受彎構(gòu)件斜截面承載力課件

第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力受彎構(gòu)件在荷載作用下，同時產(chǎn)生彎矩和剪力。在彎矩區(qū)段，產(chǎn)生正截面受彎破壞，而在剪力較大的區(qū)段，則會產(chǎn)生斜截面受剪破壞?！啊钡诹率軓潣?gòu)件斜截面承載力§6.1概述6.1概述第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.1概述6.1.1斜截面承載力

包括斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力。6.1.2對斜截面承載力有影響的兩個參數(shù)剪跨比λ廣義剪跨比第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.1概述如：aaaaapppp12342pp2pa3pa2pp2pa3pa第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.1概述對均布荷載簡支梁均布荷載作用下的簡支梁，剪跨比λ與跨高比成正比，可用跨高比來反映梁斜截面的破壞形態(tài)和受剪承載力。allq第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.1概述配箍率ρsvssbAsv

配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；n

同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)；Asv1

單肢箍筋的截面面積；s

沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距；b

梁的寬度。6.1.3斜裂縫的形成FormationofDiagonalCracks③①②①②③第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.1概述③①②腹剪斜裂縫第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力常出現(xiàn)于薄腹梁或剪跨比較小的梁特征：裂縫中部寬，兩頭細(xì)，呈棗核狀6.1概述③①②①②③彎剪斜裂縫腹剪斜裂縫箍筋彎起鋼筋腹筋第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.1概述6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力§6.2受彎構(gòu)件斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理6.2.1無腹筋梁的受剪性能受剪承載力的組成VaTSCC斜裂縫頂部截面處外剪力：V外彎矩：M=Va抗力：Vc、Cc、Ts、Vd、Va★斜裂縫出現(xiàn)后，受剪面積的減小使受壓區(qū)混凝土剪力增大(剪壓區(qū))★斜裂縫出現(xiàn)前，支座附近截面a-a的鋼筋應(yīng)力ss與Ma成正比；MaMb第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力受力特點6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理★斜裂縫出現(xiàn)后，受剪面積的減小使受壓區(qū)混凝土剪力增大(剪壓區(qū))★斜裂縫出現(xiàn)前，支座附近截面a-a的鋼筋應(yīng)力ss與Ma成正比★斜裂縫出現(xiàn)后，截面a-a

的鋼筋應(yīng)力ss取決于臨界斜裂縫頂點截面b-b處的Mb，即與Mb成正比?！镆虼?，斜裂縫出現(xiàn)使支座附近的ss與跨中截面的ss相近，這對縱筋的錨固提出更高的要求?！锿瑫r，銷栓作用Vd使縱筋周圍的混凝土產(chǎn)生撕裂裂縫，削弱混凝土對縱筋的錨固作用。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力受力特點6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理受剪破壞形態(tài)第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力斜壓破壞

或剪壓破壞

或斜拉破壞

或6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理錄像錄像錄像■最后，拱頂處混凝土在剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的共同作用下，達(dá)到混凝土的復(fù)合受力下的強度而破壞。■部分拱作用，部分斜拉傳遞，取決于混凝土的復(fù)合應(yīng)力下（剪壓）的強度。Pf◆剪壓破壞■剪跨比較小，有一定拱作用

■斜裂縫出現(xiàn)后，部分荷載通過拱作用傳遞到支座，承載力沒有很快喪失，荷載可以繼續(xù)增加，并出現(xiàn)其它斜裂縫。剪壓破壞shearcompressionfailure第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理錄像◆斜拉破壞■剪跨比l較大，主壓應(yīng)力角度較小，拱作用較小?！黾袅χ饕揽坷瓚?yīng)力（梁作用）傳遞到支座，■一旦出現(xiàn)斜裂縫，就很快形成臨界斜裂縫，荷載傳遞路線被切斷，承載力急劇下降，脆性性質(zhì)顯著?！銎茐氖怯捎诨炷粒ㄐ毕颍├瓑囊鸬?，稱為斜拉破壞?！鲂崩瓊髁C構(gòu)，取決于混凝土的抗拉強度。Pf斜拉破壞diagonaltensionfailure第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理錄像無腹筋梁的受剪破壞都是脆性的

