钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力第一六讲ppt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,4 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算,教学要求与目的：,通过对本章的学习，使学生了解梁斜截面受弯性能及影响承载力的主要因素；掌握斜截面的破坏形式；基本掌握有腹筋斜截面受剪承载力的计算及其适用条件；熟悉斜截面配筋的基本构造要求。,重点与难点：,（1）,有腹筋斜截面受剪承载力的计算,（2）抵抗弯矩图,（3）弯起钢筋弯起点的确定,（4）纵向受拉钢筋的截断与锚固,教学方式：讲授、练习、实践活动 12,课时,4 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 教学要求与目的,1,第一讲 4.1,概 述,4.1.1影响斜截面承载力的因素,（1）影响因素,在集中力到支座之间的区段，虽然弯矩较小，但既受,弯矩,又受,剪力,（,剪弯区,），即使在正截面承载力有充分保证的条件下，剪力和弯矩的共同作用引起的主拉应力也常常使该段产生,斜裂缝,，即可能导致沿斜截面的破坏。,无明显的预兆，带有,脆性,破坏的性质。,C,影响斜截面承载力的因素：,截面大小、混凝土的强度等级、荷载种类、,剪跨比、配箍率,第一讲 4.1 概 述 4.1.1影响斜截面承,2,4.1.1影响斜截面承载力的因素,剪跨,a,：,集中荷载至支座的距离；,剪跨比,：剪跨a与梁的有效高度h,o,之比，,配箍率,sv,：,A,sv1,单肢箍筋的截面面积；,n同一截面内箍筋的肢数；,s,箍筋间距；,b,梁宽。,4.1.1影响斜截面承载力的因素剪跨a：集中荷载至支座的距,3,（2）保证斜截面承载力的主要措施,C,梁应具有合理的截面尺寸，配置适当的箍筋和弯起钢筋来加强（称腹筋或横向钢筋）。为防止劈裂破坏，弯起钢筋不宜太粗。,（2）保证斜截面承载力的主要措施C 梁应具有合理的截面尺寸，,4,4.1概述,4.1.1,（1）,影响斜截面承载力的因素,（2）,保证斜截面承载力的主要措施,（1）,斜拉破坏,（2）,斜压破坏,（3）,剪压破坏,4.1.2,斜截面破坏的形式,4.1概述 4.1.1（1）影响斜截面承载力的因素,5,4.1.2,斜截面破坏的形式,1）,斜拉破坏,：,当梁的箍筋配置过少且剪跨比较大时，斜裂缝一旦出现，箍筋应力立即达到屈服强度，这条斜裂缝将迅速伸展到梁的受压边缘，构件很快裂为两部分而破坏。,（类似少筋梁）,2）,斜压破坏,：,当梁的,箍筋配置过多,、过密或梁的,剪跨比较小,。,箍筋应力达不到屈服强度,横截面上的剪力相对较大,剪弯段出现一些斜裂缝，将梁的腹部分割成若干个斜向短柱，最后因混凝土短柱被压碎导致梁的破坏。,（相当于超筋梁）,4.1.2斜截面破坏的形式 1）斜拉破,6,4.1.2,斜截面破坏的形式,3）,剪压破坏,：,箍筋配置适当，剪跨比13。,随荷载的增加，首先在剪弯段受拉区出现垂直裂缝，随后斜向延伸，形成斜裂缝；当荷载再增加到一定值时，就会出现主要斜裂缝（称,临界斜裂缝,）；荷载继续增加，与临界斜裂缝相交的箍筋将达到屈服强度，同时，剪压区的混凝土在,剪应力及压应力,的共同作用下，达到极限状态而破坏。,斜截面末端受压区不断破坏,（类似正截面的适筋破坏）,4.1.2斜截面破坏的形式 3）剪压破,7,4.1.2,斜截面破坏的形式,其它破坏形态：,局部挤压破坏、纵筋的锚固破坏等,C,斜压破坏,通过限制截面最小尺寸（或最大配箍率）来防止；,斜拉破坏,用最小配箍率来控制。,斜截面受剪承载力的计算以,剪压破坏,为计算模型。,4.1.2斜截面破坏的形式 其它破坏形态：,8,9,4.2,斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,1、基本公式,以剪压破坏的形态为依据。为保证斜截面有足够的承载力，必须满足,VV,u,抗剪条件,M,M,u,抗弯条件,通过配置腹筋来满足抗剪条件,；,通过构造措施保证抗弯条件,。,4.2斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）1,10,斜截面的受剪承载力由,混凝土,、,箍筋,和,弯起钢筋,三部分组成。,抗剪计算模式见图,4.7,。（4.9）,（试验研究结果）,斜截面的受剪承载力由混凝土、箍筋和弯起钢筋三部分组成。,11,4.2,斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,1,、基本公式,1）,矩形、T形及工字型截面受弯构件,V,c,V,sb,V,cs,V,4.2斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,12,4.2,斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,C,满足第一项按构造配箍筋；第二项（第三项）为与斜裂缝相交的箍筋（弯起钢筋）受剪承载力设计值。