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文檔簡介

1、 受彎構件受剪性能的試驗研究受彎構件受剪性能的試驗研究斜截面受剪承載力計算斜截面受剪承載力計算構造要求構造要求受彎構件受剪性能的試驗研究受彎構件受剪性能的試驗研究斜截面受剪承載力計算斜截面受剪承載力計算斜截面配筋的形式斜截面配筋的形式梁中設置鋼筋承擔開裂后的拉力:箍筋、彎筋、縱筋、架立筋 形成鋼筋骨架,如圖4-1所示。圖4-1 箍筋及彎起鋼筋有腹筋梁:箍筋、彎起鋼筋(斜筋)、縱筋無腹筋梁:縱筋彎終點彎起點彎起筋縱筋箍筋架立筋ash0Asvssb. . 腹筋的作用腹筋的作用 箍筋箍筋: 提高斜截面受剪承載力;提高斜截面受剪承載力; 與縱筋綁扎,形成鋼筋骨架與縱筋綁扎,形成鋼筋骨架 便于施工;便于

2、施工; 防止縱筋過早壓曲,約束核心混凝土。防止縱筋過早壓曲,約束核心混凝土。 彎起鋼筋彎起鋼筋: 由縱筋彎起形成由縱筋彎起形成 承受較大的剪力。承受較大的剪力。梁的箍筋和彎起鋼筋梁的箍筋和彎起鋼筋有腹筋梁:箍筋、彎起鋼筋(斜筋)、縱筋無腹筋梁:縱筋無腹筋梁無腹筋梁是指不配箍筋、彎起鋼筋的梁。實際中一般都要配箍箍筋,有時還配有彎起鋼筋。實際中一般都要配箍箍筋,有時還配有彎起鋼筋。1 1 無腹筋簡支梁的受剪性能無腹筋簡支梁的受剪性能 斜裂縫形成以前的應力狀態(tài)斜裂縫形成以前的應力狀態(tài) 斜裂縫出現前的應力狀態(tài)斜裂縫出現前的應力狀態(tài)2斜裂縫形成以后斜裂縫形成以后斜裂縫出現后的應力狀態(tài)斜裂縫出現后的應力狀

3、態(tài)斜截面上的抗力斜截面上的抗力 剪壓面上的壓剪壓面上的壓力力Dc和剪力和剪力Vc ; 斜截面相對錯斜截面相對錯動產生的骨料咬合動產生的骨料咬合力力Sa; 縱向鋼筋的銷縱向鋼筋的銷栓剪力栓剪力Vd ; 縱向鋼筋的拉縱向鋼筋的拉力力Ts 。應力狀態(tài)的變化應力狀態(tài)的變化 剪壓區(qū)的應力剪壓區(qū)的應力 , 增大;增大; 縱向鋼筋的拉縱向鋼筋的拉力突然增大。力突然增大。斜裂縫出現后梁中受力狀態(tài)的變化主要表現在:斜裂縫出現后梁中受力狀態(tài)的變化主要表現在:開裂前的剪力是全截面承擔的,開裂后則主要由剪壓區(qū)承擔,混凝土的切應力大大增加;混凝土剪壓區(qū)面積因斜裂縫出現和發(fā)展而減小,剪壓區(qū)內的混凝土壓應力將大大增加;與斜

4、裂縫相交處的縱向鋼筋應力,由于斜裂縫的出現而突然增加;縱向鋼筋拉應力的增加導致鋼筋與混凝土之間粘結應力的增加,有可能出現沿縱向鋼筋的粘結裂縫(圖4-5a)或撕裂裂縫(圖4-5b);粘結裂縫和撕裂裂縫粘結裂縫和撕裂裂縫1、斜裂縫梁中受力狀態(tài)圖:現將梁沿斜裂縫AAB切開,取出斜裂縫頂點左邊部分脫離體。AABBDC(a)BDCAACaVASaVdTsDcVcMBMAPP圖4-3 梁中斜裂縫的受力變化2、應力狀態(tài)變化分析: 開裂前,剪力VA由全截面承受;開裂后,VA為殘余的較小面積承受;同時VA和VC組成的力偶應由TS及Dc來平衡,殘余面上既受剪又受壓剪壓區(qū),且 , 明顯增大。 開裂前,BB處鋼筋應力

