混凝土结构设计原理5受弯构件斜截面承载力课件

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,2020/1/27,沈蒲生,#,湖南大学,混凝土结构设计原理,.,第五章,2024/11/3,1,第五章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力,2023/9/131第五章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力,2024/11/3,2,一、概述,由材料力学可知：,（,1,）,（,2,）,（一）斜截面破坏机理,主压应力迹线,主拉应力迹线,2023/9/132一、概述 由材料力学可知： （1） （,2024/11/3,3,（二）、影响斜截面承载力的主要因素,定义：,（,3,）,当为对称荷载时：,（,4,）,2.,腹筋（箍筋和弯起钢筋）配筋率,3.,材料的强度等级,1.,剪跨比,2023/9/133（二）、影响斜截面承载力的主要因素 定义,2024/11/3,4,（三）、斜截面的主要破坏特征,1.,斜压破坏,产生条件：,3,且,腹筋量少,。,破坏特点：,受拉边缘一旦出现斜裂,缝便急速发展，构件很,快破坏。,2023/9/1352.剪压破坏 产生条件：1.53且,2024/11/3,6,（四）防止斜截面破坏的承载力条件,斜截面上有剪力，也有弯矩。为了防止斜截面破,坏，要求：,V,V,u,(5),M,M,u,(6),我国规范中：,式（,5,）用,计算,保证，,式（,6,）用,构造措施,满足。,2023/9/136（四）防止斜截面破坏的承载力条件 斜,2024/11/3,7,二、建筑工程中受弯构件斜截面设计方法,（一）不配腹筋的板,（,7,）,式中,h,截面高度影响系数，当,h,0,2000mm,时，,取,h,0,=2000mmm;,f,t,砼轴心抗拉强度设计值，见附表,1-2,。,2023/9/137二、建筑工程中受弯构件斜截面设计方法,2024/11/3,8,（二）,矩形、,T,形和,I,形截面受弯构件,1.,一般情况,（,8,）,（,9,）,（,10,）,(11),2023/9/138（二）矩形、T形和I形截面受弯构件,2024/11/3,9,式中 ：,箍筋抗拉强度设计值，见附表,2-3,；,配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面,积,:,=n,此处，,n,为在同一截面内,箍筋的肢数， 为单肢箍筋的截面面积；,S,沿构件长度方向的箍筋间距；,同一弯起平面内弯起钢筋截面面积；,弯起钢筋与构件轴向的夹角。,2023/9/139式中 ：箍筋抗拉强度设计值，见附表2,2024/11/3,10,2,.,集中荷载下的独立梁,（,12,）,式中,计算截面的剪跨比，可取,=,a,/,h,0,a,为集中荷,载作用点至支座或节点的距离；当,3,时，取,=,3,。,2023/9/13102.集中荷载下的独立梁 （12）,2024/11/3,11,3.,基本公式的适用范围,适用于剪压破坏。,（,1,）为了防止斜压破坏，要求：,当 时,（,13,）,当 时,（,14,）,当 时,（,15,）,式中,混凝土强度影响系数，当,C50,时，取,=1.0,；当,=C80,时，取,=0.8,；其间,按线性内插法取用。,2023/9/13113.基本公式的适用范围 适用于剪压破坏,2024/11/3,12,截面的腹板高度，按下图确定：,h,w,h,w,h,w,2023/9/1312截面的腹板高度，按下图确定： hw,2024/11/3,13,（,2,）,为了防止斜拉破坏，要求：,箍筋的间距应满足表,1,要求；,表,1,梁高,h,(mm),V,0.7,f,t,bh,0,V,0.7,f,t,bh,0,150,h,300,150,200,300,h,500,200,300,500800,300,600,2023/9/1313（2）为了防止斜拉破坏，要求：箍筋的,2024/11/3,14,箍筋的直径满足表,2,要求；,表,2,梁高,h,(mm),箍筋直径,(mm),h,800,6,h,800,8,2023/9/1314箍筋的直径满足表2要求； 表2 梁高,2024/11/3,15,当 时，配箍率尚应满足：,（,16,）,2023/9/1315 当,2024/11/3,16,4.,可以按构造配置箍筋的条件,当满足下列条件时，可按表,1,和表,2,配筋。,一般情况：,（,17,）,集中荷载作用下的独立梁：,（,18,）,2023/9/13164. 可以按构造配置箍筋的条件当满足下,2024/11/3,17,5.,斜截面受剪承载力的计算位置,支座边缘处截面；,腹板宽度改变处截面。,箍筋间距或截面面积改变处截面；,受拉钢筋弯起点处截面；,2023/9/13175. 