學(xué)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截中南大學(xué)本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章斜截面破壞的主要形態(tài)及特點(diǎn)斜截面破壞的主要形態(tài)及特點(diǎn)； 掌握受彎構(gòu)件斜截面承載力的計(jì)算公式及掌握受彎構(gòu)件斜截面承載力的計(jì)算公式及 適用條件，防止斜壓和斜拉破壞的措施適用條件，防止斜壓和斜拉破壞的措施； 了解受彎構(gòu)件斜裂縫形成前后的應(yīng)力狀態(tài)；了解受彎構(gòu)件斜裂縫形成前后的應(yīng)力狀態(tài)； 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； 熟悉構(gòu)造要求。熟悉構(gòu)造要求。第1頁/共52頁第2頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章第一節(jié)第一節(jié)概概 述述彎筋箍筋PPs縱筋彎剪段（本章研

2、究的主要內(nèi)容）統(tǒng)稱腹筋-幫助混凝土梁抵御剪力有腹筋梁-既有縱筋又有腹筋無腹筋梁-只有縱筋無腹筋hbAsv11svsvnAA 箍筋肢數(shù)M圖V圖單肢箍面積箍筋總面積正截面受彎破壞正截面受彎破壞斜截面受剪破壞斜截面受剪破壞斜截面受彎破壞斜截面受彎破壞第3頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章第二節(jié)第二節(jié)無腹筋簡支梁斜裂縫的形成無腹筋簡支梁斜裂縫的形成一、斜裂縫形成前的應(yīng)力狀態(tài)一、斜裂縫形成前的應(yīng)力狀態(tài)bhh0As（E-1）AsPPaaAA00MyI00VSbI2224lp2224cp12tan2arc彎剪段中和軸以上 中和軸中和軸以下454545純彎段0111.2134545剪壓斜拉斜截面受剪均屬

3、于脆性破壞。除發(fā)生以上三種破壞形態(tài)外，還可能發(fā)生縱筋錨固破壞(粘結(jié)裂縫、撕裂裂縫)或局部受壓破壞。破壞性質(zhì)：第14頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章（二）有腹筋梁斜截面破壞的主要形態(tài)（二）有腹筋梁斜截面破壞的主要形態(tài)取決于箍筋的配置數(shù)量 斜拉破壞 剪壓破壞 斜壓破壞1. 斜拉破斜拉破壞壞 產(chǎn)生條件3，且箍筋配置數(shù)量過少2. 剪壓剪壓破破壞壞 產(chǎn)生條件箍筋配置數(shù)量適當(dāng)3. 斜壓破斜壓破壞壞 產(chǎn)生條件1、箍筋配置數(shù)量過多，箍筋不屈服2、梁腹過薄限制最小配箍率限制截面最小尺寸計(jì)算確定腹筋的配置數(shù)量第15頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章梁沿斜截面剪切破壞的主要形態(tài)及其特點(diǎn)主要破壞形態(tài)斜拉

4、破壞剪壓破壞斜壓破壞產(chǎn)生條件無腹筋梁有腹筋梁箍筋過少，且箍筋適量箍筋過多或梁腹過薄破壞特點(diǎn)沿斜裂縫上、下突然拉裂剪壓區(qū)壓碎支座處形成斜向短柱壓壞破壞類型脆性破壞脆性破壞脆性破壞截面抗剪能力破壞荷載只稍高于斜裂縫出現(xiàn)時(shí)的荷載，固抗剪能力最低破壞荷載比斜裂縫出現(xiàn)時(shí)的大，抗剪能力比斜拉破壞的大抗剪能力比剪壓破壞的大31313第16頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章有腹筋梁斜截面剪壓破壞試驗(yàn)有腹筋梁斜截面剪壓破壞試驗(yàn)第17頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章第四節(jié)第四節(jié)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1. 剪跨比剪跨比 斜拉破壞 剪壓破壞 斜壓破壞 剪跨比越大，受

5、剪承載力越低。 當(dāng)剪跨比大于3時(shí)，剪跨比的影響不明顯。圖480.40.30.20.10123450bhfVc斜壓剪壓斜拉第18頁/共52頁2. 混凝土強(qiáng)度等級混凝土強(qiáng)度等級 圖49混凝土強(qiáng)度等級與受剪承載力大致為線性關(guān)系。第19頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章3.配箍率配箍率 和箍筋強(qiáng)度和箍筋強(qiáng)度svsvf 有腹筋梁出現(xiàn)斜裂縫后，箍筋不僅直接承受部分剪力，而且能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筋的銷栓作用都有一定影響。 試驗(yàn)表明，在配箍量適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，梁的箍筋配得越多，箍筋強(qiáng)度愈高，梁的受剪承載力也愈大。bsAnbsAsvsvsv1 配箍量一般用配箍率（又