5、由MB決定;開裂后,BB處鋼筋應力由MA決定, MA MB ,所以,BB處鋼筋應力突增。 最終隨著荷載加大,斜裂縫形成,梁的受力有如一拉桿拱的作用。在彎剪區(qū)段,由于M 和V 的存在產生正應力和剪應力。將彎剪區(qū)段的典型微元進行應力分析,可以由,求得主拉應力和主壓應力。并可求得主應力方向。剪彎區(qū)段的主應力跡線如圖4-1所示。主應力的作用方向與梁軸線的夾角1 按下式確定: 由于彎剪區(qū)的主拉應力tp ft時,即產生斜裂縫, 故其破壞面與梁軸斜交 稱斜截面破壞。22tg(4-3) 斜截面受力特點及破壞形態(tài) 鋼筋混凝土梁的剪應力和主應力2222tp主拉應力: 主壓應力: 2222cp2arctan21時,

6、出現斜裂縫,應力產生重分布。ttpf當 無腹筋簡支梁斜截面破壞形態(tài)) 3(m1)斜拉破壞 特點:斜裂縫出現后,梁很快被拉斷2)剪壓破壞) 31 (m特點:斜裂縫產生后存在剪壓區(qū),最終剪壓破壞。 3)斜壓破壞) 1( m混凝土沿斜方向壓壞。有腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)有腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)1 1、 配置箍筋抗剪配置箍筋抗剪= (a) 單肢箍 (b) 雙肢箍 (c) 四肢箍箍筋的肢數 衡量配箍量大小的指標4-8bsnAbsA1svsvsv 配箍率Asv1ssbAsv配置在同一截面內箍筋各肢的全部截面面積,見圖4-9 ;Asv1單肢箍筋的截面面積; 圖4-9 配箍率n 箍筋的肢數,一般取n2,

7、當b400mm時 n=4,見上圖。s 沿構件長度方向箍筋的間距;b 梁的寬度。2、 有腹筋梁的破壞形態(tài)配箍率sv很低,或間距S 較大且較大的時候;sv很大,或很小(1)斜向壓碎,箍筋未屈服;配箍和剪跨比適中,破壞時箍筋受拉屈服,剪壓區(qū)壓碎,斜截面承載力隨sv及fyv的增大而增大。 斜拉破壞: 斜壓破壞: 剪壓破壞:2 有腹筋簡支梁的受剪性能有腹筋簡支梁的受剪性能 剪跨比剪跨比(Shear span ratio) 對矩形截面梁,任一截面的正應力和剪應力可表示為對矩形截面梁,任一截面的正應力和剪應力可表示為 則:則:定義:定義: 廣義剪跨比廣義剪跨比 : 反映了梁截面上正應力與剪應力(或彎矩反映了

8、梁截面上正應力與剪應力(或彎矩M與與V) 的相對大小,影響梁的剪切破壞形態(tài)。的相對大小,影響梁的剪切破壞形態(tài)。 較大,說明較大,說明 (或(或M)較大)較大 截面容易被截面容易被拉壞拉壞; 較小,說明較小,說明 (或(或V)較大)較大 截面容易被截面容易被壓壞壓壞。02201bhVbhM021VhM0VhM01010111hahVaVhVMAA02020222hahVaVhVMBB 對于集中荷載作用下的簡支梁對于集中荷載作用下的簡支梁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斜拉破壞剪壓破壞剪壓破壞斜壓破壞斜壓破壞當剪跨比較大當剪跨比較大(3)時,或箍筋配時,或箍筋配置不足時出現。特

9、點是斜裂縫一置不足時出現。特點是斜裂縫一出現梁即破壞。出現梁即破壞。當剪跨比較小當剪跨比較小(1)時,或箍筋配時,或箍筋配置過多時易出現。此破壞系由梁置過多時易出現。此破壞系由梁中主壓應力所致。中主壓應力所致。當剪跨比一般當剪跨比一般(13)時,箍筋配時,箍筋配置適中時出現。此破壞系由梁中剪置適中時出現。此破壞系由梁中剪壓區(qū)壓應力和剪應力聯合作用所致壓區(qū)壓應力和剪應力聯合作用所致梁斜截面剪切破壞形態(tài)梁斜截面剪切破壞形態(tài)剪跨比剪跨比試 驗 表 明 ,試 驗 表 明 ,剪跨剪跨比越大,比越大,有 腹 筋 梁 的有 腹 筋 梁 的抗 剪 承 載 力抗 剪 承 載 力越 低 , 如 圖越 低 , 如

