水工鋼筋混凝土 (9)

1、受彎構(gòu)件在荷載作用下，受彎構(gòu)件在荷載作用下，同時(shí)產(chǎn)生彎矩和剪力。同時(shí)產(chǎn)生彎矩和剪力。在彎矩區(qū)段，產(chǎn)生正截面在彎矩區(qū)段，產(chǎn)生正截面受彎破壞；受彎破壞；在剪力較大的區(qū)段，產(chǎn)生在剪力較大的區(qū)段，產(chǎn)生斜截面受剪破壞。斜截面受剪破壞。荷載小時(shí)鋼筋砼梁應(yīng)力狀荷載小時(shí)鋼筋砼梁應(yīng)力狀態(tài)同勻質(zhì)彈性梁。態(tài)同勻質(zhì)彈性梁。第第4 4章章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算第4章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 概 述 第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 概 述 勻質(zhì)彈性材料梁應(yīng)力狀態(tài)勻質(zhì)彈性材料梁應(yīng)力狀態(tài)第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 概 述 v主拉應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度，出現(xiàn)與其相垂直的裂縫。主

2、拉應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度，出現(xiàn)與其相垂直的裂縫。v為防止正截面破壞，須配為防止正截面破壞，須配縱向鋼筋縱向鋼筋。v為防止斜截面破壞，須配為防止斜截面破壞，須配彎起鋼筋及箍筋彎起鋼筋及箍筋（腹筋）（腹筋）。第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.1 受彎構(gòu)件斜截面受力及破壞形態(tài)1.1.斜裂縫的種類(lèi)：斜裂縫的種類(lèi)： 第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 2.2.斜裂縫發(fā)生前后梁內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的變化斜裂縫發(fā)生前后梁內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的變化第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 4.1無(wú)腹筋梁斜截面上的應(yīng)力狀態(tài)及破壞形態(tài)斜截面上平衡斜截面上平衡MA和和VA的力有：的力有：縱向鋼筋的拉力縱向鋼筋的拉力T；余留剪壓面余

3、留剪壓面( (AA) )上砼承擔(dān)的上砼承擔(dān)的 剪力剪力Vc及壓力及壓力C；骨料咬合力骨料咬合力Va , ,垂直分量垂直分量Vy ；縱筋的縱筋的“銷(xiāo)栓力銷(xiāo)栓力” Vd 。MA ：外荷載在斜截面：外荷載在斜截面上引起的彎矩；上引起的彎矩；VA ：外荷載在斜截面：外荷載在斜截面上引起的剪力；上引起的剪力；dycAVVVV力的平衡：力的平衡：力矩的平衡：力矩的平衡：第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 4.1無(wú)腹筋梁斜截面上的應(yīng)力狀態(tài)及破壞形態(tài)斜裂縫發(fā)生后應(yīng)力狀態(tài)的變化斜裂縫發(fā)生后應(yīng)力狀態(tài)的變化v一開(kāi)裂砼承擔(dān)的剪應(yīng)力增大；一開(kāi)裂砼承擔(dān)的剪應(yīng)力增大；余留截面余留截面AA來(lái)抵抗剪力。來(lái)抵抗剪力。v穿過(guò)斜

4、裂縫的縱筋應(yīng)力增大；穿過(guò)斜裂縫的縱筋應(yīng)力增大；斜裂縫出現(xiàn)前，各截面縱筋拉力由該截面彎矩決定；斜裂縫出現(xiàn)前，各截面縱筋拉力由該截面彎矩決定；斜裂縫出現(xiàn)后，截面斜裂縫出現(xiàn)后，截面B B鋼筋拉力決定于截面鋼筋拉力決定于截面A的彎矩，的彎矩，MAMB。v壓區(qū)砼的壓應(yīng)力上升；壓區(qū)砼的壓應(yīng)力上升；縱筋拉力突增，斜裂縫向上開(kāi)展，受壓區(qū)砼面積縮小?？v筋拉力突增，斜裂縫向上開(kāi)展，受壓區(qū)砼面積縮小。由于由于Vd作用。作用。v砼沿縱筋受到撕裂力。砼沿縱筋受到撕裂力。00haVhM集中荷載簡(jiǎn)支梁集中荷載簡(jiǎn)支梁剪跨比剪跨比h0a0bhV0VhM20bhM3. 3. 斜截面受剪破壞形態(tài)斜截面受剪破壞形態(tài)第四章 鋼筋砼受彎

