梁斜截面受剪承载力计算

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,4,章 受弯构件的斜截面承载力,4.1,概述,4.2,斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态,4.3,简支梁斜截面受剪机理,4.4,斜截面受剪承载力的计算,4.5,保证斜截面受弯承载力的构造措施,4.6,梁、板内钢筋的其它构造要求,知识点：,1.,斜裂缝、剪跨比及斜裂面受剪破坏形态；,2.,斜截面受剪承载力计算公式；,3.,斜截面受剪承载力的设计计算；,4.,保证斜截面 受弯承载力的构造措施，其他构造要求。,1,钢筋混凝土梁的斜裂缝、剪跨比、斜截面受剪破坏的三种主要形态；,2,斜截面受剪承载力基本计算公式及适用范围、设计方法和计算截面；,3,材料抵抗弯矩图、纵筋弯起点和弯终点的位置、纵筋的锚固、纵筋的截断、箍筋的间距,4,梁中纵向受力钢筋、弯筋和箍筋的其他构造要求。,重点：,难点：,1,斜截面受剪承载力基本计算公式及适用范围、设计方法和计算截面；,2,材料抵抗弯矩图、纵筋弯起点和弯终点的位置、纵筋的锚固、纵筋的截断、箍筋的间距。,1.,斜截面：截面上同时作用有弯矩和剪力；,2.,腹筋：弯起钢筋、箍筋或附加斜筋,一、几个概念,二、本章解决的问题,1.,确定腹筋的用量和布置方法；,2.,有关的构造规定。,受弯构件,荷载作用,弯矩,剪力,正截面受弯破坏,斜截面受剪破坏,4.1,概述,弯起钢筋,架立筋,纵向钢筋,箍筋,弯终点,弯起点,弯起筋,纵筋,箍筋,架立筋,a,s,h,0,A,sv,s,s,b,.,. .,箍筋直径通常为,6,或,8mm,，,且不小于,d/4,；,弯筋常用的弯起角度为,45,或,60,度，且不宜设置在梁截面的两侧；,4.2,斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态,在受弯构件的设计中，要保证,强剪弱弯！,4.2.1,斜裂缝的分类,采用增设,腹筋,的方法来阻止斜裂缝的扩展,1.,弯剪斜裂缝,2.,腹剪斜裂缝,4.2.2,剪跨比,（,Shear span ratio,）,的概念,剪跨比,为集中荷载到临近支座的距离,a,与梁截面有效高度,h,0,的比值，即,a,/,h,0,。,广义剪跨比,：,M,/,（,Vh,0,）,。,剪跨比反映了梁中正应力与剪应力的比值,。,1,、承受集中荷载时,，,2,、,承受均布荷载时，设,l,为计算截面离支座的距离，则,4.2.3,斜截面受剪破坏形态的,三种破坏形态,1.,无腹筋梁的破坏形态,3,，,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,）,斜拉破坏,2,）,剪压破坏,：,1,剪压,斜拉,破坏性质：,挠度,荷载,剪压破坏,斜拉破坏,斜压破坏,设计中,斜压破坏,和,斜拉破坏,主要靠构造要求来避免，而剪压破坏则通过配箍计算来防止。,2.,有腹筋梁的破坏形态,4.3,简支梁斜截面受剪机理,有腹筋梁受剪的力学模型,梁中配置箍筋，出现斜裂缝后，梁的剪力传递机构由原来无腹筋梁的,拉杆拱传递机构,转变为,桁架与拱的复合传递机构,4.4.1,影响受剪承载力的因素,4.4,斜截面受剪承载力的计算,1.,剪跨比入，在一定范围内，,2.,混凝土强度等级,3,.,纵筋配筋率,，,受剪承载力,c,，,受剪承载力,，,受剪承载力,4.,配,箍,率,，,6,.,截面尺寸和形状,f,，,受剪承载力,sv,，,受剪承载力,5.,骨料咬合力,箍筋肢数图,1.,基本假设,一般原则：采用半理论半经验的实用计算公式；,仅讨论剪压破坏,的情况；,对于斜压破坏，,采用,限制截面尺寸,的构造措施来防止,;,对于斜拉破坏,，采用,最小配箍率,的构造措施来防止。