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第4章受弯构件斜截面承载力

• 5、斜截面上的骨料咬合力,对无腹筋梁的受剪承载力影 响较大
• 6、截面尺寸和形状
(1)截面尺寸:截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力有影响, 尺寸寸小大的的构构件件要,降破低坏。时有的试平验均表剪明应,力在(其他τ=V参/b数h0()混,凝比土尺 强度、纵筋配筋率、剪跨比)保持不变时,梁高扩大4倍, 平均剪应力可下降25%~30%。
(4)不考虑截面尺寸的影响。截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件,故 仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。
(5)仅在计算承受集中荷载为主的梁时才考虑λ的影响
• 2、计算公式:(矩形、T形、I形截面) (1)均布荷载,仅配箍筋
V u V cs 0 .7ftb0h 1 .2f5 yv A s sv h 0
(2)集中荷载(75%以上),仅配箍筋
V u V cs 1 .7 1 .0 5 ftb0 h 1 .0 fyv A s sv h 0
λ<1.5 取λ=1.5 (3)设有弯起筋时
λ>3 取λ=3
Vu VcsVsb
Vsb0.8fyA sbsins
(4)计算公式的适用范围 ▪ 1)截面的最小尺寸(避免斜压破坏)
❖4.2.3 斜截面受剪破坏的三种主要形态
1、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
从上图可见破坏形态与λ有重要关系,根据λ的不同可分为: (1)斜压破坏:λ<1 (2)剪压破坏:1≤λ≤3 (3)斜拉破坏:λ>3
1)斜拉破坏:当剪跨比较大(λ>3)时,或箍筋配置不 足时出现。此破坏系由梁中主拉应力所致,其特点是斜 裂缝一出现梁即破坏,破坏呈明显脆性,类似于正截面 承载力中的少筋破坏。其特点是当垂直裂缝一出现,就 迅速向受压区斜向伸展,斜截面承载力随之丧失。
对于有腹筋梁,截面尺寸的影响将减小。
(2)截面形状:T形梁的翼缘大小对受剪承载力有一定影 响。适当增加翼缘宽度,可提高受剪承载力25%,但翼缘 过大,增大作用就趋于平缓。另外,加大梁宽也可提高 受剪承载力。
❖4.4.2 斜截面受剪承载力计算公式
斜压破坏:限制截面尺寸来防止;
斜拉破坏:满足最小配箍率和构造要求来防止;
2、砼强度
斜截面破坏是因混凝土到达极限强度而发生的,故斜截面 受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。梁斜压破 坏时,受剪承载力取决于混凝土的抗压强度。梁为斜拉破 坏时,受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度,而抗拉强度 的增加较抗压强度来得缓慢,故混凝土强度的影响就略小。 剪压破坏时,混凝土强度的影响则居于上述两者之间。
斜压破坏
3)剪压破坏:当剪跨比一般(1<λ<3)时,箍筋配置适 中时出现。此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合 作用所致,类似于正截面承载力中的适筋破坏,也属脆 性破坏,但脆性不如前两种破坏明显。其破坏的特征通 常是,在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些垂直裂缝, 它们沿竖向延伸一小段长度后,就斜向延伸形成一些斜 裂缝,而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝,称为 临界斜裂缝,临界斜裂缝出现后迅速延伸,使斜截面剪 压区的高度缩小,最后导致剪压区的混凝土破坏,使斜 截面丧失承载力。
2
V sb 0 .8A sb fysis n0 .8 3.8 1 3 00 2 064N 49
砼和箍筋承担的剪力:
V cs V V sb 16 0 62 4 0 4 90 9 5N 5 705
选φ6200,则
V c s0 .7 ftb0 h 1 .2fy 5 v n s A s1 v h 10N 6 9 15 N 57 4
当 h080m0时 m , h08 取 0m0;m 当 h020m 0时 0 m , h02 取 0m 0;0 m
(6)连续梁的抗剪性能及受剪承载力的计算与简支梁相同。
§4.5 斜截面受剪承载力的设计计算
❖ 4.5.1 设计计算
• 1、设计计算方法和计算截面
V Vu
1-1:剪力值最大;
2-2:弯起筋弯起点;
而在剪力和弯矩共 同作用的支座附近区 段内,则会产生斜截 面受剪破坏或斜截面 受弯破坏。
箍筋、弯起钢筋统称为腹筋,在工程设计中一般先选 用箍筋,然后再考虑弯起钢筋。
§4.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态
❖4.2.1 斜裂缝
斜裂缝是因梁中弯矩和 剪力产生的主拉应变超 过混凝土的极限拉应变 而出现的。斜裂缝主要 有两类:腹剪斜裂缝和 弯剪斜裂缝。
第4章 受弯构件的斜截面承载力
§4.1 概述
