第4章受弯构件斜截面承载力计算-课件

4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态4.2影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素4.3受弯构件的斜截面抗剪承载力4.4受弯构件的斜截面抗弯承载力4.5全梁承载力校核与构造要求4.6连续梁的斜截面抗剪承载力2020/10/281课程目标1.了解简支梁剪弯区的应力状态，斜截面可能出现的破坏形态了解简支梁剪弯区的应力状态，斜截面可能出现的破坏形态及影响抗剪承载力的主要因素；及影响抗剪承载力的主要因素；2.掌握斜截面剪压破坏抗剪承载力计算图式及其计算公式的应掌握斜截面剪压破坏抗剪承载力计算图式及其计算公式的应用用腹筋的设计；腹筋的设计；3.完整地设计或复核各类截面（矩形截面、完整地设计或复核各类截面（矩形截面、T形截面及箱形截形截面及箱形截面）钢筋混凝土简支梁（包括正截面、斜截面计算及构造要求）面）钢筋混凝土简支梁（包括正截面、斜截面计算及构造要求）2020/10/282精品资料2020/10/2834.1受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态4.1.1 无腹筋简支梁斜截面的受力状态无腹筋简支梁斜截面的受力状态（1）裂缝出现前的应力状态）裂缝出现前的应力状态主应力轨迹线见下图主应力轨迹线见下图4-12020/10/284应力发生重分布：应力发生重分布：a.剪压区截面减小，剪压区截面减小，、增大增大b.裂缝处纵筋拉应力增大，裂缝处纵筋拉应力增大，因需抵抗因需抵抗A-A截面弯矩截面弯矩（2）裂缝出现后应力变化）裂缝出现后应力变化见左图见左图4-22020/10/2854.1.2 无腹筋梁斜截面破坏的主要形态无腹筋梁斜截面破坏的主要形态（1）剪跨比的概念b.狭义剪跨比：a.广义剪跨比：2020/10/286（a）斜拉破坏（）斜拉破坏（m3）由梁底竖向裂缝延主压应力轨迹线迅速伸展至梁顶荷载由梁底竖向裂缝延主压应力轨迹线迅速伸展至梁顶荷载垫板边缘垫板边缘撕裂撕裂；破坏荷载低。；破坏荷载低。（2）破坏形态特征及其发生原因（b）剪压破坏）剪压破坏(1m3)梁剪弯区段出现临界斜裂缝，延主压应力轨迹线伸展至梁剪弯区段出现临界斜裂缝，延主压应力轨迹线伸展至荷载垫板下方保留一块混凝土即剪压区，在复合应力作荷载垫板下方保留一块混凝土即剪压区，在复合应力作用下用下圧酥圧酥而破坏；而破坏；（c）斜压破坏）斜压破坏(m1)腹部开裂，几条平行斜裂缝把梁腹分割成腹部开裂，几条平行斜裂缝把梁腹分割成小柱体小柱体而而压碎压碎2020/10/2874.1.3有腹筋简支梁斜截面的受力状态腹筋箍筋或箍筋+弯起筋1）有腹筋简支梁斜截面出现前后的应力状态开裂前：腹筋作用很小开裂后：腹筋应力增加显著；帮助混凝土一起抗剪的能力强大？2020/10/2882）有腹筋梁斜截面破坏的主要形态a.斜拉破坏发生条件：3且且腹筋量少腹筋量少。破坏特征：受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展，构件很快破坏。（发展，构件很快破坏。（箍筋不能有效抑制斜裂缝，少筋。）2020/10/289b.斜压破坏发生条件：1.0或或腹筋多、腹板薄腹筋多、腹板薄破坏特征：破坏特征：中和轴中和轴附近出现斜裂缝，然后向附近出现斜裂缝，然后向支座和荷载作用点延伸，破坏时在支座与荷支座和荷载作用点延伸，破坏时在支座与荷载作用点之间形成多条斜裂缝，斜裂缝间混载作用点之间形成多条斜裂缝，斜裂缝间混凝土突然压碎，腹筋不屈服。凝土突然压碎，腹筋不屈服。（腹部混凝土压碎时箍筋未屈服，超筋。）2020/10/2810c.剪压破坏发生条件：1.01.03 3或或腹筋量适中腹筋量适中破坏特征：受拉区边缘先开裂，然后向受压破坏特征：受拉区边缘先开裂，然后向受压区延伸。破坏时，与临界斜裂缝相交的腹筋区延伸。破坏时，与临界斜裂缝相交的腹筋屈服，受压区混凝土随后被压碎。屈服，受压区混凝土随后被压碎。（箍筋受拉屈服，剪压区混凝土压碎，适筋）2020/10/28114.2 影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素1）剪跨比m2）混凝土抗压强度fcu3）纵向钢筋配筋率4）配箍率和箍筋强度此外，截面形状及尺寸对Vu的影响较大。配箍率计算方法2020/10/2812思考11.配有腹筋梁的斜截面破坏形态有几种？