混凝土结构基本原理第七章构件斜截面受剪性能.ppt

第七章构件受剪性能与计算 同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林 混凝土结构基本原理 一 概述 弯剪段 本章研究的主要内容 统称腹筋 帮助混凝土梁抵御剪力 有腹筋梁 既有纵筋又有腹筋无腹筋梁 只有纵筋无腹筋 箍筋肢数 一 概述 单肢箍n 1 双肢箍n 2 四肢箍n 4 二 简支无腹筋梁的抗剪机制1 构件的开裂 当 tpmax ft 二轴抗拉强度 时 梁的剪弯段开裂 出现斜裂缝 根据a的不同 M和V比值不同 裂缝可能由截面中部开始出现 腹剪裂缝 裂缝可能由截面底部开始出现 二 简支无腹筋梁的抗剪机制1 构件的开裂 引入一名词 剪跨比 反映了集中力作用截面处弯矩M和剪力V的比例关系 计算剪跨比 广义剪跨比 二 简支无腹筋梁的抗剪机制2 裂缝的发展及破坏形态 1时斜压破坏 二 简支无腹筋梁的抗剪机制2 裂缝的发展及破坏形态 1 3时剪压破坏 二 简支无腹筋梁的抗剪机制2 裂缝的发展及破坏形态 3时斜拉破坏 二 简支无腹筋梁的抗剪机制2 裂缝的发展及破坏形态 所有的破坏均表现为脆性 二 简支无腹筋梁的抗剪机制3 抗剪机制 以剪压破坏为例 相对于斜压破坏和斜拉破坏 它更能给人以破坏预告 销栓力 随着裂缝的发展逐渐增大 咬合力 随着裂缝的发展逐渐减小 数值很难估计 三 影响无腹筋梁抗剪承载力的因素1 剪跨比 三 影响无腹筋梁抗剪承载力的因素2 混凝土的强度与纵筋的配筋率 混凝土的强度提高 纵筋配筋率增大 抗剪承载力提高 四 有腹筋梁的抗剪机制1 构件的开裂 开裂前构件的受力性能与无腹筋梁相似 腹筋中的应力很小 当 tpmax ft 二轴抗拉强度 时 梁的剪弯段开裂 出现斜裂缝 开裂后 腹筋的应力增大 限制了斜裂缝的发展 提高了抗剪承载力 四 有腹筋梁的抗剪机制2 裂缝的发展及破坏形态 1或 较大但腹筋配置较多时 斜压破坏 腹筋在破坏时未屈服 四 有腹筋梁的抗剪机制2 裂缝的发展及破坏形态 1 3时 剪压破坏 腹筋屈服后 剪压区混凝土压碎 四 有腹筋梁的抗剪机制2 裂缝的发展及破坏形态 3且腹筋配置量较小时 斜拉破坏 腹筋用量太少 起不到应有的作用 四 有腹筋梁的抗剪机制2 裂缝的发展及破坏形态 设计时应避免出现此二种破坏形态 四 有腹筋梁的抗剪机制3 抗剪机制 以剪压破坏为例 Vd 五 影响有腹筋梁抗剪承载力的因素1 剪跨比 和无腹筋梁类似 五 影响有腹筋梁抗剪承载力的因素2 混凝土的强度与腹筋的配筋量 混凝土的强度提高 在一定的范围内 腹筋配筋率增大 抗剪承载力提高 抗剪承载力提高 六 受弯构件抗剪承载力分析1 无腹筋梁的抗剪承载力 实际上是剪压区的加载规律 六 受弯构件抗剪承载力分析1 无腹筋梁的抗剪承载力 1时为斜压破坏 1 0 较大时 1近似为纯弯时的 b 1值在0 b之间变化 对不同的 1 5 采用线性插值可确定不同 所对应的 1 于是可得出一组对于不同 的 fc c fc的关系直线 加载曲线 六 受弯构件抗剪承载力分析1 无腹筋梁的抗剪承载力 六 受弯构件抗剪承载力分析1 无腹筋梁的抗剪承载力 六 受弯构件抗剪承载力分析2 有腹筋梁的抗剪承载力 简化成桁架 单元左侧 六 受弯构件抗剪承载力分析2 有腹筋梁的抗剪承载力 单元右侧 六 受弯构件抗剪承载力分析2 有腹筋梁的抗剪承载力 在所取的单元体上 沿水平面再切一单元体 则切面混凝土的斜向压力产生两个分量为 由底部纵筋的拉力平衡 由箍筋的拉力平衡 六 受弯构件抗剪承载力分析2 有腹筋梁的抗剪承载力 设nv为单位长度上箍筋的拉力则有 当箍筋屈服时 