斜拉破壞為受拉脆性破壞，脆性性質(zhì)最顯著；

斜壓破壞為受壓脆性破壞；

剪壓破壞界于受拉和受壓脆性破壞之間。不同破壞形態(tài)的原因主要是由于傳力路徑的變化引起應(yīng)力狀態(tài)的不同而產(chǎn)生的。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理6.2.2有腹筋梁的受剪性能第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力受剪承載力的組成aVTSCCVSVSbVSaVSv斜裂縫頂部截面處外剪力：V外彎矩：M=Va抗力：Vc、Cc、Ts、Vd、Va、Vsv、Vsb6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力受力特點開裂前，與無腹筋梁的受力性能相近；

開裂后，腹筋應(yīng)力顯著增大，直接承擔(dān)部分剪力；腹筋限制裂縫的開展，增大剪壓區(qū)面積，提高剪壓區(qū)抗剪能力；

腹筋能提高骨料咬合作用，提高縱筋銷栓作用。6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理影響有腹筋梁破壞形態(tài)的主要因素有剪跨比l和配箍率rsv第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力受剪破壞形態(tài)斜壓破壞

破壞特征：剪壓區(qū)混凝土被壓碎，而箍筋尚未屈服。特點：梁的受剪承載力取決于構(gòu)件的截面尺寸和混凝土強度，抗剪能力較大，但脆性較大，工程中不允許出現(xiàn)。預(yù)防措施：控制最大配箍率或控制構(gòu)件的最小截面尺寸。6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力受剪破壞形態(tài)破壞特征：斜裂縫一出現(xiàn)，箍筋即達(dá)到屈服，箍筋對斜裂縫開展的約束作用不復(fù)存在，相當(dāng)于無腹筋梁。特點：梁的受剪承載力取決于混凝土的抗拉強度，抗剪能力小，屬于脆性破壞。預(yù)防措施：控制最小配箍率，并滿足最小直徑、最大間距的構(gòu)造要求。斜拉破壞

6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理⑵混凝土強度

◆當(dāng)剪跨比一定時，梁的受剪承載力隨混凝土強度的提高而增大；◆斜壓破壞的受剪承載力取決于混凝土的抗壓強度；剪壓破壞的受剪承載力取決于混凝土的壓剪復(fù)合受力強度；斜拉破壞的受剪承載力取決于混凝土的抗拉強度。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理⑶縱筋配筋率縱筋配筋率的提高可提高梁的抗剪能力。⑷箍筋配箍率及箍筋強度梁的斜截面受剪承載力隨配箍率與箍筋強度的乘積的增大而提高，兩者呈線性關(guān)系。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.2斜截面受剪的破壞形態(tài)和破壞機理⑸截面形狀——T形截面有受壓翼緣，增加了剪壓區(qū)的面積，對斜拉破壞和剪壓破壞的受剪承載力有提高（20%），但對斜壓破壞的受剪承載力并沒有提高。⑹尺寸效應(yīng)——梁高度很大時，撕裂裂縫比較明顯，銷栓作用大大降低，斜裂縫寬度也較大，削弱了骨料咬合作用。試驗表明，在保持參數(shù)fc、r、l相同的情況下，截面尺寸增加4倍，受剪承載力降低25%~30%。對于高度較大的梁，配置梁腹縱筋，可控制斜裂縫的開展。配置腹筋后，尺寸效應(yīng)的影響減小。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算§6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算6.3.1計算原理《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的受剪承載力計算公式是依據(jù)剪壓破壞特征建立的?；炯俣ǎ郝匀タv筋數(shù)量對受剪承載力的影響；略去鋼筋銷栓力Vd和骨料咬合力Va，則對于配有箍筋和彎起鋼筋的簡支梁，斜截面上的抗剪力V=Vc+Vsv+Vsb；剪壓破壞時，與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋均屈服；承受集中荷載為主的矩形截面獨立梁應(yīng)考慮剪跨比λ的影響。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3.2計算公式無腹筋梁斜截面受剪承載力不配置箍筋和彎起鋼筋的一般單向板類構(gòu)件的受剪承載力計算公式Vc=0.7bh

ftbh0當(dāng)h0小于800mm時取h0=800mm當(dāng)h0≥2000mm時取h0=2000mm注：斜截面破壞具有明顯的脆性，《規(guī)范》規(guī)定，只有截面高度小于150mm的小梁，才允許使用無腹筋梁。6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力僅配置箍筋梁的斜截面受剪承載力矩形、T形和工形截面的一般受彎構(gòu)件只要確定了、，受剪承載力公式即可確定。6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算矩形、T形和工形截面的一般受彎構(gòu)件第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力根據(jù)試驗曲線，得。6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力集中荷載作用下的獨立梁6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算矩形、T形和工形截面的一般受彎構(gòu)件集中荷載作用下的獨立梁第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力注：λ為計算截面的剪跨比

