鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算

1、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算（一）僅配箍筋梁的受剪承載力Vu的計算公式1計算簡圖圖4-11 僅配箍筋梁的斜截面受剪承載力計算圖2計算表達(dá)式（1）對于承受一般荷載的矩形,T形和工形截面受彎構(gòu)件(包括連續(xù)梁和約束梁)根據(jù)試驗分析，梁的受剪承載力隨 圖4-12 有腹筋梁V cs實測值與計算值的比較箍筋數(shù)量的增加而提高。當(dāng)其它條件不變時，Vcs/(fcbh0)和svfyv/fc基本上呈線性關(guān)系（圖4-12中=1.4關(guān)系線）。規(guī)范給出的Vcs計算公式如下： （4-8）式中 fc混凝土軸心抗壓強 度設(shè)計值； b矩形截面的寬度或 T形、工形截面的腹 板寬度；h0截面有效高度； fyv箍筋抗拉強度設(shè)計值

2、，可按附錄4表3采用，但取值不應(yīng)大于310N/mm2。（2）對于承受以集中荷載為主的矩形截面獨立梁（包括連續(xù)梁和約束梁）規(guī)范對集中荷載作用下(包括作用有多種荷載，且集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75以上的情況)的矩形截面獨立梁給出了如下的Vcs計算公式： （4-9）式中 計算剪跨比，a/h0，在此a為集中荷載作用點至支座截面或節(jié)點邊緣的距離。當(dāng)1.4 時，取=1.4。當(dāng)3時，取3。 對于集中荷載作用下的T形和工形截面梁，由于翼緣對抗剪有利，因此仍可按式(4-8)計算。如采用式(4-9)計算，就更偏安全。（二）同時配箍筋和彎起鋼筋的梁受剪承載力Vu的計算公式1計算簡圖圖4

3、-13為一既配箍筋又配彎起鋼筋的梁，與斜裂縫相交的彎筋的抗剪能力為Tsbsins 。若在同一彎起平面內(nèi)彎起鋼筋截面面積為Asb，并考慮到和斜裂縫相交的彎起鋼筋的應(yīng)力達(dá)到抗拉強度設(shè)計值，于是 （4-10）圖4-13 同時配箍筋和彎起鋼筋的梁斜截面受剪承載力計算圖式中 Asb同一彎起平面內(nèi)彎起鋼筋截面面積； s斜截面上彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角2計算表達(dá)式矩形、T形和工形截面的受彎構(gòu)件，當(dāng)同時配有箍筋和彎起鋼筋時的斜截面受剪承載力計算公式 （三）受剪承載力計算設(shè)計表達(dá)式在設(shè)計中為保證斜截面受剪承載力，應(yīng)滿足 （1）僅配箍筋的梁VVu/d=Vcs/d （4-12） （2）同時配箍筋和彎起鋼筋的梁V

4、Vu/d=（Vcs+Vsb）/d （4-13）式中 d鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù)，按附錄3表2取用；圖4-14 計算彎起鋼筋時V的取值規(guī)定及彎筋間距要求 V剪力設(shè)計值。當(dāng)計算配箍筋或第一排(對支座而言)彎起鋼筋時，取支座邊緣截面的最大剪力設(shè)計值V1。對于僅承受直接作用在構(gòu)件頂面的分布荷載的受彎構(gòu)件，剪力設(shè)計值也可改取為距離支座邊緣0.5h0處的剪力設(shè)計值作為V1；當(dāng)計算以后每一排彎 起鋼筋時，取用前一排(對支座而言)彎起鋼筋彎起點處的剪力設(shè)計值V2。彎起鋼筋的計算一直要進(jìn)行到最后一排彎起鋼筋進(jìn)入Vcsd的控制區(qū)段為止（圖4-14）。在設(shè)計構(gòu)件時，如能滿足VVcs /d ，則表示構(gòu)件所配的箍筋足以

5、抵抗荷載引起的剪力。如果VVcs /d，說明所配的箍筋不能滿足抗剪要求，這時，我們可采取如下的解決辦法：1）將箍筋加密或加粗；2）增大構(gòu)件截面尺寸，3）提高混凝土強度等級；4）將縱向鋼筋彎起成為斜筋或加焊斜筋以增加斜截面受剪承載力。在縱向鋼筋有可能彎起的情況下，利用彎起的縱筋來抗剪可收到較好的經(jīng)濟(jì)效果。（四）斜截面受剪承載力計算公式的適用條件1為了防止發(fā)生斜壓破壞和避免構(gòu)件在使用階段過早地出現(xiàn)斜裂縫及斜裂縫開展過大，構(gòu)件截面尺寸或混凝土強度等級應(yīng)符合下列要求： （1）當(dāng)hwb4.0時，對一般梁， （4-14）對T形或工形截面簡支梁，當(dāng)有實踐經(jīng)驗時， （4-15） （2）當(dāng)hwb6.0（薄腹梁）

6、時， （4-16）（3）當(dāng)4.0hw/b6.0時，按直接內(nèi)插法取用。式中 V支座邊緣截面的剪力設(shè)計值； b矩形截面的寬度，T形或工形截面的腹板寬度； hw截面的腹板高度，矩形截面取有效高度h0，T形截面取有效高度減去翼緣高度h0-hf' ，工形截面取腹板凈高h(yuǎn) -hf' -hf。 對截面高度較大，控制裂縫開展寬度要求較嚴(yán)的構(gòu)件，即使hw/b6.0，其截面仍應(yīng)符合式(4-16)的要求。若式(4-14)或式(4-16)不能滿足時，應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土強度等級。2防止斜拉破壞的條件 上面討論的腹筋抗剪作用的計算，只是在箍筋和斜筋(彎起鋼筋)具有一定密度和一定數(shù)量時才有效。如腹筋