10、圖所 示 。 對 無所 示 。 對 無腹筋梁來說,腹筋梁來說,剪跨比越大,剪跨比越大,抗 剪 承 載 力抗 剪 承 載 力也 越 低 , 但也 越 低 , 但當當3 ,剪剪跨跨比 的 影 響 不比 的 影 響 不再明顯。再明顯。3 影響斜截面受剪承載力的主要因素影響斜截面受剪承載力的主要因素剪跨比對有腹筋梁受剪承載力的影響剪跨比對有腹筋梁受剪承載力的影響 混凝土強度混凝土強度 斜截面受剪承載力隨混凝土的強度等級的提高而提高。梁斜截面受剪承載力隨混凝土的強度等級的提高而提高。梁斜壓破壞時,受剪承載力取決于混凝土的抗壓強度。梁為斜拉斜壓破壞時,受剪承載力取決于混凝土的抗壓強度。梁為斜拉破壞時,受剪

11、承載力取決于混凝土的抗拉強度,而抗拉強度的破壞時,受剪承載力取決于混凝土的抗拉強度,而抗拉強度的增加較抗壓強度來得緩慢,故混凝土強度的影響就略小。剪壓增加較抗壓強度來得緩慢,故混凝土強度的影響就略小。剪壓破壞時,混凝土強度的影響則居于上述兩者之間。破壞時,混凝土強度的影響則居于上述兩者之間。 縱向鋼筋配筋率縱向鋼筋配筋率 試驗表明,梁的受試驗表明,梁的受剪承載力隨縱向鋼筋剪承載力隨縱向鋼筋配筋率配筋率的提高而增的提高而增大大 。這主要是縱向受。這主要是縱向受拉鋼筋約束了斜裂縫拉鋼筋約束了斜裂縫長度的延伸,從而增長度的延伸,從而增大了剪壓區(qū)面積的作大了剪壓區(qū)面積的作用。用。縱向鋼筋配筋率對有腹筋

12、梁受剪承載力的影響縱向鋼筋配筋率對有腹筋梁受剪承載力的影響 配箍率和箍筋強度配箍率和箍筋強度 有腹筋梁出現斜裂縫后,箍筋不僅直接承受相當部分的剪力,而且有效地抑制斜裂縫的開展和延伸,對提高剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力和縱向鋼筋的銷栓作用有著積極的影響。試驗表明,在配箍最適當的范圍內,梁的受剪承載力隨配箍筋量的增多、箍筋強度的提高而有較大幅度的增長。 bsAnbsAsvsvsv1箍筋對有腹筋梁受剪承載力的影響箍筋對有腹筋梁受剪承載力的影響. 縱筋配筋率 縱筋的受剪產生了銷栓力,所以縱筋的配筋越大,梁的受剪承載力也就提高。. 斜截面上的骨料咬合力 斜裂縫處的骨料咬合力對無腹筋梁的斜截面受剪承載力影響較大

13、 。(1)尺寸的影響: 截面尺寸大的構件,破壞時的平均剪應力比尺寸小的構件要降低。試驗表明,其他參數保持不變時梁高擴大四倍,受剪承載力下降25%40%。(2)形狀的影響: 增加翼緣寬度(T形梁)及梁寬可相應提高受剪承載力。. 截面尺寸和形狀有腹筋梁的抗剪承載力有腹筋梁的抗剪承載力 有腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)與無腹筋梁一樣:斜壓破壞、剪壓破壞和斜壓拉破壞三種。在工程設計時應設法避免。采用方式:斜壓破壞 通常用限制截面尺寸的條件來防止;剪壓破壞 用滿足最小配箍率條件及構造要求來防止;斜拉破壞 通過計算使構件滿足一定的斜截面受剪承載力; 1 計算原則計算原則1、基本假設 我國混凝土結構設計規(guī)范中所