λ<1.5時，取λ=1.5；λ>3時，取λ=36.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算矩形、T形和工形截面的一般受彎構(gòu)件集中荷載作用下的獨立梁第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力為彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角。一般為45°,當(dāng)梁高大于800mm時，一般為60°。6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算截面限制條件為防止斜壓破壞，箍筋不能配得太多，或者說截面尺寸不能太小，《規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)4￡bhw時，

025.0bhfVccb￡當(dāng)63bhw時，

020.0bhfVccb￡當(dāng)64<<bhw時，按直線內(nèi)插法取用。bc為高強混凝土的強度折減系數(shù)，當(dāng)fcu,k≤50N/mm2時，bc=1.0，當(dāng)fcu,k=80N/mm2時bc=0.8，其間線性插值。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3.3抗剪承載力公式的適用條件6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算hw=h0hw=h0-hf'hf’hw=h0-hf'-hfhf'hfhw截面腹板高度◆當(dāng)配箍率小于一定值時或箍筋間距過大時，會發(fā)生斜拉破壞。◆當(dāng)剪跨比較大時，可能產(chǎn)生斜拉破壞。◆為防止這種少筋破壞，《規(guī)范》規(guī)定當(dāng)V>0.7ftbh0時，配箍率應(yīng)滿足第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算最小配箍率和構(gòu)造配箍同時應(yīng)滿足箍筋的最小直徑和最大間距等的構(gòu)造要求。對矩形、T形和工形截面的一般受彎構(gòu)件，當(dāng)符合下列條件：第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算集中荷載為主的矩形、T形和工形截面的獨立梁，當(dāng)符合下列條件：均可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計算（即不按計算配箍），但應(yīng)按構(gòu)造配置箍筋。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算⑴支座邊緣截面（1-1）；⑵腹板寬度改變處截面（2-2）；⑶箍筋直徑或間距改變處截面（3-3）；⑷受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面（4-4）。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算6.3.4斜截面受剪承載力的位置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。

◆具體計算步驟如下：⑴驗算截面限制條件，如不滿足應(yīng)？⑵如V<0.7ftbh0，？⑶如0.25fcbh0>V>0.7ftbh0，？一般受彎構(gòu)件集中荷載作用下的獨立梁⑷根據(jù)Asv/s計算值確定箍筋肢數(shù)、直徑和間距，并應(yīng)滿足最小配箍率、箍筋最大間距和箍筋最小直徑的要求。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算6.3.5計算方法即配箍筋又配彎起鋼筋當(dāng)剪力較大時，可利用縱筋彎起與斜裂縫相交來提高受剪承載力。a為彎起鋼筋與構(gòu)件軸線的夾角，一般取45~60°。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算為防止彎筋間距太大，出現(xiàn)不與彎筋相交的斜裂縫，使彎筋不能發(fā)揮作用，《規(guī)范》規(guī)定當(dāng)按計算要求配置彎筋時，前一排彎起點至后一排彎終點的距離不應(yīng)大于表中V>0.7ftbh0欄的最大箍筋間距smax的規(guī)定。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.3受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算6.4.1斜截面受彎承載力

第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施§6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施斜截面承載力包括斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力。對剪壓區(qū)合力點O取矩，斜截面受彎承載力應(yīng)滿足下式：通常斜截面受彎承載力是不進(jìn)行計算的，而是用梁內(nèi)縱向鋼筋的彎起、截斷、錨固及箍筋的間距等構(gòu)造措施來保證。6.4.2縱筋的彎起

為節(jié)約鋼材，可根據(jù)設(shè)計彎矩圖的變化將鋼筋彎起作受剪鋼筋或截斷。但鋼筋的彎起和截斷均應(yīng)滿足受彎承載力的要求。1、抵抗彎矩圖第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施沿梁長各正截面按實際配置的縱筋計算的抵抗彎矩的圖形，稱為材料抵抗彎矩圖MR。q2f251f22M圖MR圖≥M圖2f251f22Mmax2、縱筋的彎起位置根據(jù)M圖的變化將鋼筋彎起時需繪制MR圖，使得MR圖包住M圖，以滿足受彎承載力的要求。按每根(或每組)鋼筋的的面積比例劃分出各根(或各組)鋼筋的所提供的受彎承載力Mui，Mui可近似取第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施考慮到斜裂縫出現(xiàn)的可能性，鋼筋彎起時還應(yīng)滿足斜截面受彎承載力的要求。zb≥z第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施

