受拉構(gòu)件正截面的性能與設計課件

1、 混凝土結(jié)構(gòu)設計第 6 章 構(gòu)件斜截面承載力教材作者：梁興文課件制作：馬樂為課件審查：梁興文第1頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力主要內(nèi)容：受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究斜截面受剪承載力計算構(gòu)造要求偏心受力構(gòu)件的受剪承載力重點：受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究斜截面受剪承載力計算第2頁，共25頁。 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。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6.1 概述梁的箍筋和彎起鋼筋第3頁，共25頁。1 無腹筋簡支梁的受剪性能 斜裂縫形成以前的應力狀態(tài) 第6章 構(gòu)件斜截

2、面承載力 6. 2 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究斜裂縫出現(xiàn)前的應力狀態(tài)第4頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力2斜裂縫形成以后斜裂縫出現(xiàn)后的應力狀態(tài)斜截面上的抗力 剪壓面上的壓力和剪力； 斜截面相對錯動產(chǎn)生的骨料咬合力； 縱向鋼筋的銷栓剪力； 縱向鋼筋的拉力。應力狀態(tài)的變化 剪壓區(qū)的應力， 增大； 縱向鋼筋的拉力突然增大。 6. 2 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究第5頁，共25頁。2 有腹筋簡支梁的受剪性能 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 則：定義： 廣義剪跨比 ： 反映了梁截面上正應力與剪應力（或彎矩M與V） 的相對大小，影響梁的剪切破

3、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。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6. 2 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究第6頁，共25頁。 6. 2 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究第6章 構(gòu)件斜截面承載力 對于集中荷載作用下的簡支梁集中荷載作用下的簡支梁第7頁，共25頁。 6. 2 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究第6章 構(gòu)件斜截面承載力斜拉破壞剪壓破壞斜壓破壞當剪跨比較大(3)時，或箍筋配置不足時出現(xiàn)。特點是斜裂縫一出現(xiàn)梁即破壞。當剪跨比較小(1)時，或箍筋配置過多時易出現(xiàn)。此破壞系由梁中主壓應力所致。當剪跨比一般(13)時，箍筋配置適中時出現(xiàn)。此破壞系由梁中剪壓區(qū)壓

4、應力和剪應力聯(lián)合作用所致梁斜截面剪切破壞形態(tài)第8頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6. 2 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究剪跨比試驗表明，剪跨比越大，有腹筋梁的抗剪承載力越低，如圖所示。對無腹筋梁來說，剪跨比越大，抗剪承載力也越低，但當3 ，剪跨比的影響不再明顯。3 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第9頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 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

5、破壞時，混凝土強度的影響則居于上述兩者之間。 6. 2 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究第10頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 縱向鋼筋配筋率 試驗表明，梁的受剪承載力隨縱向鋼筋配筋率的提高而增大 。這主要是縱向受拉鋼筋約束了斜裂縫長度的延伸，從而增大了剪壓區(qū)面積的作用?？v向鋼筋配筋率對有腹筋梁受剪承載力的影響 6. 2 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究第11頁，共25頁。 6. 2 受彎構(gòu)件受剪性能的試驗研究第6章 構(gòu)件斜截面承載力 配箍率和箍筋強度 有腹筋梁出現(xiàn)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

6、響。試驗表明，在配箍最適當?shù)姆秶鷥?nèi)，梁的受剪承載力隨配箍量的增多、箍筋強度的提高而有較大幅度的增長。 箍筋對有腹筋梁受剪承載力的影響第12頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6.3 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算 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 VuVcVsVsb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 計算原則第13頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜

7、截面承載力 6.3 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算 相對名義剪應力Vcs/ftbho與配箍系數(shù)的關系如下 系數(shù)ssv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對于矩形、T形等的一般受彎構(gòu)件集中荷載作用下的獨立梁第14頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6.3 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算 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 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 第15頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6.3 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算3 配有箍筋和彎起鋼筋

8、梁的斜截面受剪承載力第16頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6.3 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算上限值最小截面尺寸 當 4.0時，屬于一般的梁，應滿足 當 6.0時，屬于薄腹梁，應滿足 當4.0 6.0時，屬于薄腹梁，應滿足 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，配箍率應大于最小配箍率，箍筋最小配筋率為 第17頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6.3 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算 約束梁的受力特點 受剪承載力低于簡支梁 由于約束梁剪跨段內(nèi)存在彎矩符號相反的正、負彎矩區(qū)段，在反彎點兩側(cè)梁端彎矩方向相同，縱向鋼筋應力方向相反，縱筋兩端受力方向相同，使

9、粘結(jié)力易遭到破壞。粘結(jié)裂縫的開展，引起縱筋外側(cè)砼保護層剝落；并引起縱筋受拉區(qū)延伸，使受壓區(qū)縱筋變成受拉，二者均使得剪壓區(qū)砼的剪應力和壓應力增大，梁的受剪承載力降低。 5 連續(xù)梁、框架梁和外伸梁的斜截面受剪承剪力連續(xù)梁的應力重分布 第18頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6.3 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算 約束梁的受剪承載力 廣義剪跨比為梁的實際剪跨比， 其值小于計算剪跨比；即 約束梁的受剪承載力低于相同條件的簡支梁，但若計算 時不用廣義剪跨比，而用計算剪跨比，則計算結(jié)果偏低。 約束梁的受剪承載力仍用簡支梁的計算公式，但采用計算剪跨比。 公式的上、下限條件與簡支梁相同。第19頁，共25

10、頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 6.4 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的設計計算（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)彎起鋼筋彎起點處的截面（4-4）。1 計算截面的確定第20頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力斜截面受剪承載力的計算按下列步驟進行設計： 1求內(nèi)力，繪制剪力圖；2驗算是否滿足截面限制條件，如不滿足，則應加大截面尺寸或提高混凝土的強度等級；3驗算是否需要按計算配置腹筋。4計算腹筋 （1）對僅配置箍筋的梁，可按下式計算： 對矩形、T形和工字形截面的一般受彎構(gòu)件 2 設計計算對集中荷載作用下的獨立梁 （2）

11、同時配置箍筋和彎起鋼筋的梁，可以根據(jù)經(jīng)驗和構(gòu)造要求配置箍筋確定Vcs，然后按下式計算彎起鋼筋的面積。 6.4 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的設計計算第21頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力 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算所需箍筋： 然后驗算彎起點的位置是否滿足斜截面承載力的要求。 6.4 受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的設計計算第22頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力1 偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力計算軸向壓力對受剪承載力的影響矩形、T形和I形截面的計算公式2 偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力計算 6.7 偏心受力構(gòu)件的斜載面受剪承載力第23頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力3 剪力墻的斜截面受剪承載力計算為了防上斜壓破壞，剪力墻的受剪截面應符合下列條件 鋼筋混凝土剪力墻在偏心受壓時的斜截面受剪承載力按下列公式計算 鋼筋混凝土剪力墻在偏心受拉時的斜截面受剪承載力按下列公式計算 6.7 偏心受力構(gòu)件的斜載面受剪承載力第24頁，共25頁。第6章 構(gòu)件斜截面承載力小結(jié) 斜截面承載力計算是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一個重要問題。設計梁、柱、剪力墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應同時解決正截面承載力和斜面截面承截力