5、構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 3, 腹筋配置少腹筋配置少一出現(xiàn)斜裂縫，很快形成一出現(xiàn)斜裂縫，很快形成臨臨界斜裂縫界斜裂縫，延伸到梁頂集載延伸到梁頂集載作用點(diǎn)，整個(gè)截面裂通。作用點(diǎn)，整個(gè)截面裂通。承載力急劇下降，承載力急劇下降，破壞荷載破壞荷載比斜裂縫形成時(shí)的荷載增加比斜裂縫形成時(shí)的荷載增加不多，不多，脆性性質(zhì)顯著。脆性性質(zhì)顯著。砼砼余留截面上剪應(yīng)力上升，余留截面上剪應(yīng)力上升，主拉應(yīng)力超過(guò)砼抗拉強(qiáng)度而主拉應(yīng)力超過(guò)砼抗拉強(qiáng)度而斜向拉壞，稱(chēng)為斜向拉壞，稱(chēng)為斜拉破壞斜拉破壞。破壞破壞取決于砼的抗拉強(qiáng)度。取決于砼的抗拉強(qiáng)度。P f斜拉破壞斜拉破壞第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.1無(wú)腹筋梁斜截面上的應(yīng)力

6、狀態(tài)及破壞形態(tài)斜拉破壞試驗(yàn)錄像斜拉破壞試驗(yàn)錄像P f 1 3，腹筋配置適中，腹筋配置適中v出現(xiàn)垂直裂縫和微細(xì)的斜裂出現(xiàn)垂直裂縫和微細(xì)的斜裂縫，縫，根形成臨界斜裂縫，壓區(qū)根形成臨界斜裂縫，壓區(qū)砼截面不裂通。腹筋屈服，剪壓砼截面不裂通。腹筋屈服，剪壓區(qū)砼壓碎。區(qū)砼壓碎。v破壞過(guò)程比斜拉破壞緩慢，破破壞過(guò)程比斜拉破壞緩慢，破壞荷載高于斜裂縫出現(xiàn)時(shí)荷載。壞荷載高于斜裂縫出現(xiàn)時(shí)荷載。v余留截面主壓應(yīng)力超過(guò)砼在壓余留截面主壓應(yīng)力超過(guò)砼在壓力和剪力共同作用下的抗壓強(qiáng)度力和剪力共同作用下的抗壓強(qiáng)度而破壞，而破壞，稱(chēng)為稱(chēng)為剪壓破壞剪壓破壞。v破壞取決于砼復(fù)合應(yīng)力（剪壓）破壞取決于砼復(fù)合應(yīng)力（剪壓）的強(qiáng)度。的強(qiáng)度

7、。剪壓破壞剪壓破壞第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.1無(wú)腹筋梁斜截面上的應(yīng)力狀態(tài)及破壞形態(tài)剪壓破壞試驗(yàn)錄像剪壓破壞試驗(yàn)錄像 1，腹筋配置多，腹筋配置多主壓應(yīng)力的方向沿支座與荷載主壓應(yīng)力的方向沿支座與荷載作用點(diǎn)的連線(xiàn)。作用點(diǎn)的連線(xiàn)?？拷ё焊共砍霈F(xiàn)大體平行靠近支座梁腹部出現(xiàn)大體平行的斜裂縫，梁腹被分割成幾個(gè)傾的斜裂縫，梁腹被分割成幾個(gè)傾斜的受壓柱體。斜的受壓柱體。過(guò)大的主壓應(yīng)力將梁腹砼斜向過(guò)大的主壓應(yīng)力將梁腹砼斜向壓碎，稱(chēng)為壓碎，稱(chēng)為斜壓破壞斜壓破壞。腹筋達(dá)不。腹筋達(dá)不到屈服強(qiáng)度。到屈服強(qiáng)度。破壞取決于砼的抗壓強(qiáng)度。破壞取決于砼的抗壓強(qiáng)度。P f斜壓破壞斜壓破壞第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜

8、截面承載力計(jì)算4.1無(wú)腹筋梁斜截面上的應(yīng)力狀態(tài)及破壞形態(tài)無(wú)腹筋斜壓破壞試驗(yàn)錄像無(wú)腹筋斜壓破壞試驗(yàn)錄像第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 4.2有腹筋梁斜截面受剪承載力計(jì)算 剪跨比 配箍率11 3無(wú)腹筋斜壓破壞剪壓破壞斜拉破壞sv很小斜壓破壞剪壓破壞斜拉破壞sv適量斜壓破壞剪壓破壞剪壓破壞sv很大斜壓破壞斜壓破壞斜壓破壞v受剪破壞都是脆性的。受剪破壞都是脆性的。v斜拉破壞為受拉脆性破壞，斜拉破壞為受拉脆性破壞，脆性性質(zhì)最顯著；脆性性質(zhì)最顯著；v斜壓破壞為受壓脆性破壞；斜壓破壞為受壓脆性破壞；v剪壓破壞界于受拉和受壓剪壓破壞界于受拉和受壓脆性破壞之間。脆性破壞之間。P f斜壓破壞剪壓破壞斜拉破

9、壞第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.1無(wú)腹筋梁斜截面上的應(yīng)力狀態(tài)及破壞形態(tài)第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 4.1無(wú)腹筋梁斜截面上的應(yīng)力狀態(tài)及破壞形態(tài)4.4.影響斜截面破壞承載力的主要因素影響斜截面破壞承載力的主要因素（一）剪跨比（一）剪跨比 3，斜拉破壞；斜拉破壞； 1，斜壓破壞；斜壓破壞；1 Vc；3 求求Asv/s;4 假定假定d，求，求s；5 實(shí)配箍筋，驗(yàn)算最小配箍率；實(shí)配箍筋，驗(yàn)算最小配箍率；6 繪截面施工圖繪截面施工圖第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.3鋼筋砼梁的斜截面受彎承載力 第三節(jié)第三節(jié) 鋼筋砼梁的鋼筋砼梁的斜截面受彎承載力斜截面受彎承載力一、問(wèn)題的提出

10、一、問(wèn)題的提出 v梁全長(zhǎng)縱筋不切斷不梁全長(zhǎng)縱筋不切斷不彎起，必然滿(mǎn)足任何斜彎起，必然滿(mǎn)足任何斜截面的抗彎要求。截面的抗彎要求。v縱筋被切斷或彎起時(shí)，縱筋被切斷或彎起時(shí)，斜截面抗彎有可能成為斜截面抗彎有可能成為問(wèn)題。問(wèn)題。第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.3鋼筋砼梁的斜截面受彎承載力某梁的負(fù)彎矩區(qū)段的配筋情況某梁的負(fù)彎矩區(qū)段的配筋情況ussiuiMAAM按鋼筋的面積比劃分各根鋼筋承擔(dān)的彎矩按鋼筋的面積比劃分各根鋼筋承擔(dān)的彎矩Mui為節(jié)約鋼材，可根據(jù)設(shè)計(jì)彎矩圖的變化將鋼筋彎起作受剪鋼筋為節(jié)約鋼材，可根據(jù)設(shè)計(jì)彎矩圖的變化將鋼筋彎起作受剪鋼筋或截?cái)?。但鋼筋的彎起和截?cái)嗑鶓?yīng)滿(mǎn)足受彎承載力的要求。

11、或截?cái)?。但鋼筋的彎起和截?cái)嗑鶓?yīng)滿(mǎn)足受彎承載力的要求。q225122M 圖Mu圖M 圖Mmax二、抵抗彎矩圖的概念二、抵抗彎矩圖的概念 第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.3鋼筋砼梁的斜截面受彎承載力v抵抗彎矩圖是各截面抵抗彎矩圖是各截面實(shí)際能夠抵抗的彎矩圖實(shí)際能夠抵抗的彎矩圖形。形。v圖形上縱坐標(biāo)是截面圖形上縱坐標(biāo)是截面實(shí)際能夠抵抗的彎矩值，實(shí)際能夠抵抗的彎矩值，可根據(jù)截面實(shí)有的縱筋可根據(jù)截面實(shí)有的縱筋截面面積求得。截面面積求得。 第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.3鋼筋砼梁的斜截面受彎承載力(一一)縱筋的理論切斷點(diǎn)與充分利用點(diǎn)縱筋的理論切斷點(diǎn)與充分利用點(diǎn)F是鋼筋是鋼筋4的理論切