當(dāng)彎起鋼筋作為抗剪腹筋時，其間距還應(yīng)滿足抗剪的構(gòu)造要求，同時彎折終點應(yīng)有一直線段錨固長度，當(dāng)直線段位于受拉區(qū)時，直線段長度不小于20d；當(dāng)直線段位于受壓區(qū)時，直線段長度不小于10d。

當(dāng)彎起鋼筋不能同時滿足正截面和斜截面的承載力要求時，可單獨設(shè)置僅作為受剪的彎起鋼筋，但必須在集中荷載或支座兩側(cè)均設(shè)置彎起鋼筋，這種彎起鋼筋稱為“鴨筋”。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施彎起鋼筋要求小結(jié)：1、滿足正截面受彎承載力要求

MR圖≥M圖2、滿足斜截面受彎承載力要求

彎起點至充分利用點距離≥0.5h03、滿足斜截面受剪承載力要求和構(gòu)造要求第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施6.4.3鋼筋的截斷◆受彎構(gòu)件的縱向鋼筋由控制截面處最大彎矩計算確定的?！舾鶕?jù)設(shè)計彎矩圖的變化，可以在彎矩較小的區(qū)段將一部分縱筋截斷?！舻谡龔澗貐^(qū)段，彎矩圖變化比較平緩，同時鋼筋應(yīng)力隨彎矩變化產(chǎn)生的粘結(jié)應(yīng)力，加上錨固鋼筋所需要的粘結(jié)應(yīng)力，因此錨固長度很長，通常已基本接近支座，截斷鋼筋意義不大。因此，一般不在跨中受拉區(qū)將鋼筋截斷。◆對于連續(xù)梁、框架梁中間連續(xù)支座負(fù)彎矩區(qū)段的上部受拉鋼筋，可根據(jù)彎矩圖的變化分批將鋼筋截斷?！艚財噤摻畋仨氂凶銐虻腻^固長度，但這里的錨固與鋼筋在支座或節(jié)點內(nèi)的錨固受力情況不同，因為要考慮斜裂縫對鋼筋應(yīng)力的影響、彎剪共同作用的影響、彎矩圖變化情況的影響、以及無支座壓力的影響。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施延伸長度ld(developmentlength)鋼筋截斷點到計算最大負(fù)彎矩截面的距離。⑴V<0.7ftbh0：當(dāng)最大負(fù)彎矩較小時，鋼筋可一次全部截斷?！?/p>

a點為鋼筋的充分利用點◆

b點為全部鋼筋的不需要點（理論斷點）◆

c點為鋼筋實際截斷點由于ab間還有一段彎矩變化區(qū)，實際截斷點c到鋼筋充分利用點a的錨固長度（即延伸長度ld）要求比基本錨固長度la大。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施延伸長度ld(developmentlength)鋼筋截斷點到計算最大負(fù)彎矩截面的距離。⑴V<0.7ftbh0：當(dāng)最大負(fù)彎矩較小時，鋼筋可一次全部截斷?！?/p>

a點為鋼筋的充分利用點◆

b點為全部鋼筋的不需要點（理論斷點）◆

c點為鋼筋實際截斷點第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施當(dāng)彎矩較大時，鋼筋可分批截斷第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施⑵V≥0.7ftbh0第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施

由于剪力較大可能產(chǎn)生斜裂縫，鋼筋強度充分利用點由a點移至斜裂縫與縱筋相交處a‘

點，同時受彎矩分布影響，鋼筋強度充分利用點可能還會向右偏移。一次截斷情況第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施鋼筋分批截斷情況第一批截斷鋼筋其他截斷鋼筋最后一批截斷鋼筋各批截斷鋼筋的配筋百分率不宜超過1.2%。第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施如分批截斷第一批截斷鋼筋其他截斷鋼筋最后一批截斷鋼筋不少于兩根，伸到懸臂端并向下彎折不小于12d懸臂梁的負(fù)彎矩鋼筋，一般將鋼筋全部伸到懸臂端，并向下彎折不小于12d第六章受彎構(gòu)件斜截面承載力6.4保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施◆錨固區(qū)箍筋要求《規(guī)范》規(guī)定在受力鋼筋錨固長度范圍內(nèi)箍筋的直徑不小于0.25d（或0.25de），箍筋間距不大于10d，采用機械錨固措施時不應(yīng)大于5d，在錨固長度范圍內(nèi)箍筋的數(shù)量不少于二個。簡支支座錨固要求支座處有橫向壓應(yīng)力，使粘結(jié)作用得到改善。因此支座處的錨固長度