斜截面受剪承载力的计算位置支座边,2024/11/3,18,6.,斜截面承载力计算步骤,确定计算截面及其剪力设计值；,验算截面尺寸是否足够；,验算是否可以按构造配筋；,当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量；,验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否,满足要求。,2023/9/13186.斜截面承载力计算步骤 确定计算,2024/11/3,19,7.,保证斜截面抗弯承载力的条件,荷载弯矩图与抵抗弯矩图的概念,保证斜截面抗弯承载力的条件：,抵抗弯矩各截面不小于荷载弯矩，或抵抗弯矩图要包住荷载弯矩图。,抵抗弯矩图,荷载弯矩图,2023/9/13197.保证斜截面抗弯承载力的条件 荷载,2024/11/3,20,弯起钢筋的抵抗弯矩图,h,0,/2,h,0,/2,结论：,宜采用,箍筋,作为承受剪力的钢筋。,2023/9/1320 弯起钢筋的抵抗弯矩图 h0/2,2024/11/3,21,8.,构造要求：,粘结锚固长度,外伸长度,荷载弯矩图,抵抗弯矩图,强度充分利用截面,计算不需要该钢筋截面,（,1,）,负弯矩钢筋的切断位置,2023/9/13218.构造要求：粘结锚固长度外伸长度 荷,表,3,从,l,d1,和,l,d2,中选外伸较长者 ；,l,d1,和,l,d2,的取值见表,3,。,截面条件,l,d1,l,d2,V,0.7,f,t,bh,0,1.2,l,a,20,d,V,0.7,f,t,bh,0,1.2,l,a,+,h,0,20,d,且,h,0,V,0.7,f,t,bh,0,且断点仍在负弯矩受拉区内,1.2,l,a,+1.7,h,0,20,d,且,1.3,h,0,混凝土结构设计原理,.,第五章,表3 从ld1和ld2中选外伸较长者 ； ld1和ld2 的,2024/11/3,23,（,2,）,纵筋在支座处的锚固,l,as,当,V,0.7,f,t,bh,0,时，,l,as,5,d,；,当,V,0.7,f,t,bh,0,时，,l,as,12,d,（带肋）,l,as,15,d,（光面）,2023/9/1323 （2）纵筋在支座处的锚固 las当V,2024/11/3,24,节点中的直线锚固：,l,a,l,a,2023/9/1324节点中的直线锚固：lala,2024/11/3,25,节点中的弯折锚固：,0.4,l,a,0.4,l,a,15,d,2023/9/1325节点中的弯折锚固：0.4la0.4,2024/11/3,26,节点或支座范围外的搭接：,l,l,搭接长度,2023/9/1326节点或支座范围外的搭接：ll,2024/11/3,27,受拉,受压,（,3,）,弯筋终点应有直线段，光面钢筋端 部还应做弯钩。,2023/9/1327受拉受压（3）弯筋终点应有直线段，光面,2024/11/3,28,（,4,）,不得采用浮筋做弯筋。,鸭筋,可用,浮筋,禁用,2023/9/1328（4）不得采用浮筋做弯筋。鸭筋可用浮筋,2024/11/3,29,（,5,）,梁受扭或承受动荷载时，不得使用开口钢箍,开口箍,不可用,密闭箍,宜用,弯钩及开口应布置在压区。,2023/9/1329 （5）梁受扭或承受动荷载时，不得使用,2024/11/3,30,9.,深受弯构件斜截面设计,（,1,）计算公式,一般情况（只配箍筋抗剪）：,(19),2023/9/1330 9. 深受弯构件斜截面设计 （1,2024/11/3,31,集中荷载独立梁（只配箍筋抗剪）：,（,20,）,式中,计算剪跨比，当,l,0,/,h,0.2,时，取,=0.25,；,当,2.0,l,0,/,h,5.0,时，取,=,a,/,h,0,；,的上限,值按,=0.42,l,0,/,h,0.58,计算；,l,0,/,h,跨高比，当,l,0,/,h,2.0,时，取,l,0,/,h,=2.0,。,2023/9/1331集中荷载独立梁（只配箍筋抗剪）：（20,2024/11/3,32,（,2,）,截面尺寸要求：,为防止,斜压破坏,，截面尺寸应满足：,当,h,w,/,b,4,时,当,h,w,/,b,6,时,当,h,w,/,b,在,46,之间时 按线性内插法取用。,式中,l,0,计算跨度，当,l,0,2,h,时，取,l,0,=2,h,。,2023/9/1332（2）截面尺寸要求：为防止斜压破坏，截,2024/11/3,33,（,3,）,可不进行斜截面受剪承载力计算的条件：,（,23,）,式中,V,k,按荷载标准组合计算的剪力值；,f,tk,砼抗拉强度标准值，见附表,1-1,。,2023/9/1333 （3）可不进行斜截面受剪承载力计算的,2024/11/3,34,（,4,）,构造要求：,截面宽度：,140mm,；,当,l,0,/,h,1,时，,h,/,b,25,；,当,l,0,/,h,1,时，,l,0,/,b,25,。,砼强度：,C20,。