5受弯构件斜截面承载力计算161025解析.pptx
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1、第第5章章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算5 5.1.1.1.1.斜截面破坏的原因斜截面破坏的原因如图5-1所示,简支梁在两个对称荷载作用下产生的效应是弯矩和剪力。在梁开裂前可将梁视为匀质弹性体,按材力公式分析。5.1 概概概概 述述述述pplllMplVp混凝土第五章5 5.1.1.1.1.斜截面破坏的原因斜截面破坏的原因图 5-1按材力方法,绘制梁在荷载作用下的主应力迹线,实线为主拉应力迹线,虚线为主压应力迹线。为正应力,剪应力。5.1 概概概概 述述述述)4545 ft时,即产生斜裂缝,因其破坏面与梁轴斜交 斜裂缝的类型弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝 称斜截面
2、破坏。4.18腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝混凝土第五章 以图5-4所示的斜裂缝CB为界取出隔离体,其中C为斜裂缝起点,B为该裂缝端点,斜裂缝上端截面AB称为剪压区。纵向钢筋拉应力的增大导致钢筋与混凝土间粘结应力的增大,有可能出现沿纵向钢筋的粘结裂缝或撕裂裂缝。混凝土第五章5 5.1.2.1.2.斜截面承载力配筋的形式斜截面承载力配筋的形式梁中设置钢筋承担开裂后的拉力:箍筋、弯筋、纵筋、架立筋 形成钢筋骨架,如图5-2所示。图5-2有腹筋梁:箍筋、弯筋、纵筋无腹筋梁:纵筋弯终点弯起点弯起筋纵筋箍筋架立筋ash0Asvssb.混凝土第五章5 5.2.1.2.1.斜裂缝出现后梁中受力状态
3、的变化斜裂缝出现后梁中受力状态的变化现将梁沿斜裂缝AAB切开,取出斜裂缝顶点左边部分脱离体。无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的受剪性能5.2图5-3ABCED(a)EDABcaVVaVdTsDcVcMCMBPPVcVaVdVP纵筋销栓作用纵筋销栓作用骨料咬合作用骨料咬合作用混凝土第五章应力状态变化表现如下:开裂前,V由全截面承受;开裂后,V为残余的较小面积承受;同时V和VC组成的力偶应由T及DC来平衡,残余面上既受剪又受压剪压区,且,明显增大。开裂前,C处钢筋应力由MC决定;开裂后,C处钢筋应力由MB决定,MB MC,所以,C处钢筋应力突增。最终随着荷载加大,斜裂
4、缝形成,梁的受力有如一拉杆拱的作用。混凝土第五章斜裂缝形成以后斜裂缝形成以后斜裂缝出现后的应力状态斜裂缝出现后的应力状态斜截面上的抗力斜截面上的抗力 剪剪压压面面上上的的压压力力和和剪剪力;力;斜斜截截面面相相对对错错动动产产生生的骨料咬合力;的骨料咬合力;纵向钢筋的销栓剪力;纵向钢筋的销栓剪力;纵向钢筋的拉力。纵向钢筋的拉力。应力状态的变化应力状态的变化 剪剪压压区区的的应应力力,增大;增大;纵纵向向钢钢筋筋的的拉拉力力突突然然增大。增大。混凝土第五章 1.带拉杆的梳形拱模型:适用于 无腹筋梁。斜截面受剪机理斜截面受剪机理3.桁架模型:适用于有腹筋梁。2.拱形桁架模型:适用于有腹筋梁5 5.
