混凝土结构设计_第5章_受弯构件斜截面承载力计算.ppt

第五章 受弯构件斜截面承载力计算 5.1.1 斜截面开裂前的应力分析 5.2 无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 5.2.1 斜裂缝形态 当主拉应力和主压应力的组合超过混凝土在 拉压应力状态下的强度时，将出现斜裂缝。 (1) 弯剪斜裂缝(Flexural-shear cracks) (2) 腹剪斜裂缝(Web-shear cracks) 5.2.2 无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态 1 斜裂缝出现后脱离体上的作用： (1)荷载产生的剪力 ； (2)斜裂缝上端混凝土截面承受的剪力 及压力 ； (3)纵向钢筋的拉力 及销栓力 ； (4)斜裂缝交界面骨料的咬合力 。 2 斜裂缝出现以后梁内应力状态的变化： (1) 在斜裂缝出现前剪力由梁全截面承受，斜裂缝出现以后，剪力 由斜裂缝上端的剪压区承受，剪压区的剪应力 和压应力 将显著增大，成为薄弱区域； (2) 斜裂缝出现后与纵筋相交处 E点纵筋的拉应力将突然增大。 * E点纵筋应力 由 C 点的弯矩 决定， ，斜裂缝出现后E点纵筋的拉应力将突然增大。 5.2.3 无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态 *无腹筋梁在集中荷载作用下沿斜截面的破坏形态主要与剪跨比 有关，在均布荷载作用下则与跨高比 有关： （1）斜拉破坏 发生条件：剪跨比较大， a/h03 或l0/h08 *抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度 （2）剪压破坏 发生条件：剪跨比适中1≤a/h0≤3 或 3≤l0/h0≤8 *抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应力下的抗压强度 （3）斜压破坏 发生条件：剪跨比很小 a/h01 或l0/h03 *抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度 5.3 有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 5.3.1 有腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点 1 有腹筋梁斜裂缝出现之前，腹筋的应力很小，受力性能和无腹筋梁相近； 2 斜裂缝出现以后，形成“桁架—拱”的受力模型，斜裂缝间的混凝土相当于压杆，梁底纵筋相当于拉杆，箍筋则相当于垂直受拉腹杆； 3 腹筋的作用： （1）箍筋(或弯起钢筋)可以直接承担部分剪力； （2）腹筋能限制斜裂缝的延伸和开展; （3）腹筋还将提高斜裂缝交界面上的骨料咬合作用和摩阻作用; 5.3.2 有腹筋梁沿斜截面破坏的形态 1 斜压破坏 2 剪压破坏 3 斜拉破坏 5.4 影响斜截面受剪承载力的主要因素 影响受弯构件斜截面受剪承载力的因素很多，主要有以下几方面： 5.4.1 剪跨比 1.剪跨比的定义 剪跨比是无量纲参数，反映截面受承受的弯矩和剪力的相对大小： * 称为计算剪跨比； *对于承受分布荷载或其它复杂荷载的梁：称 为广义剪跨比。 2.剪跨比的含义 截面的正应力大致与弯矩M成正比，剪应力大致与剪力V成正比，剪跨比实质上反映了截面上正应力和剪应力的相对关系，决定了该截面上任一点主应力的大小和方向，影响着梁的破坏形态和受剪承载力。 5.4.2 混凝土强度 梁的受剪承载力随混凝土抗拉强度的提高而提高，大致成线性关系。 *梁斜截面破坏的形态不同，混凝土强度影响的程度也不同。 5.4.3 配箍率和箍筋强度 *有腹筋梁出现斜裂缝以后，箍筋不仅可以直接承受部分剪力，还能抑制斜裂缝的开展和延伸，提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵筋的销栓作用，间接地提高梁的受剪承载力。 *配箍率 5.4.4 纵向钢筋的配筋率 *纵向钢筋能抑制斜裂缝的扩展，使斜裂缝上端剪压区的面积较大，从而能承受较大的剪力，同时纵筋本身也能通过销栓作用承受一定的剪力。因而纵向钢筋的配筋量越大，梁的受剪承载力越高。 5.5 受弯构件斜截面承载力计算公式 5.5.1 无腹筋梁受剪承载力计算公式 （1）对矩形、T形和Ⅰ形截面的一般受弯构件，受剪承载力设计值可按下列公式计算： （2）集中荷载作用下的矩形、T形和Ⅰ形截面独立梁（包括作用有多种荷载，且集中荷载在支座截面所产生的剪力值占总剪力值的75％以上的情况），受剪承载力设计值应按下列公式计算: *独立梁是指不与楼板整体浇筑的梁 5.6 构造要求 1. 抵抗弯矩图( 图) 2.纵向钢筋的弯起 （2） 纵向钢筋弯起应满足的条件 3.纵向钢筋的截断和锚固 每根钢筋所能承担的 为： （1）纵向钢筋弯起在抵抗弯矩图上的表示方法 充分利用点 不需要点 ①纵向钢筋弯起后正截面应有足够的抗弯能力——抵抗弯矩图包住设计弯矩图 ②纵向钢