,2023/9/1334 （4）构造要求： 截面宽度： 1,2024/11/3,35,纵向受力钢筋：,下部纵筋宜均匀布置在下部,0.2,h,范围内，连续,深梁中间支座上纵筋按下图分配：,(1.5,l,0,/,h,2.5),(1.0,l,0,/,h,1.5),(,l,0,/,h,1.0),2023/9/1335 纵向受力钢筋： 下部纵筋宜均匀布置,深梁宜配双排钢筋网，水平和竖向分布钢筋的直,径均不应小于,8mm,，间距不应大于,200mm,，且应,满足表,4,最小配筋百分率要求：,表,4,注：,当集中荷载作用于连续深梁上部,1/4,高度范围内,且,l,0,/,h,1.5,时，竖向分布筋最小配筋百分率应,增加,0.05,。,钢筋种类,纵 向,受力筋,水 平,分布筋,竖 向,分布筋,HPB235,0.25,0.25,0.20,HRB335,、,HRB400,、,RRB400,0.20,0.20,0.15,混凝土结构设计原理,.,第五章, 深梁宜配双排钢筋网，水平和竖向分布钢筋的直,2024/11/3,37,1.,计算公式,三、公路桥涵工程中受弯构件斜截面设计方法,f,sv,A,sv,f,sd,A,sb,V,d,2023/9/1337 1.计算公式三、公路桥涵工程,（,24,）,式中,V,d,斜截面受压端正截面上的最大剪力组合设计值；,异号弯矩影响系数，计算连续梁和悬臂梁近中间,支点梁的抗剪承载力时考虑，取,= 0.9,；,受压翼缘影响系数，取,=1.1,；,混凝土结构设计原理,.,第五章,（24） 式中 Vd 斜截面受压端正截面上的最,2024/11/3,39,b,斜截面受压端腹板截面宽度；,h,0,斜截面受压端截面有效高度；,纵向受拉钢筋配筋百分率，,P=100,=,A,s,/,bh,0,当,P,2.5,时，取,P=2.5,；,f,cu,k,边长为,150mm,的砼立方体抗压强度,标准值（,MPa,）；,sv,斜截面内箍筋配筋率，,sv,=,A,sv,/,s,v,b,；,f,sv,箍筋抗拉强度设计值，见附表,10-6,；,但不宜大于,280MPa,；,2023/9/1339b 斜截面受压端腹板截面宽度； h,2024/11/3,40,f,sd,弯筋抗拉强度设计值，见附表,10-6,；,A,sb,斜截面内同一弯起平面的弯筋面积；,弯筋与水平线夹角。,当同时配有箍筋和弯筋抗剪时，由砼和箍,筋共同承担的剪力不少于,60,，由弯筋承担,的剪力不大于,40,。,2023/9/1340 fsd 弯筋抗拉强度设计值，见附,2024/11/3,41,2.,截面尺寸验算：,矩形、,T,形和,I,形截面应满足：,（,25,）,3.,可不作斜截面抗剪验算的条件：,（,26,）,式中,f,td,砼抗拉强度设计值，见附表,10-2,。,对于板式受弯构件，公式（,26,）右边计算值可,乘以,1.25,的提高系数。,2023/9/1341 2.截面尺寸验算：矩形、T形和I形截,2024/11/3,42,4.,斜截面抗弯承载力验算办法：,验算公式：,（,27,）,式中,Z,sb,与斜截面相交的同一弯起平面弯筋合力点,至受压区中心点的距离；,Z,sv,与斜截面相交的同一平面内箍筋合力点至,受压区中心点的距离。,2023/9/1342 4.斜截面抗弯承载力验算办法：验算公,2024/11/3,43,斜截面水平投影长度,c,：,为,求,z,sb,和,z,sv,，需求斜截面水平投影长度,c,，水平投影长度,c,可按下式计算：,c,=,0.6,mh,0,（,28,）,式中,m,斜截面受压端正截面处的广义剪跨，,m,=,M,d,/,V,d,h,0,；当,m,3.0,时，取,m,=3.0,。,2023/9/1343斜截面水平投影长度c ：,2024/11/3,44,四,、计算公式对比,建筑工程与桥涵工程受弯构件抗剪计算公式的比较见下页表,5,：,2023/9/1344四、计算公式对比 建筑,表,5,建筑工程,桥涵工程,计 算 公 式,截面尺寸应,满足的条件,构造配箍条件,当,h,w,/,b,4,时，,V,0.25,c,f,c,bh,0,当,h,w,/,b,6,时，,V,0.20,c,f,c,bh,0,当,h,w,/,b,在,46,之间时，按线性内插,混凝土结构设计原理,.,第五章,表5建筑工程桥涵工程计 算 公 式截面尺寸应 构造配箍条件当,续表,5,建筑工程,桥涵工程,箍筋,最小,间距,直,径,h,800mm,时，,d,6mm,h,800mm,时，,d,8mm,d,8mm,，,d,d,主筋,间,距,梁,高,(mm),V,0.7,f,t,bh,0,V,0.7,f,t,bh,0,无压筋时：,h,/2,，,500mm,有压筋时：,15,d,400mm,150300,150,200,300500,200,300,500800,250,350,800,300,500,配箍率,R235: 0.18,HRB335: 0.12,混凝土结构设计原理,.,第五章,续表5建筑工程桥涵工程箍筋直h800mm时，d6mmd,