12、斷點(diǎn)和鋼筋的理論切斷點(diǎn)和鋼筋1 、 2 、 3的充分利用點(diǎn)。的充分利用點(diǎn)。(二二)鋼筋切斷與彎起時(shí)鋼筋切斷與彎起時(shí)MR圖的表示方法圖的表示方法鋼筋切斷是一個(gè)陡坎，彎起是一斜坡。鋼筋切斷是一個(gè)陡坎，彎起是一斜坡。（三）（三）MR圖與圖與M圖的關(guān)系圖的關(guān)系MR圖必須包住圖必須包住M圖以保證正截面的抗彎要求。圖以保證正截面的抗彎要求。第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.3鋼筋砼梁的斜截面受彎承載力（一）切斷縱筋時(shí)如何保證斜截面受彎承載力（一）切斷縱筋時(shí)如何保證斜截面受彎承載力三三. 保證斜截面受彎承載力對(duì)切斷和彎起的要求保證斜截面受彎承載力對(duì)切斷和彎起的要求規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定v實(shí)際切斷點(diǎn)離充分利

13、用實(shí)際切斷點(diǎn)離充分利用 點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離: 1.2la KV800mm800mm， 8mm8mm；梁高梁高h(yuǎn)250250800mm800mm， 6mm6mm；梁高梁高h(yuǎn)300mm，仍沿全梁布置；，仍沿全梁布置； h150300mm，在端部各，在端部各1/4跨度內(nèi)布；跨度內(nèi)布； h150mm，可不布箍筋。，可不布箍筋。v有集載時(shí)，仍沿梁全長(zhǎng)布置。有集載時(shí)，仍沿梁全長(zhǎng)布置。 (四四)箍筋的最大間距箍筋的最大間距v不大于表不大于表4-1的數(shù)值。的數(shù)值。v有受壓鋼筋時(shí)：有受壓鋼筋時(shí)： 綁扎骨架綁扎骨架 15d， 焊接骨架中焊接骨架中 20d， 在任何情況下在任何情況下 400mm；v 一排縱向受壓筋多

14、于一排縱向受壓筋多于5根且直徑大于根且直徑大于18mm， 10d。v綁扎縱筋的搭接長(zhǎng)度內(nèi)，綁扎縱筋的搭接長(zhǎng)度內(nèi)，鋼筋受拉，鋼筋受拉， 5d， 且且 100mm；鋼筋受壓，鋼筋受壓， 10d，且，且 200mm。第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.4 鋼筋骨架的構(gòu)造二二. .縱向鋼筋的構(gòu)造縱向鋼筋的構(gòu)造( (一一) )縱向受力鋼筋的接頭縱向受力鋼筋的接頭( (二二) )縱向受力鋼筋在支座中的錨固縱向受力鋼筋在支座中的錨固 (1)(1)VVcd las5d；(2)(2)V Vcd las10d( (等高肋鋼筋等高肋鋼筋) )； las12d( (月牙肋鋼筋月牙肋鋼筋) )； las15d(

15、(光面鋼筋光面鋼筋) )。第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.4 鋼筋骨架的構(gòu)造 (三三)架立鋼筋的配置架立鋼筋的配置梁跨梁跨l6m，d 10mm。(四四)腰筋及拉筋的設(shè)置腰筋及拉筋的設(shè)置v梁高超過(guò)梁高超過(guò)700mm時(shí)，為防止溫度變形時(shí)，為防止溫度變形及砼收縮在梁中部產(chǎn)生豎向裂縫，梁兩及砼收縮在梁中部產(chǎn)生豎向裂縫，梁兩側(cè)沿高度每隔側(cè)沿高度每隔300400mm設(shè)設(shè) 10mm的腰筋。的腰筋。v腰筋間用拉筋連接，拉筋直徑可取與腰筋間用拉筋連接，拉筋直徑可取與箍筋相同；拉筋間距常取為箍筋間距的箍筋相同；拉筋間距常取為箍筋間距的倍數(shù)，在倍數(shù)，在500700mm之間。之間。 第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜

16、截面承載力計(jì)算4.4 鋼筋骨架的構(gòu)造三三. .彎起鋼筋的構(gòu)造彎起鋼筋的構(gòu)造v彎起鋼筋的最大間距同箍筋。彎起鋼筋的最大間距同箍筋。 v梁寬較大梁寬較大( (b250mm)250mm)，宜在一個(gè)截面同時(shí)彎起兩根鋼筋。，宜在一個(gè)截面同時(shí)彎起兩根鋼筋。v彎起鋼筋的彎折終點(diǎn)處應(yīng)有足夠長(zhǎng)的錨固長(zhǎng)度彎起鋼筋的彎折終點(diǎn)處應(yīng)有足夠長(zhǎng)的錨固長(zhǎng)度 。v單獨(dú)設(shè)置抗剪斜筋應(yīng)成吊筋型式（鴨筋），不用單獨(dú)設(shè)置抗剪斜筋應(yīng)成吊筋型式（鴨筋），不用“浮筋浮筋” 第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.5 鋼筋砼構(gòu)件施工圖一、模板圖一、模板圖 注明構(gòu)件的外形尺寸，制作模板之用。對(duì)簡(jiǎn)單的構(gòu)注明構(gòu)件的外形尺寸，制作模板之用。對(duì)簡(jiǎn)單的

