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第5章-1-2 框架梁抗剪设计


梁斜截面受剪承载力验算
无地震作用组合:Vb 有地震作用组合:Vb 1 (0.7 f t bh0 1.25 f yv Asy s Asy s h0 ) h0 ) (6 4 a ) (6 4b)
RE
(0.42 f t bh0 1.25 f yv
式中 ft
—混凝土抗拉强度设计值;

1.提高塑性铰区的延性-约束混凝土的作用 2.防止混凝土压溃前受压钢筋屈曲 3.抗剪实现强剪弱弯
注意:高度大于350mm时,加密区长度就大于500mm
框架梁中箍筋的构造要求-间距与肢距
梁端受拉纵筋配筋率大于2%时,表中最小箍筋直径应 增加2mm。 框架梁非加密区箍筋最大间距≤2×加密区的间距 箍筋肢距: 一级: 箍筋肢距 max{ m m,20d } 200
1. 2. 3.
6. 纵筋的搭接和锚固长度要求更加严格
注意:剪跨比、剪压比验算应事先进行
最大间距限制(加密区s≤100) 最小箍筋配筋率限制(非加密区) 最大肢距限制(可能需要采用复合箍筋)
梁端剪力设计值按强剪弱弯调整
地震时,产生此弯矩时 所对应的剪力。平衡
l r (Mb Mb ) Vb VGb ln
根据前面的计算结果:A端正弯矩和B端负弯矩进行组合:
注意: 三级框架:只需比较AB梁端的计算结果取大值(本题为300.8kN)。 一级框架:需要以上两组公式得到的结果取大值作为设计值。所以 此处设计值取定为Vb=324.1kN(前面为274kN和300.8kN)
框架梁(柱)截面的剪压比
剪压比:截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比:
Asy s
h0 )
(6 4b)
Vb RE 0.42 f t bh0 / 1.25 f yv h0
截面宽度 小于 350mm时 一般配双 肢箍筋.本 例中 b=300
注意箍筋间距要取小值 : 1.33 , 118
Asy
Asy 100
1.33
非加密区—按组合剪力设计值计算箍筋
梁端截面剪力设计值的调整
两个公式,三个数,取大值 一、二、三级框架梁 两端Vb取大值
Vb Vb
l r Mb Mb VGb ln
l r M bua M bua VGb 9度和一级框架结构尚应符合: Vb 1.1 ln
ln VGb
---梁的净跨;
---梁在重力荷载代表值GEK (9度时高层建筑还应包括竖向地震作用标 准值)作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值;
在两种情况下,应取大值300.8。实际上可以通过比较下式决定采用哪种
l r M b M b 216 460 183.1 614.6
例题-一级框架调整
l r M bua M bua VGb 9度和一级框架结构尚应符合: Vb 1.1 ln
例题-最终确定剪力设计值
一级框架需要进行这个调整 然后才能确定剪力设计值
有地震作用组合:Vb Asy s 1
RE
(0.42 f t bh0 1.25 f yv
Asy s
h0 )
(6 4b)
Vb RE 0.42 f t bh0 / 1.25 f yv h0
梁非加密区箍筋不宜大于加密区箍筋间距的2倍 本题中加密区箍筋间距为100mm。
沿框架梁全长箍筋的面积配筋率
sv 0.26 ft / f yv
纵筋对抗剪承载力的影响
纵筋配筋率 增加纵筋配筋率,抗剪承载力也增加 承载力验算中不计这部分抗剪能力(保留作为安全储备)。
梁的剪跨比(受集中荷载的梁)
对于受集中荷载的梁:第一个集中荷载作用点到支座边缘 之距a(剪跨跨长)与截面的有效高度h0之比称为剪跨比λ:
抗剪承载力与剪跨比和砼强度的关系
斜压破坏 剪跨比小时,混凝 土能力发挥得好。 但是,斜压破坏也 是我们所不希望的
斜拉破坏
截面和配筋率相同,剪跨比不同的五个梁。 抗剪承载力均随混凝土强度的增加而增加
斜截面抗震和非抗震设计的差异剪弱弯调整后的值Vb。 斜截面承载力计算公式中的系数不同。 不采用弯起钢筋抗剪。 需进行梁端的剪压比验算,以确认尺寸。 增加对梁端箍筋加密区及其构造要求。
例题-梁端截面剪压比验算
跨高比= 6500 10 2.5 600
V
1
RE
(0.20 c f cbh0 )
(6 5b)
c:混凝土强度影响系数,强度等级 C 50时, c 1.0;
强度等级 C80时, c 0.8;其间按线性插值。
决定箍筋间距s的条件(3组)
l r ln Vb VGb M bua M bua
Vb VGb
l r M bua M bua ln
l r M bua M bua Vb 1.1 VGb ln