,0.8是考虑弯起钢筋与临界斜裂缝的交点有可能过分靠近混凝土剪压区时，弯起钢筋达不到屈服强度而采用的强度降低系数。,s,=45 或 ,s,=60,4.2斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）C,13,1,、基本公式,1）,矩形、T形及工字型截面受弯构件,2）对于承受以集中荷载为主的矩形截面独立梁,（集中荷载产生的剪力占总剪力,75,以上）,V,c,V,sb,V,cs,V,1、基本公式 1）矩形、T形及工字型截面受弯构件2）对,14,4.2,斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,剪跨比,：,1 当,1.5时，取=1.5，,（1）避免,太小，使构件过早地出现斜裂缝和形成斜压破坏；,（2）,=1.5，与前式一致。,2,当,3时，取=3。,（,值与,=3,时相近）,4.2斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）剪跨,15,2、公式适用条件,防止另外两种破坏（斜压、斜拉）发生。,C,1,）上限值截面最小尺寸（防止斜压破坏）,（1）,h,w,b,4.0,时，,V,0.25,c,f,c,bh,o,；,（2）,h,w,b,6.0,时，,V,0.2,c,f,c,bh,o,；,（3）,4.0,h,w,b,6.0,时，,V,（,0.35,0.025 h,w,b,）,c,f,c,bh,o,。,c,:混凝土强度影响系数；,h,w,截面的腹板高度：,矩形截面取有效高度,h,o,；,T,形取有效高度减去翼缘高度；,I,形取腹板净高。,2、公式适用条件,16,4.2,斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,C,1）上限值截面最小尺寸（防止斜压破坏）,以上规定实际上是间接地对箍筋用量作了限制，并避免了斜压破坏。代入前面基本公式可求出在仅设箍筋时的最大配箍率。,C,在工程设计中，如不能满足上限值的要求，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。,4.2斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）C,17,2、公式适用条件,防止另外两种破坏（斜压、斜拉）发生。,C,1,）上限值截面最小尺寸（防止斜压破坏）,C,2）、,下限值最小配箍率（防止斜拉破坏）,如果配箍率满足上式要求，但箍筋间距很大，乃至破坏的斜裂缝不与箍筋相交（图4-2），或相交箍筋不能充分发挥作用的位置（如非常靠近剪压区），箍筋不能抑制斜裂缝的开展，同样也会出现斜拉破坏。,2、公式适用条件防止另外两种破坏（斜压、斜拉）发生。C1,18,4.2,斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,规范规定，箍筋的最大间距,s,max,不得超过表,4-2,的要求。,4.2斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,19,第二讲,4.2,斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,1,、基本公式,1）,矩形、T形及工字型截面受弯构件,2）对于承受以集中荷载为主的矩形截面独立梁,（集中荷载产生的剪力占总剪力,75,以上）,2、公式适用条件,C,1,）上限值截面最小尺寸（防止斜压破坏）,C,2）、,下限值最小配箍率（防止斜拉破坏）,3,、斜截面受剪承载力的计算位置,在设计中一般总是先配置箍筋，必要时再选配适当的弯筋。,而受剪承载力计算公式由可分两种情况：,（1）仅配箍筋时,（2）配箍筋和弯起钢筋时,4,、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤,第二讲4.2斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型,20,4.2,斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）,3,、斜截面受剪承载力的计算位置,（1）仅配箍筋时,V,V,cs,（2）配箍筋和弯起钢筋时,V,V,cs,V,sb,式中 V计算截面剪力设计值，按下列规定采用：,（1）,支座边缘处截面；,（2）,受拉区弯起钢筋弯起点处的截面；,（3）,箍筋截面面积或间距改变处的截面；,（4）腹板宽度改变处的截面。