6、稱箍筋配筋率）表示，即 第20頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章4. 縱向鋼筋配筋率縱向鋼筋配筋率增加縱向鋼筋配筋率將提高梁的受剪承載力，二者大致成線性關(guān)系。這是由于縱向受拉鋼筋能抑制斜裂縫的開展和延伸，使剪壓區(qū)混凝土的面積增大，從而提高剪壓區(qū)混凝土承受的剪力；縱筋數(shù)量增加，銷栓作用增加。圖412svsvAbssb第21頁/共52頁第五節(jié)第五節(jié)斜截面受剪承載力計(jì)算斜截面受剪承載力計(jì)算混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章n 鋼筋混凝土梁的抗剪機(jī)理復(fù)雜，影響因素很多，很難綜合考慮，至今尚未建立全面合理的分析模型，且剪切破壞都是脆性的；n規(guī)范根據(jù)大量的試驗(yàn)結(jié)果，分析梁受剪的一些主要影響因素，建立了半理

7、論半經(jīng)驗(yàn)的受剪承載力計(jì)算公式；n 規(guī)范公式基于剪壓破壞特征建立。第22頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章第五節(jié)第五節(jié)斜截面受剪承載力計(jì)算斜截面受剪承載力計(jì)算VVsvVsbsVcsCcuVsiVayVsT0Y ucsvsbsayVVVVVV彎起鋼筋承擔(dān)的拉力的豎向分力uV 斜截面受剪承載力cV 剪壓區(qū)混凝土承擔(dān)的剪力svV 箍筋承擔(dān)的剪力sbV sV 縱筋銷栓力ayV 骨料咬合力的豎向分力ucsvsbucssbVVVVVVVcsV 僅配有箍筋梁的斜截面受剪承載力第23頁/共52頁uct00.7VVf bh ft 砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ucht01 4h00.7800VVf

8、 bhh2、考慮截面高度影響h截面高度影響系數(shù)截面高度影響系數(shù)000080080020002000hmmhmmhmmhmm取取混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章一、無腹筋梁的斜截面受剪承載力一、無腹筋梁的斜截面受剪承載力1、一般無腹筋梁第24頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章3、集中荷載作用下的獨(dú)立梁（考慮剪跨比的影響）計(jì)算截面的剪跨比計(jì)算截面的剪跨比1.51.53.03.0取 取 uct01.751.0VVf bh集中荷載下或集中荷載引起的支座邊緣的剪力占總剪力75%以上的獨(dú)立梁PqL0P/2+qL0/2P/275. 02/2/2/0qLPP第25頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章二、

9、僅配有箍筋梁的斜截面受剪承載力二、僅配有箍筋梁的斜截面受剪承載力ucscsvVVVVcsctsvsvsv0Vffbh cssvsvcsv0tVfbhfcsv、待定系數(shù)，由試驗(yàn)確定。待定系數(shù)，由試驗(yàn)確定。第26頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章1、受集中荷載為主的矩形、受集中荷載為主的矩形、T形和形和I形截面簡支梁形截面簡支梁fyv箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； Asv配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面 積積: = =n ,此處，此處，n為在同一截面內(nèi)為在同一截面內(nèi) 箍筋的肢數(shù)，箍筋的肢數(shù)， 為單肢箍筋的截面面積；為單肢箍筋的截面面積； As

10、vAsv1Asv1S 沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距；沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距； csv1.01.75=、+1.0計(jì)算截面的剪跨比。計(jì)算截面的剪跨比。1.51.5;3.03.0取 取 svcst0yv01.751.0AVVf bhfhS（423）第27頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章2、一般情況下的矩形、一般情況下的矩形、T形和形和I形截面簡支梁形截面簡支梁fyv箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； Asv配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面 積積: = =n ,此處，此處，n為在同一截面內(nèi)為在同一截面內(nèi) 箍筋的肢數(shù)，箍筋的肢數(shù)， 為單肢箍筋的截面面積