Vb Vb
例题P.169 设计AB跨的梁
梁的组合剪力 设计值
沿梁长度—箍筋间距与加密区
梁端塑性铰区:1~2倍梁高 箍筋加密区:1.5倍(二~四级)或2倍(一 级)梁高或500mm 加密区箍筋的作用
例题- 剪力设计值强剪弱弯调整
注意:与剪力墙连梁不同 一、二、三级框架梁 两端Vb取大值 A端正弯矩和B端负弯矩进行组合(地震力从框架左端作用):
注意符号系统
需要减去框架柱的尺寸才是净跨ln
注:B端正弯矩和A端负弯矩进行组合(地震力从框架右端作用):
l M b M br 1 Vb 1.3 VGb 1.3 (216 460) 125 274kN ln 6.5 1.6
二、三级: 箍筋肢距 max{ m m,20d } 250 四级: 箍筋肢距 300m m
框架梁抗剪设计步骤(配箍筋)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
强剪弱弯调整获得加密区剪力设计值Vb 用Vb进行剪压比验算截面尺寸(避免斜压破坏) 确定加密区长度和箍筋肢数(复合箍筋的情况) 抗剪承载力验算决定加密区Av/s 构造要求决定加密区箍筋间距(≥100mm) 用组合剪力设计值计算非加密区Av/s 按最小箍筋配筋率要求和≤200mm决定非加密区 箍筋间距s
6.2.3 梁的抗剪设计和验算
1、梁截面—箍筋肢距和配筋率 2、剪力设计值的强剪弱弯调整 3、沿梁长度方向-箍筋间距和加密区 4、破坏形态——保证剪压破环避免出现 斜压和斜拉破坏

剪跨比——过大出现斜拉破坏 剪压比——过大出现斜压破坏 箍筋防止剪压破坏
框架梁复合箍筋
必须设置复合箍筋的情况:
关于
M 和M
l bua
r bua
的计算
• 取实配的纵向钢筋截面面积 • 乘以纵向受拉钢筋的强度标准值(非强度设计值) • 不等式改为等式,并在等式右边除以梁的正截面承载力抗 震调整系数(0.75)。 • 应分别按顺时针和逆时针方向进行计算,并取其较大值。 •注:两端配筋不同,所以按实配钢筋得到的结果不同。
1. 2.
梁宽 > 400mm,且一层纵筋多于3根 梁宽 ≤400mm,且一层纵筋多于4根
箍筋最大肢距(mm):
箍筋配筋率
在配筋量适当的范围内,梁抗剪承载力随箍筋 的数量和箍筋的强度的提高而大幅增长; 注意:这里所说的是同一个截面内箍筋的数量— —肢数
nAsv1 配箍率(箍筋配筋率 sv ) bs n :同一截面内的箍筋肢数 Asv1:单肢箍筋的截面面积nAsv1 Asv ) ( b, s:截面宽度和沿构件长 度的箍筋间距
对深梁的剪 压比要求高
RE 1 V (0.15 c f cbh0 ) RE
(0.20 c f cbh0 )
c:混凝土强度影响系数,强度等级 C 50时, c 1.0;
强度等级 C80时, c 0.8;其间按线性插值。
注意:此处公式中的V就是前述Vb。是剪力设计值(计算剪跨 比时用的是计算值) 例题中采用(6-5b)验证剪压比限制满足要求。(P.172)
加密区箍筋间 距的构造要求
抗剪承载力 要求
有地震作用组合:Vb 所以: Asy s
1
RE
(0.42 f t bh0 1.25 f yv
Asy s
h0 )
(6 4b)
配筋率要求
V 0.42 f t bh0 b RE
1.25 f yv h0
沿框架梁全长箍筋的面积配筋率
sv 0.26 ft / f yv
V b — 梁端剪力设计值(经强剪弱弯调整后的值) b , h0 —截面宽度和截面有效高度; fyv —箍筋抗拉强度设计值; Asv — 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积,等 于nAsvl其中,n为在同一截面内箍筋的肢数,Asvl为单肢箍筋
的截面面积;
s —沿构件长度方向箍筋的间距
γRE=0.85 (注意正截面设计采用0.75)
强剪弱弯调整后的 剪力设计值Vb
V / bh0 fc
V fc
h0
b
RE
---梁端部截面剪力设计值; ---混凝土轴心抗压强度设计值; ---梁的截面有效高度; ---梁的截面宽度; ---承载力抗震调整系数。
剪压比不宜过大,否则混凝土会过早发生斜压破坏,箍 筋不能充分发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响。 不能满足剪压比要求时,要加大截面尺寸或提高混凝 土强度等级。 尽管这里是对截面尺寸的限值,但是无法在结构计算 前决定-因为这里需要采用梁端部截面组合的剪力设计值。
对此取矩
l r (Mb Mb ) Vb 1.1 VGb ln
梁的净跨
l r ln Vb VGb (M b M b )

Vb Vb
注意符号:r=right
VGb :梁在GEK作用下按简支梁分析的梁端截面剪力设计值; 重力荷载代表值GEK=恒荷载+0.5活荷载 (抗震P.88)
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