受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算.ppt

第5章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算,模塊二：基本構(gòu)件,任務(wù)一：梁、板,基本要求,1.了解斜截面破壞的主要形態(tài)和影響因素； 2.腹筋的作用及其對破壞形態(tài)的影響，截面限制條件及最小配筋率的意義； 3.掌握簡支梁受剪承載力計(jì)算方法、計(jì)算公式及其適用范圍。 4.掌握箍筋、彎筋的構(gòu)造要求,主要內(nèi)容：,受彎構(gòu)件受剪性能的試驗(yàn)研究 斜截面受剪承載力計(jì)算 構(gòu)造要求,重點(diǎn)：,受彎構(gòu)件受剪性能的試驗(yàn)研究 斜截面受剪承載力計(jì)算,腹筋的作用 箍筋： 提高斜截面受剪承載力； 與縱筋綁扎，形成鋼筋骨架 便于施工； 防止縱筋過早壓曲，約束核心混凝土。 彎起鋼筋： 由縱筋彎起形成 承受較大的剪力。,梁的箍筋和彎起鋼筋,概述,5.1 受彎構(gòu)件斜截面承載力的試驗(yàn)研究,有腹筋簡支梁的受剪性能 剪跨比（Shear span ratio） 定義： 廣義剪跨比 ： 反映了梁截面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力（或彎矩M與V） 的相對大小，影響梁的剪切破壞形態(tài)。 較大，說明（或M）較大 截面容易被拉壞； 較小，說明（或V）較大 截面容易被壓壞。,對于集中荷載作用下的簡支梁,集中荷載作用下的簡支梁,斜拉破壞,剪壓破壞,斜壓破壞,當(dāng)剪跨比較大(3)時(shí)，或箍筋配置不足時(shí)出現(xiàn)。特點(diǎn)是斜裂縫一出現(xiàn)梁即破壞。,當(dāng)剪跨比較小(1)時(shí)，或箍筋配置過多時(shí)易出現(xiàn)。此破壞系由梁中主壓應(yīng)力所致。,當(dāng)剪跨比一般(13)時(shí)，箍筋配置適中時(shí)出現(xiàn)。此破壞系由梁中剪壓區(qū)壓應(yīng)力和剪應(yīng)力聯(lián)合作用所致,梁斜截面剪切破壞形態(tài),5.2 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算,假定梁的斜截面受剪承載力Vu由斜裂縫上剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力Vc，與斜裂縫相交的箍筋的抗剪能力Vsv和與斜裂縫相交的彎起鋼筋的抗剪能力Vsb三部分所組成。由平衡條件Y=0可得： Vu= Vc +Vsv+Vsb,受剪承載力的組成,如令Vcs為箍筋和混凝土共同承受的剪力，即 Vcs=Vc+Vsv 則 Vu=Vcs+Vsb,1 計(jì)算原則,相對名義剪應(yīng)力Vcs/ftbho與配箍系數(shù)的關(guān)系如下,系數(shù)ssv與荷載形式和截面形狀等因素有關(guān),2 僅配有箍筋梁的斜截面受剪承載力,對于矩形、T形等的一般受彎構(gòu)件,集中荷載作用下的獨(dú)立梁,均布荷載作用下矩形、T形和I形截面的簡支梁，當(dāng)僅配箍筋時(shí)，斜截面受剪承載力的計(jì)算公式,對集中荷載作用下的矩形、T形和I形截面獨(dú)立簡支梁當(dāng)僅配箍筋時(shí)，斜截面受剪承載力的計(jì)算公式,3 配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力,上限值最小截面尺寸,當(dāng) 4.0時(shí)，屬于一般的梁，應(yīng)滿足,當(dāng) 6.0時(shí)，屬于薄腹梁，應(yīng)滿足,當(dāng)4.0 6.0時(shí)，屬于薄腹梁，應(yīng)滿足,4 公式的適用范圍,下限值箍筋最小含量,為了避免發(fā)生斜拉破壞，規(guī)范規(guī)定，配箍率應(yīng)大于最小配箍率，箍筋最小配筋率為,（1） 支座邊緣截面（1-1）； （2）腹板寬度改變處截面（2-2）； （3）箍筋直徑或間距改變處截面（3-3）； （4）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面（4-4）。,5.計(jì)算截面的確定,斜截面受剪承載力的計(jì)算按下列步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)： 1求內(nèi)力，繪制剪力圖； 2驗(yàn)算是否滿足截面限制條件，如不滿足，則應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土的強(qiáng)度等級； 3驗(yàn)算是否需要按計(jì)算配置腹筋。 