✓ 斜截面承载力主要是指斜截面受剪承载力和斜 截面受弯承载力。
✓ 斜截面受剪承载力:通过计算来满足; ✓ 斜截面受弯承载力:通过构造要求来满足 ✓ 一般板具有足够的斜截面承载力,所以主要是
对梁和厚板。
剪弯段 纯弯段 剪弯段
在主要承受弯矩的区 段内,产生正截面受弯 破坏;
3、箍筋配筋率和箍筋强度对斜截面受剪承载力的影响 有腹筋梁出现斜裂缝后,箍筋不仅直接承受相当部分
的剪力,而且有效地抑制斜裂缝的开展和延伸,对提高剪 压区混凝土的抗剪能力和纵向钢筋的销栓作用有着积极的 影响。试验表明,在配箍最适当的范围内,梁的受剪承载 力随配箍量的增多、箍筋强度的提高而有较大幅度的增长。
(3)验算是否计算配箍筋
0.7ftbh0=0.7×1.1×200×465=71610N<V 需要计算配箍 (4)只配箍筋 则
V0.7ftb0h1.25fyvnsAsv1h0
160 200.7 01.1200465 1.2 5210nAsv1465 s
n A s1 v 16 0 72 10 6 0 .0 7 1m 2 02 6 /m mm s 1 .2 5 2 14065
配箍量一般用配箍率(又称箍筋配筋率)ρ 表示, sv

svA bssvnbAssv1
如图表示配箍率 与箍筋强度fyv的乘积对 梁受剪承载力的影响。 当其它条件相同时,两 者大体成线性关系。如 前所述,剪切破坏属脆 性破坏。为了提高斜截 面的延性,不宜采用高 强度钢筋作箍筋。
• 4、纵筋配筋率
∵纵筋产生销拴力,约束了斜裂缝长度的延伸,从而增大了 剪压区面积∴纵筋配筋率越大,梁的受剪承载力越高。
❖ 4.2.2 剪跨比
剪跨比λ为集中荷载到临 近支座的距离a与梁截面 有效高度h0的比值。 广义剪跨比为该截面上 弯矩M与剪力和截面有 效高度乘积的比值,即 λ =M/(Vh0) 集中荷载:λ=a/h0 均布荷载:λ可表示为跨高 比l/h0的函数 所以λ反映了弯矩与剪力 的相对比值,影响斜截 面受剪破坏形态和承载 力。
(一般仅须配箍筋,不能满足时再配弯起筋)
o 5)判别最小配箍率。
如不满足,按最小配箍率配筋。
计算例题
[例] 一钢筋砼矩形截面简支梁如图,砼C20
(ft=1.1N/mm2 fyv=210N/mm2
fc=9.6N/mm2),钢筋fy=300N/mm2,
求:箍筋和弯起筋的数量
[解]
(1)求剪力设计值
支座边缘处:
V u V c s 0 . 7 f t b 0 1 . h 2 f yA 5 s v sh v 0 0 . 7 f t b 0 1 . h 2 s m 5 v f y b iv 0 n 1 h . 0 f t b 0 h
(5)厚板的计算公式:
Vu 0.7hftbh0
其中:
h
(800)1/4 h0
斜拉破坏
2)斜压破坏:当剪跨比较小(λ<1)时,或箍筋配置过 多时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致,类似于正 截面承载力中的超筋破坏,表现为混凝土压碎,也呈明 显脆性,但不如斜拉破坏明显。这种破坏多数发生在剪 力大而弯矩小的区段,以及梁腹板很薄的T形截面或工 字形截面梁内。破坏时,混凝土被腹剪斜裂缝分割成若 干个斜向短柱而被压坏,破坏是突然发生。
§4.3 简支梁斜截面受剪机理
❖4.3.1 带拉杆的梳形拱模型
用于无腹筋梁
❖4.3.2 拱形桁架模型
适用于有腹筋梁
❖4.3.3 桁架模型
适用于有腹筋梁
§4.4 斜截面受剪承载力计算公式
❖ 4.4.1 影响斜截面受剪承载力的主要因素
• 1、剪跨比(λ) 试验表明,剪跨比越大,有腹筋梁的抗剪承载力越低,如 图所示。对无腹筋梁来说,剪跨比越大,抗剪承载力也越 低,但当λ≥3 ,剪跨比的影响不再明显
hw b
4(厚腹梁,即一般梁)V0.25cfcb0h
hw 6(薄腹梁) b
V0.2cfcb0h
当4.0< h w <6.0时 b
V0.02(154hbw)cfcb0h
βc =1.0(C50以下);βc=0.8(C80),其间按内插法。
▪ 2)箍筋最小配箍率(避免斜拉破坏)
svmin
0.24
ft fyv
Vc
剪压破坏:通过计算防止。 以下各项计算主要针对剪压破坏
•1、基本假设:
Vu
Vs Vsb
受剪承载力的组成
(1剪抗)能剪Vu力能=V力Vc+c,VVss+b与三Vs斜b部;裂假分缝定所相梁组交的成的斜。箍截筋面的受抗剪剪承能载力力VVsu和由与斜斜裂裂缝缝上相剪交压的区弯混起凝钢土筋的的抗
∵箍筋的存在,抑制了斜裂缝的开展,提高力砼的抗剪承载力
在剪弯区段截面的下边缘,主拉应力还是水平 向的。所以,在这些区段仍可能首先出一些较 短的垂直裂缝,然后延伸成斜裂缝,向集中荷 载作用点发展,这种由垂直裂缝引伸而成的斜 裂缝的总体,称为弯剪斜裂缝,这种裂缝上细 下宽,是最常见的
在中和轴附近,正应力 小,剪应力大,主拉应 力方向大致为45°。当 荷载增大,拉应变达到 混凝土的极限拉应变值 时,混凝土开裂,沿主 压应力迹线产生腹部的 斜裂缝,称为腹剪斜裂 缝。
Vmax=1/2ql =0.5×90×3.56=160.2kN
(2)验算截面尺寸
hw=h0=465mm,hw/b=465/200=2.325<4 属厚腹梁
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