14、規(guī)定的計算公式就是根據剪壓破壞形態(tài)而建立的??紤]了的平衡條件 ,引入一些試驗參數及四項基本假設。 0y (1)剪壓破壞時,斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋的拉應力都達到其屈服強度; (2)剪壓破壞時,不考慮斜裂縫處的骨料咬合力和縱筋的銷栓力; (3)為計算公式應用簡便,僅在計算梁受集中荷載作用為主的情況下,才考慮剪跨比。(4)剪壓破壞時,斜裂縫所承受的剪力由三部分組成,見下圖: 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 VuVcVsV

15、sb受剪承載力的組成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 計算原則計算原則式中 Vu 梁斜截面破壞時所承受的總剪力; Vc 混凝土剪壓區(qū)所承受的剪力; Vsv 與斜裂縫相交的箍筋所承受的剪力; Vsb 梁斜截面破壞時所彎起鋼筋承受的剪力; 相對名義剪應力相對名義剪應力Vcs/ftbho與配箍系數的關系如下與配箍系數的關系如下 系數系數ssv與荷載形式和截面形狀等因素有關與荷載形式和截面形狀等因素有關2 僅配有箍筋梁的斜截面受剪承載力僅配有箍筋梁的斜截面受剪承載力tyvsvsvttcsffbhfV025.17.0svt對于

16、矩形、對于矩形、T形等的一般受形等的一般受彎構件彎構件0 .11/75.1svt)(集中荷載作用下的獨立梁集中荷載作用下的獨立梁tyvsvsvttcsffbhfV0 均布荷載作用下矩形、T形和I形截面的簡支梁,當僅配箍筋時,斜截面受剪承載力的計算公式 0svyv0tcsu25. 17 . 0hsAfbhfVV 對集中荷載作用下的矩形、T形和I形截面獨立簡支梁當僅配箍筋時,斜截面受剪承載力的計算公式 0svyv0tcsu0 . 10 . 175. 1hsAfbhfVV3.配有箍筋和彎起筋,梁受剪承載力的計算公式Vu=Vcs+Vsb4-16Vsb = 0.8fy Asb sin4-17圖4-18

17、彎起鋼筋所承擔的剪力 fy 彎起鋼筋抗拉強度設計值, 按普通鋼筋強度設計值表取用;Asb 與斜裂縫相交的配置在同一彎矩平面內的彎起鋼筋截面 面積;a s 彎起鋼筋與梁縱軸線的夾角,一般為450,當梁截面超 過800mm時,通常是600; 考慮彎起筋在破壞時,不能全部發(fā)揮作用,公式中系數取0.8:3 配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力ssby0svyv0tusin8 .025.17 .0AfhsAfbhfVV配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力配有箍筋和彎起鋼筋梁的斜截面受剪承載力1.均布荷載作用下矩形、T形和I形截面的簡支梁2.對集中荷載作用下的矩形

18、、T形和I形截面獨立簡支梁ssby0svyv0tusin8 . 0175. 1AfhsAfbhfVVfy -彎起鋼筋抗拉強度彎起鋼筋抗拉強度Asb-彎起鋼筋面積彎起鋼筋面積as-彎起角彎起角3、計算公式的適用范圍斜壓破壞主要由腹板寬度,梁截面高度及混凝土強度決定。1)截面的最小尺寸(上限值):64wbh按直線內插值法取用; 為防止斜壓破壞及梁在使用階段斜裂縫過寬,對梁的截面尺寸作如下規(guī)定:4wbh 一般梁V 0.25cfcbh04-18 薄腹梁6bhwV 0.2cfcbh04-19在實際設計中,當不滿足(4-18)、(4-19)式時,說明梁截面尺寸太小,會發(fā)生斜壓破壞,應采取的措施是加大截面尺

19、寸或提高混凝土強度等級。這一點與受彎構件正截面計算中?bh0 相似。 V 剪力設計值; hw 截面的腹板高度,矩形截面取有效高度, T形截面取有 效高度減去翼緣高度,工形截面取腹板凈高;c 混凝土強度影響系數,不超過C50時,取c =1.0,當砼強 度等級為C80時,取 c =0.8,其間按直線內插法取用;h0h0h0hfhwhhfhfhw(a) hw = h0 (b) hw = h0 hf (c) hw = h0 hf hf 圖4-19 hw 取值示意圖 上限值上限值最小截面尺寸最小截面尺寸 當 4.0時,屬于一般的梁,應滿足 bhw0cc25.0bhfV當 4.0時,屬于薄腹梁,應滿足 b