4計(jì)算腹筋 （1）對僅配置箍筋的梁，可按下式計(jì)算： 對矩形、T形和工字形截面的一般受彎構(gòu)件,6 設(shè)計(jì)計(jì)算,對集中荷載作用下的獨(dú)立梁,（2）同時(shí)配置箍筋和彎起鋼筋的梁，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和構(gòu)造要求配置箍筋確定Vcs，然后按下式計(jì)算彎起鋼筋的面積。,也可以根據(jù)受彎承載力的要求，先選定彎起鋼筋再按下式計(jì)算所需箍筋：,然后驗(yàn)算彎起點(diǎn)的位置是否滿足斜截面承載力的要求。,前面介紹的主要是梁的斜截面受剪承載力的計(jì)算問題，在剪力和彎矩共同作用下產(chǎn)生的斜裂縫，還會導(dǎo)致與其相交的縱向鋼筋拉力增加，引起斜截面受彎承載力不足及錨固不足的破壞，因此，在設(shè)計(jì)中，除了保證梁的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力外，在考慮縱向鋼筋彎起、截?cái)嗉颁摻铄^固時(shí)，還需在構(gòu)造上采取措施，保證梁的斜截面受彎承載力及鋼筋的可靠錨固。 5.3.1正截面受彎承載力圖(材料圖)的概念 所謂正截面受彎承載力圖.是指按實(shí)際配置的縱向鋼筋繪制的梁上各正截面所能承受的彎矩圖，它反映了沿梁長正截面上材料的抗力，故簡稱為材料圖。,5.3 保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造要求,材料圖的作用 A. 反映材料利用的程度 顯然，材料圖越貼近彎矩圖，表示材料利用程度越高。 B .確定縱向鋼筋的彎起數(shù)量和位置 設(shè)計(jì)中，將跨中部分縱向鋼筋彎起的目的有兩個。一是用于斜截面抗剪，其數(shù)量和位置由受剪承載力計(jì)算確定，二是抵抗支座處彎矩。 注意：材料圖全部覆蓋住彎矩圖，各正截面受彎承載力才有保證；而要滿足截面受彎承載力的要求 也必須通過作材料圖才能確定彎起鋼筋的數(shù)量和位置。 C.確定縱向鋼筋的截?cái)辔恢?通過繪制材料圖還可確定縱向鋼筋的理論截?cái)帱c(diǎn)及其延伸長度.從而確定縱向鋼筋的實(shí)際截?cái)辔恢谩?5.3.2 縱向鋼筋彎起位置,右圖表示彎起鋼筋彎起點(diǎn)與彎矩圖形的關(guān)系。鋼筋在受拉區(qū)的彎起點(diǎn)為1，按正截面受彎承載力計(jì)算不需要該鋼筋的截面為2，該鋼筋強(qiáng)度充分利用的截面為3，它所承擔(dān)的彎矩為圖中陰影部分。則可以證明(略)。當(dāng)彎起點(diǎn)與按計(jì)算充分利用該鋼筋的截面之間的距離不小于h02時(shí)，可以滿足斜截面受彎承載力的要求(保證斜截面的受彎承載力不低于正截面受彎承載力)。自然，鋼筋彎起后與梁中心線的交點(diǎn)應(yīng)在該鋼筋正截面抗彎的不需要點(diǎn)之外。,5.3.3 縱向受力鋼筋的截?cái)辔恢?在混凝土梁中，根據(jù)內(nèi)力分析所得的彎矩圖沿梁縱長方向是變化的，因此，所配的縱向受力鋼筋截面面積也應(yīng)沿梁縱長方向有所變化。有時(shí)，這種變化采取這起鋼筋的形式，但在工程中應(yīng)用得更多的是將縱向受力鋼筋根據(jù)彎矩圖的變化而在適當(dāng)?shù)奈恢们袛噙@就帶來了延伸長度的問題。,任何一根縱向受力鋼筋在結(jié)構(gòu)中要發(fā)揮其承載受力的作用，應(yīng)從“其強(qiáng)度充分利用截面”外伸一定的長度ld1，依靠這段長度與混凝土的粘結(jié)錨固作用維持鋼筋以足夠的抗力。同時(shí) 當(dāng)一根鋼筋由于彎矩圖變化，將不考慮其抗力而切斷時(shí) 從按正截面承載力計(jì)算“不需要該鋼筋的截面”也須外伸一定的長度ld2 ，作為受力鋼筋應(yīng)有的構(gòu)造措施.在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)從上述兩個條件中確定的較長外伸長度作為縱向受力鋼筋的實(shí)際延伸長度ld，作為其真正的切斷點(diǎn)。,表a 負(fù)彎矩鋼筋的延伸長度ld,鋼筋混凝土連續(xù)梁、框架梁支座截面的負(fù)彎矩縱向鋼筋不宜在受拉區(qū)截?cái)?如必須截?cái)鄷r(shí)，其延伸過度ld，可按表a中l(wèi)d1和ld2中取外伸長度較長者確定。其中l(wèi)d1是從“充分利用該鋼筋強(qiáng)度的截面”延伸出的長度，而ld2是從”按壓截面承載力計(jì)算不需要該鋼筋的截面”延伸出的長度。,小結(jié)