各在什么情况下发生？2.你认为影响梁斜截面抗剪能力的最主要因素是哪些？2020/10/28134.3受弯构件的斜截面抗剪承载力4.3.1斜截面抗剪承载力计算的基本公式及适用条件1）基本公式2020/10/28144.3受弯构件的斜截面抗剪承载力2）适用条件（1）上限值截面最小尺寸（2）下限值）下限值按构造要求配置箍筋条件按构造要求配置箍筋条件4-64-72020/10/28154.3.2 等高度简支梁腹筋的初步设计已知：L、bh、混凝土强度等级、纵筋及箍筋抗拉设计强度，跨中纵筋布置，梁的计算剪力包络图，见下图4-12（1）验算截面上限（2）求构造配筋位置（3）求距支座h/2处剪力V，令Vcs=0.6VVsb=0.4V（4）按式（4-8）或（4-9）求配箍筋（5）按式（4-10）求每排弯起钢筋所需面积，按构造确定弯筋数量及位置。2020/10/2816思考21.梁的斜截面抗剪承载力基本公式是依据哪种破坏形态建立的？其适用范围是什么？2.规定截面最小尺寸的目的何在？若不满足此规定，应作何处理？3.如何避免梁发生斜拉破坏？作业:习题4-92020/10/28174.4 受弯构件的斜截面抗弯承载力4.4.1斜截面抗弯承载力计算实际设计中采用构造规定来满足上式，即：起弯点距该筋充分利用点距离满足S10.5h02020/10/28184.4 受弯构件的斜截面抗弯承载力4.4.2纵向受拉钢筋的弯起要求会作两种图：1）计算弯矩包络图2）材料抵抗弯矩图要求在图中明确两个点：1）弯筋的“充分利用点”2）弯筋的“不需要点”思考两个问题：1）满足正截面抗弯要求？2）满足）满足斜斜截面抗弯要求？2020/10/28194.5 全梁承载力校核与构造要求4.5.1斜截面抗剪承载力的复核利用式（4-6）检查截面尺寸利用式（4-5）进行抗剪复核，并注意：1）复核截面的选择，见P912）斜截面顶端位置的确定，见P912020/10/28204.5.2 有关的构造要求1）纵向钢筋在支座处的锚固2）纵向钢筋在梁跨间的截断与锚固3）钢筋的接头4）箍筋的构造要求5）弯起钢筋6）架立钢筋（P45)7）水平纵向钢筋（P45)2020/10/2821课堂作业什么情况下梁采用焊接钢筋骨架？试绘出焊接钢筋骨架T形截面简支梁配筋示意图，并说明各种钢筋的作用及构造要求。2020/10/28224.5.3 装配式钢筋混凝土简支梁设计例题已知：简支梁计算跨径19.5m，T形截面，类环境，二级安全等级。C25混凝土，纵筋HRB335级，箍筋R235，直径8mm，控制截面弯矩及剪力组合设计值如下表：要求：配置纵筋，弯起筋及箍筋。截面位置截面位置弯矩弯矩kN.m剪力剪力kN跨中截面220084L/4跨截面1600支座截面04402020/10/28234.5.3 装配式钢筋混凝土简支梁设计例题题图2020/10/28244.5.3 装配式钢筋混凝土简支梁设计例题跨中截面配筋图（纵筋）2020/10/28254.5.3 装配式钢筋混凝土简支梁设计例题半跨梁剪力分配图配筋图（下）及弯起筋布置示意图（上）2020/10/28264.5.3 装配式钢筋混凝土简支梁设计例题弯起钢筋细节图（左下）2020/10/28274.5.3 装配式钢筋混凝土简支梁设计例题弯起钢筋后梁正、斜截面抗弯验算见下图4-262020/10/28284.5.3 装配式钢筋混凝土简支梁设计例题弯起筋和斜及筋布置见图4-27其中a)、c)分别为弯矩、剪力包络图2020/10/28294.5.3 装配式钢筋混凝土简支梁设计例题斜截面抗剪承载力复核由图4-27及图4-28对各截面逐一进行复核2020/10/2830课外作业教材P108,4-102020/10/28314.6 连续梁斜截面抗剪承载力2020/10/28324.6 连续梁斜截面抗剪承载力4.6.1连续梁斜截面破坏特点依次裂缝：先垂直裂缝再临界裂缝后粘结裂缝应力重分布：纵筋外混凝土由压变为拉导致Vu2020/10/28334.6 连续梁斜截面抗剪承载力Vu的影响因素：广义剪跨比mVu计算公式见式（计算公式见式（4-5）2020/10/28344.6 连续梁斜截面抗剪承载力4.6.2 连续梁斜截面抗剪承载力计算方法（1）配箍筋和弯起筋，抗剪计算按式（4-5）进行，变高度梁式中Vd改用换算剪力设计值，截面尺寸验算满足式（4-6），对变高度梁尚应对截面急剧变化处进行验算（2）最大剪力组合设计值取值规定：等高：变高：（3）计算弯起钢筋时的，Vsb取值的规定（4）配筋构造要求2020/10/2835