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05b斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围


1、截面的最小尺寸(上限值)
当梁截面尺寸过小,而剪力较大时,梁往往发生斜压破 坏,这时,即使多配箍筋,也无济于事。 设计时为避免斜压破坏,同时也为了防止梁在使用阶段 斜裂缝过宽(主要是薄腹梁),必须对梁的截面尺寸作如下 的规定: hw 当 ≤4.0时,属于一般的梁,应满足 b
V 0.25c f cbh0
hw 当 ≥6.0时,属于薄腹梁,应满足 b
V 0.2 c f cbh0
hw 当4.0< <6.0时,直线插值 b
2、箍筋的最小含量(下限值)
箍筋配量过少,一旦斜裂缝出现,箍筋中突然增 大的拉应力很可能达到屈服强度,造成裂缝的加速开 展,甚至箍筋被拉断,而导致斜拉破坏。 为了避免发生斜拉破坏,《规范》规定,箍筋最 小配筋率为 :
(2)配有箍筋和弯起钢筋 配有箍筋和弯起钢 筋时梁的斜截面受剪承 载力,其斜截面承载力 设计表达式为:
V Vcs 0.8 f y Asb sin
0.8 ––– 应力不均匀系数
––– 弯筋与梁纵轴的夹角,一般取45,
h 大于或等于 800mm时取60
(三)计算公式的适用 范围
1、截面的最小尺寸 2、箍筋的最小含量 3、箍筋间距的构造要求 4、弯起钢筋的弯终点的构造要求
1.75 Vc h f t bh0 1.0
λ :计算剪跨比 当λ <1. 5时,取λ =1. 5;
当λ >3时,取λ =3
2、无腹筋梁受剪承载力的计算公式
3、有腹筋梁受剪承载力的计算公式
(1)仅配箍筋 A:均布荷载作用下矩形、T形和I形截面的简支 梁,斜截面受剪承载力的计算公式 :
Asv Vu Vcs 0.7 f t bh0 f yv h0 s
注:这里所指的均布荷载,也包括作用有多种荷载, 但其中集中荷载对支座边缘截面或节点边缘所产生 的剪力值应小于总剪力值75%。
3、有腹筋梁受剪承载力的计算公式
(1)仅配箍筋 B:集中荷载作用下的矩形、T形和I形截面独立简 支梁(包括作用有多种荷载,但其中集中荷载对支座 边缘截面或节点边缘所产生的剪力值应占总剪力值75 %以上) ,斜截面受剪承载力的计算公式:
第五章
受弯构件的斜截面 承载力
受弯构件斜截面的受力特点与破坏形态 斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围 斜截面受剪承载力设计计算与应用
二、斜截面受剪承载力 的计算公式与适用范围
(一)斜截面受剪破坏的主要影响因素
(二)斜截面受剪承载力的计算公式
(三)斜截面受剪承载力的计算公式的适用范围
(一)斜截面受剪破坏 的主要影响因素
Vu=Vcs+Vsb
1、基本假设
( 2 )梁剪压破坏时,与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的 拉应力都达到其屈服强度,但要考虑拉应力可能不均匀, 特别是靠近剪压区的箍筋有可能达不到屈服强度。 ( 3 )斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力,在无腹筋 梁中的作用还比较显著,两者承受的剪力可达总剪力的 50%~90%,但试验表明在有腹筋梁中,它们所承受的剪力 仅占总剪力的20%左右。 ( 4 )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 )剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一,但为 了计算公式应用简便,仅在计算受集中荷载为主的梁时才 考虑了λ 的影响。
s v,min
nAsv1 ft 0.24 bs f yv
3、箍筋间距的构造要求
箍筋的间距如果过大,就有可能会出现斜裂缝不 与箍筋相交的情况,箍筋就不能发挥作用,因此,规 范中规定了箍筋的最大间距。 梁中箍筋的最大间距
梁高h 150<h≤300 300<h≤500 500<h≤800 h>800 V>0. 7ft bh0 150 200 250 300 V≤0. 7ft bh0 200 300 350 400
随着剪跨比λ的增加,无腹筋梁的受剪 承载力则逐步减弱。
当λ≥3 ,剪跨比的影响不再明显。
1、剪跨比 (3)与有腹筋梁中配箍的关系 低配箍时: 剪跨比对受剪承载力的影响大; 中等配箍时: 剪跨比对受剪承载力的影响次之; 高配箍时: 剪跨比对受剪承载力的影响小。
2、混凝土强度
2、混凝土强度
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。 (1)梁斜压破坏时,受剪承载力取决于混凝土的 抗压强度,混凝土强度的影响大。