20、hw0cc2.0bhfV當4.0 4.0時,屬于薄腹梁,應滿足 bhw0cc)14(025. 0bhfbhVw4 公式的適用范圍公式的適用范圍 箍筋用量太小,主裂縫形成后,由于應力轉變而引起箍筋應力迅速增加而達到強度極限。此時,箍筋已起不到抗剪作用,梁的受力形同于無腹筋梁,在剪跨比較大時極易發(fā)生斜拉脆性破壞。為防止這種由于箍筋配置過少而發(fā)生的斜拉脆性破壞,規(guī)范規(guī)定了梁的最小配箍率: 為防止裂縫出現后,拉應力突增,裂縫加劇擴展,甚至導致箍筋被拉斷,造成斜拉破壞,規(guī)定了配箍率的下限值,即最小配箍率:2)箍筋的最小含量(下限值):最小配箍率:yvtsvff24.0min4-204 公式的適用范圍公式

21、的適用范圍下限值下限值箍筋最小含量箍筋最小含量 yvt1svminv,s24.0ffbsnA 為了避免發(fā)生斜拉破壞,規(guī)范規(guī)定,配箍率應大于最小配箍率,箍筋最小配筋率為 設計計算設計計算截面選取原則:剪力作用效應沿梁長是變化的,截面的抗剪能力沿梁長也是變化的。在剪力或抗剪能力變化的薄弱環(huán)節(jié)處應該計算。1、設計方法和計算截面 斜截面受剪承載力的設計計算斜截面受剪承載力的設計計算保證梁不發(fā)生斜截面的剪壓破壞:uVV 4-22根據受剪分析,應選擇合理的計算截面位置。斜截面受剪承載力的計算截面位置s1s2 截面1-1:支座邊緣截面,此處設計剪力值最大; 截面2-2:彎起鋼筋彎起點(下彎點)截面,無彎筋相

22、交, 受剪承載力變化; 截面3-3:箍筋直徑或間距改變,影響此處梁受剪承載力; 截面4-4:截面寬度改變處,影響此處梁受剪承載力。由正截面承載力確定截面尺寸bh,縱筋數量As ;2、計算步驟步 驟: 由斜截面受剪承載力計算公式適用范圍的上限值驗算截面尺寸; 計算斜截面受剪承載力,配置箍筋或彎筋的數量,要滿足下限值;根據構造要求,按最小配筋率設置梁中配筋。具體受彎構件斜截面受剪承載力計算步驟具體受彎構件斜截面受剪承載力計算步驟1 1)截面設計)截面設計(1)計算步驟)計算步驟已知剪力設計值V、材料強度設計值和截面尺寸,要求確定箍筋和彎起鋼筋的數量。第一步:第一步:梁的截面尺寸通常先由正截面受彎承

23、載力計算和剛度計算要求確定,再按公式(4-18)或公式(4-19)進行復核。如不滿足要求,則應增大截面尺寸或提高混凝土強度等級。4wbh 一般梁V 0.25cfcbh0(4-18) 薄腹梁6bhwV 0.2cfcbh04-19第二步:第二步:確定是否需要按計算配置腹筋當滿足公式(4-9)或公式(4-10)的條件時,可按構造要求不配置腹筋,否則按計算配置腹筋。第三步:第三步:計算斜截面上受壓混凝土和箍筋的受剪承載力Vcs.當按計算配置腹筋時,一般可根據構造要求等選定箍筋直徑、肢數和間距,然后按公式(4-17)或公式(4-18)計算Vcs。(4-10)00 . 175. 1bhfVt (4-9)0

24、7 . 0bhfVt(4-14)0025. 17 . 0hfsAbhfVVcsyvsvt承載力計算公式:承載力計算公式:(4-15)000 .10 .175.1hsAbhfVVcssvt箍筋箍筋1、直徑箍筋的最小直徑:梁高800mm時,直徑不宜小于8mm;梁高800mm時,直徑不宜小于6mm; 梁中配有計算需要的縱向受壓鋼筋時,鋼筋直徑d/4,d為最大受壓鋼筋的直徑。第四步:第四步:確定是否需要配置彎起鋼筋如果剪力設計值 ,則可不配置彎起鋼筋。否則按計算配置彎起鋼筋。第五步:第五步:計算彎起鋼筋截面面積當需按計算配置彎起鋼筋時,可按公式(4-17)計算彎起鋼筋截面面積Asb,即:csVV sy