11、；為單肢箍筋的截面面積； AsvAsv1Asv1S 沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距；沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距； csv1.25=0.7、svcst0yv00.71.25AVVf bhfhS（425）第28頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章三、配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力三、配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力ucssbcsvsbVVVVVVsbysb0.8sinVf AAsb同一彎起平面內(nèi)彎起鋼筋截面面積；同一彎起平面內(nèi)彎起鋼筋截面面積； fy彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 0.8應(yīng)力分布不均勻系數(shù)；應(yīng)力分布不均勻系數(shù)； 彎起鋼筋與梁縱軸方向的夾角。彎起鋼筋與

12、梁縱軸方向的夾角。 4560一般，當(dāng)梁截面較高時(shí)取svcst0yv0ysb1.750.8sin1.0AVVf bhfhf ASsvcst0yv0ysb0.70.8sinAVVf bhfhf AS第29頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章四、計(jì)算公式的適用條件四、計(jì)算公式的適用條件適用于剪壓破壞。適用于剪壓破壞。 1、上限值最小截面尺寸及最大配箍率、上限值最小截面尺寸及最大配箍率v 為了防止斜壓破壞，要求：為了防止斜壓破壞，要求： 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) /4hb w4-29a0cc25. 0bhfV/6hb w當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) 4-29b0cc2 .0bhfV當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) /4 6hb w0ccw)/14(0

13、25. 0bhfbhV4-29c式 中c混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng) fcu,k C50時(shí)，取時(shí)，取 c=1.0；當(dāng)；當(dāng) fcu,k=C80時(shí)，取時(shí)，取 c=0.8；其間；其間按線性內(nèi)插法取用。按線性內(nèi)插法取用。 第30頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章hw截面的腹板高度，按下圖確定：截面的腹板高度，按下圖確定： hwhwhw第31頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章2、下限值最小配箍率、下限值最小配箍率sv,minv 為了防止斜拉破壞，要求：為了防止斜拉破壞，要求： (1) 當(dāng)梁的受剪承載力滿足下列要求時(shí)：當(dāng)梁的受剪承載力滿足下列要求時(shí)：對受集中荷載作用為主的矩形、

14、對受集中荷載作用為主的矩形、T形和形和I形截面梁形截面梁t01.751.0Vf bh對一般情況下的矩形、對一般情況下的矩形、T形和形和I形截面梁形截面梁t00.7Vf bh按構(gòu)造要求配箍筋。按構(gòu)造要求配箍筋。第32頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章(2) 梁的配箍率滿足最小配箍率要求梁的配箍率滿足最小配箍率要求yvt1svminv,s24. 0ffbsnA構(gòu)造要求構(gòu)造要求 箍筋的直徑滿足表箍筋的直徑滿足表42 2要求；要求； 表表42 梁內(nèi)箍筋的最小直徑梁內(nèi)箍筋的最小直徑 梁高梁高h(yuǎn)(mm)箍筋直徑箍筋直徑(mm)h8006h8008第33頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章 箍筋的

15、間距應(yīng)滿足表箍筋的間距應(yīng)滿足表43 3要求；要求；表表43 3 梁中箍筋最大間距（梁中箍筋最大間距（mmmm） 梁高梁高h(yuǎn)(mm)V0.7ftbh0V0.7ftbh0150h300150200300h500200300500800300600第34頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章六、斜截面受剪承載力的計(jì)算位置六、斜截面受剪承載力的計(jì)算位置 支座邊緣處截面；支座邊緣處截面； 腹板寬度改變處截面。腹板寬度改變處截面。 箍筋間距或截面面積改變處截面；箍筋間距或截面面積改變處截面； 受拉鋼筋彎起點(diǎn)處截面；受拉鋼筋彎起點(diǎn)處截面； 5-5第35頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章 斜截面受剪承

16、載力的計(jì)算按下列步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)：斜截面受剪承載力的計(jì)算按下列步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)： 1確定計(jì)算截面及其剪力設(shè)計(jì)值；確定計(jì)算截面及其剪力設(shè)計(jì)值； 2驗(yàn)算是否滿足截面限制條件，如不滿足，則驗(yàn)算是否滿足截面限制條件，如不滿足，則應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土的強(qiáng)度等級；應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土的強(qiáng)度等級； 3驗(yàn)算是否需要按計(jì)算配置腹筋。驗(yàn)算是否需要按計(jì)算配置腹筋。 4 4計(jì)算腹筋計(jì)算腹筋 （1）對僅配置箍筋的梁，可按下式計(jì)算：）對僅配置箍筋的梁，可按下式計(jì)算： 七、斜截面受剪承載力的計(jì)算步驟七、斜截面受剪承載力的計(jì)算步驟1、截面設(shè)計(jì)、截面設(shè)計(jì)第36頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章對集中荷載作用下的獨(dú)立梁