,4.4.2,斜截面抗剪承载力的计算,（,1,）斜截面受剪承载力的组成：,V=V,C,+ V,S,+,V,sb,(2,）与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋基本能屈服；,(3,）斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力作为安全储备，,计算时忽略不计；,（,4,）截面尺寸的影响忽略不计；,（,5,）剪跨比的影响仅在受集中力作用为主的构件中加以考虑。,1,）,.,均布荷载,矩形、,T,形和工形截面的一般受弯构件,2.,无腹筋梁抗剪承载力的计算,2,）,.,集中荷载,集中荷载作用下的独立梁,（其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的,75%,以上）,当,h,0,小于,800mm,时取,h,0,=800mm,当,h,0,2000mm,时取,h,0,=2000mm,截面高度影响系数,3,）,.,板,的,受剪承载力公式,集中荷载,作用下梁的斜截面抗剪承载力计算公式,均布荷载,作用下梁的斜截面抗剪承载力计算公式,3.,有腹筋梁计算公式,1),只有箍筋,2),既有弯筋又有箍筋抗剪,1).,截面限制条件,规范,是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来,防止,由于配箍率过高而产生,斜压破坏,。,箍筋超筋,4.,计算公式的适用范围,2),箍筋少筋,为防止这种少筋破坏，,规范,规定当,V,0.7,f,t,bh,0,时，配箍率应满足,1.,斜截面受剪承载力计算位置,4.4.3,斜截面受剪承载力的设计计算,箍筋构造,箍筋最大间距,梁的截面尺寸应满足式（,4-14,）式（,4-15,）的要求，否则，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。,2.,斜截面受剪承载力计算步骤,已知：,剪力设计值,V,，截面尺寸，混凝土强度等级，箍筋级别，纵向受力钢筋的级别和数量,求：,腹筋数量,计算步骤：,（,1,）复核截面尺寸,（,2,）确定是否需按计算配置箍筋,（,3,）确定腹筋数量,仅配箍筋时,或,1),求出的值 选箍筋肢数,n,和直径,d,求间距,s,，,或,2),根据构造要求选定,n,、,s,求,d,。,(,应满足相关构造要求,),同时配置箍筋和弯起钢筋时，其计算较复杂，并且,抗震结构,中不采用弯起钢筋抗剪,.,（,4,）验算配箍率,配箍率应满足式（,4-16,）要求,【,例,4-1】,某办公楼矩形截面简支梁，截面尺寸,250mm500mm,，,h,0,=465mm,，,承受均布荷载作用，以求得支座边缘剪力设计值为,185.85kN,，,混凝土为,C25,级，箍筋采用,HPB235,级钢筋，试确定箍筋数量。,【,解,】,查表得,f,c,=11.9N/mm,2,，,f,t,=1.27N/mm,2,，,f,yv,=210N/mm,2,，,c,=1.0,1.,复核截面尺寸,h,w,/,b,=,h,0,/,b,=465/250=1.86,4.0,应按式（,4-14,）复核截面尺寸。,=0.251.011.9250465=345843.75N,V,=185.85kN,截面尺寸满足要求。,2.,确定是否需按计算配置箍筋,=0.71.27250465=103346.25N,V,=185.85kN,需按计算配置箍筋。,3.,确定箍筋数量,= 0.676mm,2,/mm,按构造要求，箍筋直径不宜小于,6mm,，,现选用,8,双 肢箍筋（,A,sv1,=50.3mm,2,），,则箍筋间距,=149mm,查表得,s,max,=200mm,，取,s,=140mm,。,4.,验算配箍率,sv,，,min,=0.24,f,t,/,f,yv,=0.241.27/210=0.15%,sv,=0.29%,配箍率满足要求。,所以箍筋选用,8140,，沿梁长均匀布置。