25、cssbfVVAsin8 . 0然后,根據計算和改造規(guī)定以及彎矩圖布置彎筋,并繪構件配筋圖。 鋼筋混凝土矩形截面簡支梁,支承如圖,凈跨度l0 = 3560mm(見例題圖1);截面尺寸bh = 200 500mm。該梁承受均布荷載設計值90kN/m(包括自重),砼強度等級為C20(fc = 9.6N/mm2,ft = 1.1N/mm2),箍筋為熱軋HPB235級鋼筋(fyv = 210N/mm2),縱筋為HRB335級鋼筋 (fy =300N/mm2)。求:箍筋和彎起鋼筋的數量例例計算例題計算例題90 kN/m2402403560例題圖1(a)160.2kN160.2kN5652 25_3560

26、02501 20_【解】(1)求剪力設計值支座邊緣處截面的剪力值最大0max21qlV56. 39021 =160.2kN(2)驗算截面尺寸hw = h0= 465mmhw / b = 465 / 200 = 2.325 160.2kN截面尺寸滿足要求。砼強度等級為C20(fc = 9.6N/mm2,ft = 1.1N/mm2)所以,取c=1(3)驗算是否須計算配置箍筋0.7ftbh0= 0.71.1200465= 71.61kN VA和VB截面尺寸滿足要求。c=1 (fcuk 50N/mm2)(3)確定箍筋數量 該梁受集中、均布兩種荷載,但集中荷載在梁支座截面上引起的剪力值均占總剪力值的75

27、%以上:A支座:%88180160總集VVB支座:%5.87160140總集VV 所以,梁的左右兩半區(qū)段均應按集中荷載計算公式計算受剪承載力。 根據剪力的變化情況,可將梁分為AC、CD、DE、及EB四個區(qū)段來計算斜截面受剪承載力:ACAC段:段:77. 156510000ha)180000(785295652001 . 1177. 175. 1175. 10NVNbhfAt必須按計算配置箍筋010c0 . 1175. 1hsnAfbhfVVsvccsA)(,855.0006.11003 .502sv1可以snA選配 8100,實有855.05652100 .178529180000sv1snA

28、3, 354. 356520000取ha)50000(543815652001 . 11375. 1175. 10NVNbhfCt僅需按構造配置箍筋,選配 8350CDCD段:段:3, 354. 356520000取ha)70000(543815652001 .11375.1175.10NVNbhfEt必須計算配置箍筋010c0 . 1175. 1hsnAfbhfVVsvccsEDEDE段:段:)(,132.0402.02503 .502sv1可以snA選配 8350,實有132.05652100 v1snA%)126. 02101 . 124. 024. 0(%2

29、. 0200402. 0yvtmin,svffsv77. 156510000ha)160000(785295652001 . 1177. 175. 1175. 10NVNbhfBt必須按計算配置箍筋EBEB段:段:010c0 . 1175. 1hsnAfbhfVVsvccsB)(,687.0838.01203 .502sv1可以snA選配 8120,實有687.05652100 .178529160000sv1snA已知材料強度設計值ftfcfy;梁截面尺寸 b、h0 ;配筋量n、Asv1、s等,其它數據與例題4-1相同。要求復核斜截面所能承受的剪力值Vu。 例例4-34-3uVhsnAfbh

30、fV0sv1yv0tcs25. 107. 0N173939102329716104651203 .25021025. 14652001 . 17 . 0根據例題4-1的數據,不配彎筋, 8120由Vu還能求出該梁所能承受的設計荷載值q,021qlVu因為則mNlVqu/72.9756. 3173939220 本節(jié)習題:本節(jié)習題:習習4-14-1 已知:矩形截面簡支梁b h250 600mm (見下圖) ;環(huán)境類別為一級,承受均布荷載設計值(包括自重)q=90kN/m,混凝土強度等級為C30。 求:1)不設彎起鋼筋時的受剪箍筋; 2)利用現有縱筋為彎起筋,求所需箍筋; 3)當箍筋為 8 200時