17、對集中荷載作用下的獨(dú)立梁 0010 .10 .175.1hfbhfVsnAyvtsv （2）同時(shí)配置箍筋和彎起鋼筋的梁，可以根據(jù)經(jīng)）同時(shí)配置箍筋和彎起鋼筋的梁，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和構(gòu)造要求配置箍筋確定驗(yàn)和構(gòu)造要求配置箍筋確定Vcs，然后按下式計(jì)算彎起，然后按下式計(jì)算彎起鋼筋的面積。鋼筋的面積。 sin8 . 0sbycsfVVA00125. 17 . 0hfbhfVsnAyvtsv對矩形、對矩形、T T形和工字形截面的一般受彎構(gòu)件形和工字形截面的一般受彎構(gòu)件5 驗(yàn)算箍筋間距、直徑和最小配箍率是否滿足要求。驗(yàn)算箍筋間距、直徑和最小配箍率是否滿足要求。 第37頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章 檢

18、查截面限制條件；檢查截面限制條件； 檢查是否滿足最小配箍率；檢查是否滿足最小配箍率； 代入公式（代入公式（423）或（）或（425）計(jì)算受剪承）計(jì)算受剪承載力；載力； 2、承載力校核、承載力校核第38頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章開 始cyyvtb h fffVf、 、 、 、 、 、t0t0V1.751.0V0.7f bhf bh或按構(gòu)造要求配置箍筋ct0V0.25f bh配彎筋0101001.751.01.00.71.25tsvyvsvtyvVf bhnAsf hnAVf bhsf h或tsvyv0.24ff選定箍筋直徑、間距，并計(jì)算svcst0yv0svcst0yv01.751

19、.00.7AVf bhfhSAVf bhfhS或sb0.8sincsyVVAf結(jié) 束增大b、h0或提高fc選定 ，并使svAS、svtyv0.24 ff選定 ，并使n d、svmaxsvS=SbA是否否是是否否是第39頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章第六節(jié)第六節(jié)構(gòu)構(gòu) 造造 要要 求求一、縱向受力鋼筋在支座處的錨固一、縱向受力鋼筋在支座處的錨固1、簡支板、簡支板VVcCcuVsiVsTECh0EMCMEC0000CEssMVaA r hA r h錨固破壞錨固破壞las5d； 采用焊接網(wǎng)配筋時(shí)第40頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章2、簡支梁、簡支梁las當(dāng)當(dāng)V0.7ftbh0時(shí)，時(shí)

20、，las5d； 當(dāng)當(dāng)V0.7ftbh0時(shí)，時(shí)，las12d（帶肋）（帶肋） las15d（光面）（光面） 第41頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章第42頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章3、連續(xù)梁和框架梁中間支座處縱筋的錨固、連續(xù)梁和框架梁中間支座處縱筋的錨固1、上部縱筋應(yīng)貫穿中間支座；2、下部縱筋伸入中間支座的錨固長度 應(yīng)按下列規(guī)定采用：las （1）當(dāng)計(jì)算中不利用支座邊緣處下部縱向鋼筋的強(qiáng)度時(shí)，無論剪力設(shè)計(jì)值的大小，其伸入支座的錨固長度均應(yīng)符合簡支梁支座 時(shí)對錨固長度 的規(guī)定。V0.7ftbh0las（2）當(dāng)計(jì)算中充分利用支座邊緣處下部縱向鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)，其伸入支座的錨固長度不應(yīng)小于受拉鋼筋的最小錨固長度 ， 值見第一章第三節(jié)。 la la （3）當(dāng)計(jì)算中充分利用支座邊緣處下部縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度時(shí)，其伸入支座的錨固長度可適當(dāng)減小，取 。 las0.7 la第43頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章二、彎起鋼筋的錨固二、彎起鋼筋的錨固（1）彎起鋼筋的終彎點(diǎn)外應(yīng)留有錨固長度，光面彎起鋼筋的終彎點(diǎn)外應(yīng)留有錨固長度，光面鋼筋端部還應(yīng)做彎鉤。鋼筋端部還應(yīng)做彎鉤。20dd受拉受拉10dd受壓受壓第44頁/共52頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第四章（2）不