第五章 型钢混凝土结构
(5.31)
钢箍承担的剪力:均布荷载
集中荷载
0.58 为型钢的抗力系数
(5.32)
(5.33)
A sv V 0 . 8 fyv h sv 0 S
在试验的基础上回归分析,并参考到可靠指标的要求,得出:
均布荷载作用下的矩形梁,以及T形梁工字形梁
A sv V 0 . 07 f bh 0 . 58 f t h 1 . 2 f (5.34) c 0 s w w yv h 0 S
注:亦可将式右边第一项 当 当
0.07 fcbh 0 改为 0.5
0.7 ft bh0 0.5
1 .5 时,取 1 .5; 2 .5时,取 2 .5。
抗震设计时,均布荷载作用下
A 1 sv V ( 0 . 056 f bh 0 . 58 f t h f )(5.36) u c 0 s w w yv h 0 S RE
5.3.3 配实腹式型钢的抗剪承载力计算
斜压破坏的型钢混凝土梁,在剪切破坏前大致平行的斜裂缝将剪跨区
的混凝土分割成若干斜压杆。混凝土和型钢腹板一起参加斜压杆工作。 由于斜压杆主要传递轴向压力,因此全梁犹如一个拱,斜压杆作为传递
压力拱圈,型钢受拉翼缘及纵向受拉钢筋作为拱的拉杆,因此,剪切斜
压破坏可假定为拉拱作用机理。 弯曲剪切破坏的应力见图4.34 梁的抗剪承载力计算公式 混凝土抗力 其中
第五章 型钢混凝土结构 —Steel Reinforced Concrete Structures
主讲:程安春
5.3 型钢混凝土梁斜截面承载能力分析
5.3.1 试验研究与破坏形态
型钢混凝土梁的剪切破坏形态一般有三类: 1 .5 1.剪切斜压破坏:一般当剪跨比很小( )时发生; 2. 剪切粘结破坏: 这是因为型钢混凝土构件中,型钢与混凝土粘结力差 是其薄弱环节,因此当剪跨比较小时,有时会发生剪切粘结破坏,产生 剪切粘结破坏裂缝 。
配置箍筋能增加对混凝土的约束,对防止粘结破坏有利。
对受均布荷载的梁,由于梁上有荷载“压迫”作用,所以保护层不易 发生粘结剥落。 3. 弯剪破坏(剪压破坏):当剪跨比较大时( 2 )发生剪压破坏, 先由弯矩影响产生垂直裂缝,随剪力增加发展为斜裂缝,最后剪压区混 凝土压碎而破坏。
5.3.2 影响梁抗剪能力的因素
集中荷载作用下:
A 10 . 056 1 . 3 sv V ( f bh f t h f ) u c 0 s w w yv h 0 0 . 5 1 . 5 S RE
RE 剪切抗力调整系数,
设计时应有:
且应有:
(5.37)
V Vu
,截面限制条件比钢筋混凝土梁略松。 V0 .4f bh c 0
越小( M 影响越小)抗剪强度较高, 越大( M 影响越大)抗
剪强度越低。 2.加载方式:均布荷载作用下,粘结力较好,抗剪强度高,同时剪跨比 对其影响不大;集中荷载作用下,抗剪强度较低,同时剪跨比对其影响 明显。 3.混凝土的强度等级:混凝土强度影响到斜压杆强度,剪压区强度以及 粘结力等。
所以剪跨比不仅影响到构件抗剪强度,而且影响到破坏形态,一般
4.含钢率与型钢强度:含钢率越高,型钢强度越高,抗剪能力越大。
5.宽度比: b f / 在一定范围内越大,型钢约束的混凝土相对较多,梁的抗 b 剪强度与变形能力提高。 6.型钢翼缘的保护层:保护层太小,易发生粘结破坏,产生较大滑移。
7.含箍率:钢箍本身承担剪力,且能约束混凝土,因此使抗剪能力提高, 因此在配实腹钢的型钢混凝土构件,必须配置必要的钢箍。
同样设计时应有: 以及应有: 符号:
V Vu
V0 .4fcbh 0
h 受拉角钢重心到混凝土受压边缘的距离; 0 f sw 竖腹板与斜腹杆的抗拉设计强度;
Awv 同一截面内竖腹杆截面面积总和;
Aw与斜裂缝相交的斜腹杆面积的总和; I
S竖腹杆的中心距;
a w 斜腹杆与水平轴夹角。
同样,在抗震设计时:
均布荷载
A 1 wv V ( 0 . 56 f bh 1 . 2 f A wI f ) u c 0 sw h 0 ssin w w S RE
5.3.3 配角钢骨架梁的抗剪承载力计算
均布荷载作用下的矩形梁、以及T形梁、工字梁:
A wv V 0 . 07 f bh 1 . 5 f A f sin a w (5.38) c 0 sw h 0 wI sw S
集中荷载作用下的矩形独立梁:
当
A 0 . 2 wv V f bh 1 . 2 f A wI f sin a w(5.39) c 0 sw h 0 sw 1 . 5 S 时,取 ;当 时,取 。 2 .5 2 .5 1 .5 1 .5
1.剪跨比:
M 实际反映了弯剪共同作用时,弯矩与剪力作用所 Vh
占比例。
越大说明以弯矩为主, 越小说明以剪力为主。
1 . 5 ~ 2 . 0 发生剪切斜压破坏, 发生剪切粘结破坏, 2 . 0 ~ 3 . 0 1 .5 发生弯曲剪切破坏(剪压破坏), 3 发生弯曲破坏。 .0
0.07fcbh 0 改为
0.7 ft bh 0
注:或将式右边第一项
其中, t w , h w为型钢腹板厚度与高度,
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f s 为型钢抗拉强度设计值,其余符号用同《混凝土规范》。
上式中,第一项为混凝土的抗力;第二项为型钢的抗力(只考虑腹 板作用);第三项为钢箍的作用。 在集中荷载作用下的独立矩形梁:
A 0 . 07 1 . 3 sv V f bh f t h f c 0 s w w yv h 0 (5.35) 0 . 5 1 . 5 S
V V V V c sw sv
V fcbh c 0
(5.29)
为混凝土的抗力系数。
(5.30)
vc
1
vsw v vsf vsv c
图 4.8 弯 曲 剪 切 破 坏 时 的 应 力 图 形
图5.14 弯曲剪切破坏时的应力图形
型钢腹板的抗力
V fstw h sw w
A sv V 1 . 2 fyvh sv 0 S