31、,彎起筋應為多少?習習4-24-2 已知:矩形截面簡支梁(見下圖) ;環(huán)境類別為一級,荷載設計值為兩個集中力(不包括自重)P=100kN/m,混凝土強度等級為C30。 求:1)所需縱向拉筋; 2)求所需受剪箍筋(無彎起筋); 3)利用受拉鋼筋為彎起筋時,求所需受剪箍筋?習習4-34-3 已知:簡支梁(見下圖) ,求其能承受的極限荷載設計值P。環(huán)境類別為一級。 不計梁自重,并認為該梁受彎承載力足夠大?;炷翉姸鹊燃墳镃30。 保證斜截面受彎承載力的構造措施保證斜截面受彎承載力的構造措施5.6圖4-23 斜截面承載力計算斜截面受剪斜截面受彎斜截面承載力對受壓區(qū)A的內力矩之和(見圖4-23): 受彎

32、承載力是指斜截面上的縱向受拉鋼筋、彎起鋼筋、箍筋等在斜截面 破壞時,各自提供的拉力。sbsbsvsvsuzFzFzFM4-23沿梁縱軸方向鋼筋的布置,應結合正截面承載力,斜截面受剪和受彎承載力綜合考慮。以簡支梁在均布荷載作用下為例??缰袕澗刈畲?,縱筋As最多,而支座處彎矩為零,剪力最大,可以用正截面抗彎不需要的鋼筋作抗 剪 腹筋。正由于有縱筋的彎起或截斷,梁的抵抗彎矩的能力可以因需要合理調整。 斜截面受彎承載力不進行計算而通過構造措施來保證。措施要求:5.6.1 5.6.1 材料抵抗彎矩圖材料抵抗彎矩圖指按實際配置的縱筋,繪制的梁上各截面正截面所能承受的彎矩圖。材料抵抗彎矩圖,MR圖必須包住荷

33、載效應圖,M圖,才能保證梁的各個正截面受彎承載力4-24可簡化考慮,抗力依鋼筋面積的比例分配。即siRisRAMAM材料圖:ABabMMRcd 1 25 1 20 1 25 1 2043211423圖4-24 配通長直筋簡支梁的材料抵抗彎矩圖)2(10bfaAfhfAMcsyysR4-25利用下式求得MR圖外圍水平線的位置,即圖4-25 配彎起筋簡支梁的材料抵抗彎矩圖ab1234ABFfHhEeGgMuij 上圖示,除跨中外,MR圖比M圖大的多,臨近支座處鋼筋富裕。設計中,為經濟目的,往往將部分縱筋彎起,利用其受剪。梁底受拉縱筋不能截斷,進入支座不能少于兩根,選彎起3、4號筋;繪圖時此兩號筋畫

34、在MR圖外側。反映材料的利用程度確定縱筋的彎起數量和位置確定縱筋的截斷位置斜截面抗剪縱筋彎起的作用,作支座負鋼筋材料圖的作用:5.6.2 5.6.2 縱筋的彎起縱筋的彎起1、彎起點位置 縱筋的彎起位置:材料圖在設計彎矩圖以外彎起點及彎終點的位置應保證S Smax (斜截面抗剪要求) (斜截面抗彎要求) (正截面抗彎要求)下彎點距該筋的充分利用點20h圖4-26 彎起點位置圖4-27 彎起點與彎矩圖的關系 1 在受拉區(qū)域中的彎起鋼筋; 2 按計算不需要鋼筋“b”的截面; 3 正截面受彎承載力圖; 4 按計算充分利用鋼筋強度的截面; 5 按計算不需鋼筋“a”的截面。2、彎終點位置圖4-28 彎終點

35、位置 彎起鋼筋的彎終點到支座邊或到前一排彎起鋼筋彎起點之間的距離,都不應大于箍筋的最大間距。使每根彎起鋼筋都能與斜裂縫相交,以保證斜截面的受剪和受彎承載力。錨固鋼筋的外形系數錨固鋼筋的外形系數a表4-10.16光面鋼筋 0.140.190.13外形系數 0.170.16鋼筋類型七股鋼 絞線 三股鋼 絞線 刻痕鋼絲 螺旋肋 鋼絲 帶肋鋼筋 5.6.3 5.6.3 縱筋的錨固縱筋的錨固1、錨固長度 dffaltya4-25按下式計算:(a)末端帶1350彎鉤(b)末端與短鋼筋雙面貼焊(c)末端與鋼板穿孔塞焊圖4-28 鋼筋機械錨固的形式2、支座處錨固長度 混凝土設計規(guī)范規(guī)定:鋼筋混凝土梁簡支端的下