17、構(gòu)件，模板圖可與配筋圖合并。件，模板圖可與配筋圖合并。二、配筋圖二、配筋圖 表示鋼筋骨架的形狀以及在模板中的位置，為綁扎表示鋼筋骨架的形狀以及在模板中的位置，為綁扎骨架用。規(guī)格、長(zhǎng)度或形狀不同的鋼筋必須編以不同的骨架用。規(guī)格、長(zhǎng)度或形狀不同的鋼筋必須編以不同的編號(hào)。編號(hào)。三、鋼筋表三、鋼筋表 表示構(gòu)件中所有鋼筋的品種、規(guī)格、形狀、長(zhǎng)度、根表示構(gòu)件中所有鋼筋的品種、規(guī)格、形狀、長(zhǎng)度、根數(shù)。為斷料及加工成型用。數(shù)。為斷料及加工成型用。四、說(shuō)明或附注四、說(shuō)明或附注 施工過(guò)程中必須引起注意的事項(xiàng)。例如：尺寸單位、施工過(guò)程中必須引起注意的事項(xiàng)。例如：尺寸單位、鋼筋保護(hù)層厚度、砼強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋級(jí)別。鋼筋保

18、護(hù)層厚度、砼強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋級(jí)別。第五節(jié)第五節(jié) 鋼筋砼構(gòu)件施工圖鋼筋砼構(gòu)件施工圖第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.5 鋼筋砼構(gòu)件施工圖 鋼筋長(zhǎng)度計(jì)算方法鋼筋長(zhǎng)度計(jì)算方法第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.6 鋼筋砼伸臂梁設(shè)計(jì)例題第六節(jié)第六節(jié) 鋼筋砼伸臂梁設(shè)計(jì)例題鋼筋砼伸臂梁設(shè)計(jì)例題第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.6 鋼筋砼伸臂梁設(shè)計(jì)例題第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.6 鋼筋砼伸臂梁設(shè)計(jì)例題第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.6 鋼筋砼伸臂梁設(shè)計(jì)例題例例2bh=250650，C25，級(jí)縱筋，級(jí)縱筋，級(jí)箍筋級(jí)箍筋7m1.86mq1=65kN/mq2=130k

19、N/mABCD3m293.8kN.m224.9kN.m第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.6 鋼筋砼伸臂梁設(shè)計(jì)例題例例2bh=250650，C25，級(jí)縱筋，級(jí)縱筋，級(jí)箍筋級(jí)箍筋7m1.86mq1=65kN/mq2=130kN/mABCD183.4kN247.6kN217.8kN第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.6 鋼筋砼伸臂梁設(shè)計(jì)例題正截面配筋計(jì)算正截面配筋計(jì)算 跨中截面 C 支座截面 B M 20bhfMcds )211 (5 . 0ss 0hfMAsyds 293.8kN.m 0.261 0.846 1883 mm2 224.9kN.m 0.200 0.887 1374 mm

20、2 實(shí)配 522=1900 mm2 222+220=1388 mm2 第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算4.6 鋼筋砼伸臂梁設(shè)計(jì)例題斜截面配筋計(jì)算斜截面配筋計(jì)算計(jì)算截面 A 支座邊 B 支座左側(cè) B 支座右側(cè) V(kN) 183.4 247.6 217.8 rdV/fcbh0 0.100 0.1350.25 0.119 6-150, Vcs 198.0 198.0 198.0 第一排Asb1 45sin8 . 01ycsdsbfVVA 不需要彎起鋼筋 按構(gòu)造配置 292 mm2 122=380 116.7 mm2 122=380 第二排 彎起鋼筋 處的剪力 201.1Vcs 按構(gòu)造彎起第二排 124.8 sv,min=0.24ft/fyv=0.145%) 900 325 A 575 900 325 B 575 575 900 325 B 第四章 鋼筋砼受彎構(gòu)件斜截面