5、2.2 .2.2 无腹筋梁的剪切破坏形态无腹筋梁的剪切破坏形态剪跨比的定义广义剪跨比:计算剪跨比:5354剪跨比反映梁中弯矩和剪力的组合情况。破坏形态:aaPPaPPPP(a)(b)(c)图5-4混凝土第五章 3或或腹腹筋筋量量少少:一裂,即裂缝迅速向集中荷载作用点延伸,一般形成一条斜裂缝将弯剪段拉坏。承载力与开裂荷载接近。1.5剪压斜拉破坏性质:混凝土第五章5 5.2.3.2.3 影响斜截面承载力的主要因素影响斜截面承载力的主要因素 剪跨比,在一定范围内,混凝土强度等级 纵筋配筋率 ,抗剪承载力c ,抗剪承载力 ,抗剪承载力截面形状,预应力,梁的连续性 P108 腹筋的数量 跨高比 混凝土第
6、五章剪跨比剪跨比试试验验表表明明,剪剪跨跨比比越越大大,有有腹腹筋筋梁梁的的抗抗剪剪承承载载力力越越低低,如如图图所所示示。对对无无腹腹筋筋梁梁来来说说,剪剪跨跨比比越越大大,抗抗剪剪承承载载力力也也越越低低,但但当当3,剪剪跨跨比比的的影影响响不不再再明明显。显。剪跨比对有腹筋梁受剪承载力的影响剪跨比对有腹筋梁受剪承载力的影响混凝土第五章 混凝土强度混凝土强度 斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力随随混混凝凝土土的的强强度度等等级级的的提提高高而而提提高高。梁梁斜斜压压破破坏坏时时,受受剪剪承承载载力力取取决决于于混混凝凝土土的的抗抗压压强强度度。梁梁为为斜斜拉拉破破坏坏时时,受受剪剪承承载载力
7、力取取决决于于混混凝凝土土的的抗抗拉拉强强度度,而而抗抗拉拉强强度度的的增增加加较较抗抗压压强强度度来来得得缓缓慢慢,故故混混凝凝土土强强度度的的影影响响就就略略小小。剪剪压压破破坏坏时时,混混凝凝土土强强度度的的影影响响则则居居于于上上述述两两者之间。者之间。混凝土第五章 纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率 试试验验表表明明,梁梁的的受受剪剪承承载载力力随随纵纵向向钢钢筋筋配配筋筋率率的的提提高高而而增增大大。这这主主要要是是纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋约约束束了了斜斜裂裂缝缝长长度度的的延延伸伸,从从而而增增大大了了剪剪压压区区面面积积的的作作用。用。纵向钢筋配筋率对有腹筋梁受剪承载力的影响纵向钢筋
8、配筋率对有腹筋梁受剪承载力的影响混凝土第五章 配箍率和箍筋强度配箍率和箍筋强度 有腹筋梁出现斜裂缝后,箍筋不仅直接承受相当部分的剪力,而且有效地抑制斜裂缝的开展和延伸,对提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵向钢筋的销栓作用有着积极的影响。试验表明,在配箍最适当的范围内,梁的受剪承载力随配箍量的增多、箍筋强度的提高而有较大幅度的增长。箍筋对有腹筋梁受剪承载力的影响箍筋对有腹筋梁受剪承载力的影响混凝土第五章 集中荷载作用下:式中 Vc 无腹筋梁受剪承载力设计值 计算剪跨比a 集中荷载作用点至支座截面或 节点边缘的距离 均布荷载作用下:Vc0.7ftbh05 5.2.4.2.4 无腹筋梁的抗剪承载力无腹筋
9、梁的抗剪承载力混凝土第五章5 5.2 2.5 5.不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件式中 截面高度影响系数,当h02000mm时,取h0=2000mm。斜截面的受剪承载力应按下列公式计算:5 5.3.1.3.1.仅配置箍筋抗剪仅配置箍筋抗剪 衡量配箍量大小的指标n 箍筋的肢数,一般取n2,当b350mm时 n=4。Asv1单肢箍筋的截面面积。有腹筋梁的抗剪性能及受剪承载力计算有腹筋梁的抗剪性能及受剪承载力计算有腹筋梁的抗剪性能及受剪承载力计算有腹筋梁的抗剪性能及受剪承载力计算5.3Asv1ssb裂缝出现后,形成桁架体系传力机构。配箍率混凝土第五章 有腹
10、筋梁的破坏形态配箍率sv很低,或间距S较大且较大的时候;sv很大,或很小(1.5)斜向压碎,箍筋未屈服;配箍率和剪跨比适中,破坏时箍筋受拉屈服,剪压区砼压碎,斜截面承载力随sv及fyv的增大而增大。1、斜拉破坏:2、斜压破坏:3、剪压破坏:混凝土第五章式中:Vc 混凝土剪压区受剪承载力设计值;V 梁斜截面破坏时所承受的总剪力;Vs 与斜裂缝相交的箍筋受剪承载力设计值;Vsb 与斜裂缝相交的纵筋的受剪承载力设计值。剪压破坏时,斜裂缝所承受的剪力由三部分组成,见图:VuVc+Vs+VsbVcsVc+VsVuVcs+Vsb斜截面受剪分析VVcVsVsbDc混凝土第五章规范公式是以剪压破坏的受力特征作
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