36、部縱向受拉鋼筋伸入支座范圍的錨固長度las,見圖4-29: 要符合以下條件:圖4-29 鋼筋機械錨固的形式條件:(1)當dlhbfVast57.00時(2)當時07.0hbfVt光面鋼筋 。dlas15dlas12帶肋鋼筋 ;式中, las為鋼筋的受拉錨固長度; d為錨固鋼筋的直徑。5.6.4 5.6.4 縱筋的截斷縱筋的截斷承受正彎矩的縱筋不截斷,彎向支座;負彎矩鋼筋可以截斷,見縱筋截斷圖4-32。圖4-30 截斷鋼筋延伸長度1.2la或1.2la+h020d圖4-31 截斷鋼筋的錨固圖4-32 支座負彎筋截斷長度示意圖M 圖V 圖0.07fcbh0abcd20d1.2la+h01.2la+

37、h020d1.2la20d 梁支座截面負彎矩縱向受拉鋼筋必須截斷時,應符合以下規(guī)定: (從不需要點起算)(1)當aastldlhbfV1.2207.00時 (從充分利用點起算)(2)當時07.0bhfVt002 .1,20hlhdlaas和 (從不需要點起算) (從充分利用點起算)(3)截斷點仍處于負彎矩受拉區(qū)內007 .12 .1,3 .120hlhdlaas和 (從充分利用點起算) (從不需要點起算)梁中箍筋的最大間距(梁中箍筋的最大間距(mm)表4-2150200梁 高 h07.0hbfVt07.0hbfVt200250300300350400300150 h500300 h800500

38、 h800h5.6.5 5.6.5 箍筋的間距箍筋的間距箍筋的間距除按計算確定外,還應滿足下表要求:當 時,箍筋的配筋率還不應小于 hbfVt7 . 00yvtff24. 0滿足最小配箍率及最小直徑、最大間距的要求。梁寬400mm 且一般鋼筋多于5根,采用四肢箍,一般用雙肢。(封閉式、開口式)縱筋搭接區(qū)箍筋應加密受拉 s 5d(100mm)受壓 s 10d(200mm)圖4-33 箍筋配置示意圖b400b400b400受壓鋼筋其他構造要求其他構造要求5.75.7.1 5.7.1 縱向受力筋縱向受力筋1、錨固 受拉縱筋錨固長度,不小于0.7( )及 250mm。 dffaltya 簡支板和連續(xù)板

39、中,下部縱筋錨固長度 。dlas5 受連續(xù)梁的中間支座,出現上、下部都受拉時,分為 上部受拉和下部受拉兩種情況考慮:las 0.7la上部受拉縱筋貫穿支座;上部:下部:a、不利用支座下部縱筋受拉強度時:光面鋼筋 。dlas15dlas12帶肋鋼筋 ; b、充分利用支座下部縱筋受拉強度時:c、充分利用支座下部縱筋受壓強度時:las la受拉鋼筋搭接長度修正系數受拉鋼筋搭接長度修正系數表4-31.2 搭接長度修正系數 1.61.4縱向鋼筋搭接接頭面積百分率%25501002、搭接 受拉鋼筋搭接長度all14-26 受拉鋼筋搭接接頭面積百分率圖4-34 一連接段內的縱受拉筋鋼筋綁扎搭接接頭同一連接區(qū)段內的縱向受拉筋鋼筋綁扎搭接接頭面積百分率:梁、板、墻類:不大于25%柱類:不大于50% 任何情況下,縱向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度均不應小于300mm。5.7.2 5.7.2 彎起鋼筋彎起鋼筋圖4-35 彎筋端部錨固 彎起鋼筋的彎終點以外,也應留有一定的錨固長度:受拉區(qū)不應小于20d,受壓區(qū)不應小于10d。圖4-36

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