,【,例,4-2】,已知一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸,b,h,=200600mm,，,h,0,=530mm,，,计算简图和剪力图如下图所示，采用,C25,级混凝土，箍筋采用,HPB235,级钢筋。试配置箍筋。,2.,判断是否可按构造要求配置箍筋,故需按计算配置箍筋,1.,求出各截面剪力,如图,并判断集中力和分布荷载占的比例,.,集中荷载在支座边缘截面产生的剪力为,85kN,，占支座边缘截面总剪力,98.5kN,的,86.3%,，大于,75%,，应按集中荷载作用下的独立梁计算。,3.,计算箍筋数量,选用,6,双肢箍,S=150mm,配箍率满足要求。,1.,受拉钢筋的锚固长度,4.5,保证斜截面受弯承载力的构造措施,沿梁纵轴方向钢筋的布置，应结合正截面承载力，斜截面受剪和受弯承载力综合考虑。,以简支梁在均布荷载作用下为例。跨中弯矩最大，纵筋,A,s,最多，而支座处弯矩为零，剪力最大，可以用正截面抗弯不需要的钢筋作抗剪腹筋。正由于有纵筋的弯起或截断，梁的抵抗弯矩的能力可以因需要合理调整。,纵向钢筋的弯起和截断,4.5,保证斜截面受弯承载力的构造措施,斜截面,受弯承载力,1.,抵抗弯矩图,（,2,）绘制方法简介,设梁截面所配钢筋总截面积为,A,s,，每根钢筋截,面积为,A,s,i,，则,:,（,1,）定义：,按构件实际配置的钢筋所绘出的各正截面所能,承受的弯矩图形称为抵抗弯矩图，也叫材料图。,指按实际配置的纵筋，绘制的梁上各截面正截面所能承受的弯矩图。,可简化考虑，抗力依钢筋面积的比例分配。即,材料图：,4.5.1,材料抵抗弯矩图,反映材料的利用程度,确定纵筋的弯起数量和位置,确定纵筋的截断位置,斜截面抗剪,纵筋弯起的作用，作支座负钢筋,钢筋全部伸入支座,A,B,a,b,M,M,u,c,d,1 25,1 25,1 25,1 25,4,3,2,1,部分钢筋弯起,a,b,A,B,F,f,H,h,E,e,G,g,M,u,i,j,4.5.2,纵筋弯起的构造要求,支座负钢筋切断,M,图,V,图,0. 7,f,t,bh,0,a,b,c,d,20,d,1.2,l,a,+,h,0,1.2,l,a,+,h,0,20,d,1.2,l,a,20,d,纵筋的弯起位置：,材料图在设计弯矩图以外,弯起点及弯终点的位置应保证,S,S,max,(,斜截面抗剪要求,),(,斜截面抗弯要求,),下弯点距该筋的充分利用点,(,正截面抗弯要求,),纵筋的截断：,承受正弯矩的跨中纵筋不切断，而负弯矩钢筋可在设计图以外切断。,实际延伸长度,20,d,和,h,0,(,从不需要点起算),1.2,l,a,+,h,0,(,从充分利用点起算,),1.2,l,a,或,1.2,l,a,+,h,0,20,d,或,h,0,4.5.3,纵筋钢筋的截断和锚固,钢筋混凝土连续梁、框架梁支座截面的负弯矩纵向钢筋不宜在受拉区截断。,如必须截断时，其延伸长度,l,d,可按下表中,l,d1,和,l,d2,中取外伸长度较长者确定。,其中,l,d1,是从,“,充分利用该钢筋强度的截面,”,延伸出的长度；而,l,d2,是从,“,按正截面承载力计算不需要该钢筋的截面,”,延伸出的长度。,纵筋在支座处的锚固：,弯起筋的锚固：,连续梁,框架梁,l,as,或,l,a,简支梁,l,as,只设鸭筋，不设浮筋,(,a,),(,b,),满足最小配箍率及最小直径、最大间距的要求。,梁宽,400mm,且一般钢筋多于5根，采用四肢箍，一般用双肢。(,封闭式、开口式,),纵筋搭接区箍筋应加密,受拉,s,5,d,(100),受压,s,10,d,(200),b,400,b,400,b,400,受压钢筋,4.5.5,箍筋的构造要求,4.6,弯起钢筋的结构要求,（,1,） 弯起钢筋的构造要求,（,2,） 弯起钢筋的锚固长度,（,3,） 弯起钢筋的弯起角度,（,4,） 受剪弯起钢筋的形式,