,4.2斜截面受剪承载力的计算（以剪压破坏为计算模型）3,21,4,、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤,受弯构件斜截面承载力计算，包括截面设计和承载力复核两类问题。,C,截面设计,是在正截面承载力计算完成之后，即在截面尺寸、材料强度、纵向受力钢筋已知的条件下，计算梁内腹筋。,C,承载力复核,是在已知截面尺寸和梁内腹筋的条件下，验算梁的抗剪承载力是否满足要求。,4、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤 受弯构件斜截面承,22,4,、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤,C,当按计算公式对斜截面设计时，其计算方法和主要步骤如下：,（1）,复核截面尺寸,（2）,验算是否需要按计算配置箍筋；,（公式中第一项）,（3）腹筋的计算,1仅配置箍筋,2既配箍筋有配弯起钢筋,4、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤 C当按计算公式对,23,4,、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤,（3）腹筋的计算,1,仅配置箍筋,利用公式的前两项可计算出梁轴方向单位长度上所需的箍筋面积。,假设箍筋直径,d,sv,、箍筋肢数,n,，计算箍筋的间距,s,（,s,max,）。,验算最小配箍率，并使箍筋间距符合构造要求。,4、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤（3）腹筋的计算,24,4,、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤,2,既配箍筋有配弯起钢筋,当剪力较大时，如果仅用箍筋与混凝土抵抗剪力，势必会使箍筋直径很大，间距很小，这不仅给施工造成一些麻烦，而且也不经济。,为此，当纵向钢筋多于,2,根，且靠近支座对抵抗弯矩又不需要的纵向钢筋弯起，承担一部分剪力。但梁两侧的下部纵向钢筋不得弯起。,用公式计算弯起钢筋截面面积时，由于未知量太多，不能直接求出。,C,因此，可根据构造要求，并参考以往设计经验，事先假设箍筋的直径、间距和肢数。,4、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤 2既配箍筋有配弯起,25,4,、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤,计算弯起钢筋时，剪力设计值应按下列规定采用：,a),计算第一排（对支座而言）弯起钢筋时，取用支座边缘处的剪力设计值；,b),计算以后每一排弯起钢筋时，取用前一排（对支座而言）弯起钢筋弯起点的剪力设计值。,弯起钢筋除应满足计算要求外，尚应符合构造要求。,第一排弯起钢筋距支座边缘的距离应满足50mmss,max,，习惯上一般取s=50mm。,4、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤 计算弯起钢筋,26,4,、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤,当纵向钢筋弯起不能满足正截面和斜截面受弯承载力要求时，可设置单独的仅作为受剪的弯起钢筋。,这时，弯起钢筋应采用“鸭筋”的形式，而不能采用仅在受拉区有较少水平段的“浮筋”，以防止由于弯起钢筋发生较大滑移使斜裂缝有过大的开展，甚至导致斜截面受剪承载力的降低。,4、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤 当纵向钢筋弯起不,27,4,、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤,（1）,复核截面尺寸,（2）,验算是否需要按计算配置箍筋；,（公式中第一项）,（3）腹筋的计算,1仅配置箍筋,2既配箍筋有配弯起钢筋,E,实例,例题4-1在截面尺寸、材料强度、纵向受力钢筋已知,的条件下，计算梁内腹筋。,（仅配置箍筋及既配箍筋又配弯起钢筋两种设计方案）,4、斜截面受剪承载力设计计算方法与步骤（1）复核截面尺寸,28,解：（,1）已知条件：,（2）计算剪力,最危险的截面在支座边缘处，该处的剪力设计值为,解：（1）已知条件：（2）计算剪力,29,（3）验算截面尺寸及配箍条件,因,截面尺寸满足要求。,又因,需要按计算配置腹筋。,（3）验算截面尺寸及配箍条件因 截面尺寸满足要求。需要按计算,30,（4）第一种做法只配箍筋不配弯筋,选箍