800 h ( ) h0
1 4
h
——截面高度影响系数。
当h0小于800mm时,取h0等于800mm; 当h0大于2000mm时,取h0等于2算公式
(2)对集中荷载作用下的独立梁(也包括作用有 多种荷载,但其中集中荷载对支座边缘截面或节点边 缘所产生的剪力值应占总剪力值75%以上)。
Asv 1.75 Vu Vcs f t bh0 f yv h0 1.0 s
当λ<1. 5时,取λ=1. 5;当λ>3时,取λ=3,因而, 第一项的系数1.75/(λ+1.0)在0.7-0.44之间,说明 随着剪跨比的增大,梁的受剪承载力降低。
3、有腹筋梁受剪承载力的计算公式
s
s
b
(a)单肢箍;(b)双支箍;(c)四肢箍
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。 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。 为了提高斜截面的延 性,不宜采用高强度钢筋 作箍筋。
( 2 )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小。 ( 3 )剪压破坏时,混凝土强度的影响则居于上述 两者之间。
3、箍筋配箍率
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。 配箍量一般用配箍率(又称箍筋配筋率) ρ 即:
2、无腹筋梁受剪承载力的计算公式
当λ=1. 5------y=0.70 当λ=3.0 ------y=0.44
1.75 y 1.0
2、无腹筋梁受剪承载力的计算公式
2、无腹筋梁受剪承载力的计算公式
(1)不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件, 其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算 :
V 0.7 h f t bh0
(二)斜截面受剪承载 力的计算公式
1、基本假设
2、无腹筋梁受剪承载力的计算公式
3、有腹筋梁受剪承载力的计算公式
1、基本假设
( 1 )假定梁的斜截面受剪承载力 由三部分所组成: Vc Vs Vsb
Vu= Vc +Vsv+Vsb
Vu
受剪承载力的组成 Vc:斜裂缝上混凝土剪压区所承受的剪力设计值 Vsv :与斜裂缝相交的箍筋所承受的剪力设计值 Vsb :与斜裂缝相交的弯起钢筋所承受的剪力设计值 令Vcs为箍筋和混凝土共同承受的剪力,即 Vcs=Vc+Vsv 则
sv 表示,
Asv n Asv1 sv bs bs
3、箍筋配箍率
Asv n Asv1 sv bs bs
Asv —配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积;
n —同一截面内箍筋的肢数;
Asv1—单肢箍筋的截面面积; s —沿构件长度方向箍筋的间距;
b —梁的宽度。
Asv1
4、弯起钢筋的弯终点的构造要求
弯起钢筋的弯终点到支座边或前一排弯终点到后 一排弯起钢筋弯起点之间的距离,都不应大于箍筋的 最大间距。这一要求是为了使每根弯起钢筋都能与斜 裂缝相交,以保证斜截面的受剪和受弯承载力。
集中荷载作用 均布荷载作用
Vcs A 1.75 f t bh0 f yv sv h0 1.0 s
Asv Vcs 0.7 f t bh0 f yv h0 s
Asv Vcs cv f t bh0 f yv h0 s
3、有腹筋梁受剪承载力的计算公式
1、剪跨比 2、混凝土强度 3、箍筋配箍率 4、纵筋配筋率
5、斜截面上的骨料咬合力
6、截面尺寸和形状
1、剪跨比 (1)对破坏形态的影响
随着剪跨比λ的增加,梁的破坏形态按
斜压(λ< l)
剪压(1<λ<3)
斜拉(λ>3) 的顺序演变,其受剪承载力则逐步减弱。
1、剪跨比
(2)对无腹筋梁受剪承载力的影响
试验表明,在其他参数(混凝土强度、纵筋配筋率、剪跨 比)保持不变时,梁高扩大4倍,破坏时的平均剪应力可下降 25%~30%。 对于有腹筋梁,截面尺寸的影响将减小。 (2)截面形状的影响 T形截面梁,其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,梁宽增厚也可提高受剪承载力。
4、纵筋配筋率
试验表明,梁的受剪承载力随纵向钢筋配筋率 ρ的提 高而增大 。这主要是纵向受拉钢筋约束了斜裂缝长度的延 伸,从而增大了剪压区面积的作用。
5、斜截面上的骨料咬合力
开裂前,有一定的影响; 开裂后,影响很小。
6、截面尺寸和形状
(1)截面尺寸的影响 无腹筋梁:
截面尺寸增加,平均剪应力(τ=V/bh0)减小。
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