7、布置得過少過稀，即使計算上滿足要求，仍可能出現(xiàn)斜截面受剪承載力不足的情況。 （1）腹筋間距要求圖4-15 腹筋間距過大時產(chǎn)生的影響s1-支座邊緣到第一根斜筋或箍筋的距離s-斜筋或箍筋的間距如腹筋間距過大，有可能在兩根腹筋之間出現(xiàn)不與腹筋相交的斜裂縫，這時腹筋便無從發(fā)揮作用（圖4-15）。同時箍筋分布的疏密對斜裂縫開展寬度也有影響。采用較密的箍筋對抑制斜裂縫寬度有利。為此有必要對腹筋的最大間距smax作一限制，smax限值見表4-1。斜筋(彎起鋼筋)而言，間距是指一根斜筋的下彎點到后一根斜筋的上彎點之間的梁軸投影距離。在任何情況下，腹筋的間距s不得大于表4-1中的smax 數(shù)值；同時，從支座算起

8、第一根斜筋或第一根箍筋離開支座邊緣的距離s1也不得大于smax。表4-1 梁中箍筋的最大間距Smax(mm)項 次梁高h(yuǎn)(mm)12345150<h300300<h500500<h800800<h12001200<h150200250300350200300350400500 （2）配箍率要求 箍筋配置過少，一旦斜裂縫出現(xiàn)，由于箍筋的抗剪作用不足以替代斜裂縫發(fā)生前混凝土原有的作用，就會發(fā)生突然性的脆性破壞。為了防止發(fā)生剪跨比較大時的斜拉破壞，規(guī)范規(guī)定當(dāng)VVc/d時，箍筋的配置應(yīng)滿足它的最小配筋率要求u對級鋼筋，配筋率應(yīng)滿足 sv= Asv/(bs)svmin=0.

9、12% (4-l7) 對級鋼筋，配筋率應(yīng)滿足 sv= Asv/(bs)svmin=0.08% （4-18）式中 svmin箍筋的最小配筋率。表4-2梁中箍筋最小直徑（mm）梁高箍筋直徑468（五）斜截面抗剪計算步驟鋼筋混凝土梁一般先進(jìn)行正截面承載力設(shè)計，初步確定截面尺寸和縱向鋼筋后，再進(jìn)行斜截面受剪承載力設(shè)計計算。 1斜截面抗剪承載力設(shè)計 （1）作梁的剪力圖：計算剪力設(shè)計值時的計算跨度取構(gòu)件的凈跨度，即l0ln。 （2）驗算構(gòu)件截面尺寸是否滿足斜截面受剪承載力的要求：當(dāng)hwb4.0時，對一般梁，當(dāng)hwb6.0（薄腹梁）時， （3）按構(gòu)造要求設(shè)置腹筋：對于矩形、T形及工形截面的一般受彎構(gòu)件 （4

10、-19）對集中荷載為主的矩形截面獨立梁 （4-20） （4）如果式(4-19)或式(4-20)不滿足，說明需要按承載力計算配置腹筋。這時有兩種方式。1）只配箍筋。當(dāng)剪力完全由箍筋和混凝土承擔(dān)時，對矩形、T形和工形截面梁，由式(4-8)及式(4-12)可算得 （4-21）對集中荷載作用下的矩形截面獨立梁，由式(4-9)及式(4-12)可算得 （4-22） 計算出Asv/s值后，根據(jù)Asv=nAsv1可選定箍筋肢數(shù)n，單肢箍筋截面積Asv1，然后求出箍筋的間距s。注意，選用箍筋的直徑和間距應(yīng)分別滿足表4-2及表4-l的構(gòu)造要求。 2）既配箍筋又配彎起鋼筋當(dāng)需要配置彎起鋼筋、箍筋和混凝土共同承擔(dān)剪力

11、時，一般先選配一定數(shù)量的箍筋(n、Asv1、s) ，先配的箍筋一般按構(gòu)造和svmin要求選擇，全梁均布。然后按式(4-8)或式(4-9)計算出Vcs，再按式(4-13)計算彎起鋼筋截面面積（但若沒有鋼筋可彎起時，就適當(dāng)增加箍筋數(shù)量）。 （4-23）彎起鋼筋的計算一直要進(jìn)行到最后一排彎起鋼筋進(jìn)入Vcs/d的控制區(qū)段為止。 （六）斜截面抗剪承載力復(fù)核 對已經(jīng)設(shè)計或施工好了一個構(gòu)件，可按下述步驟驗算： （1）驗算配箍率，檢查腹筋位置是否滿足構(gòu)件要求。若配箍率sv svmin，或腹筋間距ssmax，則按式(4-8)或式(4-9)中的Vc計算受剪承載力Vu。 （2）若svsvmin，且ssmax ，則按式(4-8)、式(4-9)或式(4-11)計算受剪承載力Vu。 （3）用上面計算的Vu替代式(4-14)式(4-16)的V，驗算構(gòu)件截面尺寸和混凝土強度等級是否合適。若不滿足要求，則根據(jù)其中一式計算受剪承載力Vu。 （4）復(fù)核斜截面受剪承載力。驗算：計算截面的確定一般按圖4-16示原則：圖4-16受剪計算斜截面1）支座邊緣截面（1-1）；2）腹板寬度改變處截面