六 受弯构件抗剪承载力分析2 有腹筋梁的抗剪承载力 考虑到混凝土的抗剪贡献 且将hcor换为h0 则有 由试验确定 七 实用抗剪承载力计算公式 混凝土结构设计规范 GB50010 取试验结果的下包值 集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75 以上的独立梁 矩形 T形 I形截面的一般受弯构件 七 实用抗剪承载力计算公式 七 实用抗剪承载力计算公式 不配箍筋的一般板类受弯构件的抗剪承载力 七 实用抗剪承载力计算公式 配置弯筋和箍筋的受弯构件的抗剪承载力 考虑到弯筋位于斜裂缝顶端时达不到屈服强度而引入的修正系数 七 实用抗剪承载力计算公式 抗剪承载力的上限 当hw b 4时 矩形截面取h0 T形取h0 hf I形取h hf hf 当hw b 6时 当4 hw b 6时 按线性插值 对T形或I形截面的简支受弯构件 当有实际经验时 七 实用抗剪承载力计算公式 抗剪承载力的下限 无腹筋梁的抗剪承载力 八 有轴力作用构件抗剪承载力1 轴向力对抗剪承载力的影响 八 有轴力作用构件抗剪承载力2 有轴向压力作用构件的抗剪承载力 当Nc 0 3fcA时 取Nc 0 3fcA 柱的净高 八 有轴力作用构件抗剪承载力2 有轴向压力作用构件的抗剪承载力 当Nc 0 3fcA时 取Nc 0 3fcA 八 有轴力作用构件抗剪承载力3 有轴向拉力作用构件的抗剪承载力 八 有轴力作用构件抗剪承载力4 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力 八 有轴力作用构件抗剪承载力4 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力 当Nc 0 3fcA时 取Nc 0 3fcA 当 3时 取 3 八 有轴力作用构件抗剪承载力4 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力 i计算复杂 有必要作简化 八 有轴力作用构件抗剪承载力4 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力 八 有轴力作用构件抗剪承载力4 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力 九 箍筋的构造要求 最小配箍率 最大箍筋间距 原则 具体数值 教材表7 1 缺圆柱 十 基本公式的应用1 基于承载力的斜截面配筋设计 若不满足调整截面尺寸 按最小配箍率配箍筋 预先选定 十 基本公式的应用2 既有构件斜截面抗剪承载力 十 基本公式的应用3 计算截面的位置 支座边缘处截面1 1 纵筋弯起点处截面2 2 箍筋面积或间距改变处截面3 3 腹板宽度改变处截面 十 基本公式的应用4 钢筋混凝土圆柱 类似 略 十一 保证斜截面受弯的措施1 基本概念 斜截面受弯承载力总能满足 支座处纵筋锚固不足 纵筋弯起 切断不当 需采取构造措施 十一 保证斜截面受弯的措施2 抵抗弯矩图 抵抗弯矩 抵抗弯矩图 设计时 应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图 且两者越近越经济 十一 保证斜截面受弯的措施3 纵向受力钢筋在支座处的锚固 开裂前A处的弯矩为MA开裂后斜截面的弯矩为MB 开裂后钢筋的拉力Ts明显增大 若las不够则容易发生锚固破坏 十一 保证斜截面受弯的措施3 纵向受力钢筋在支座处的锚固 简支板或连续板下部纵筋伸入支座的长度 纵向钢筋的直径 十一 保证斜截面受弯的措施3 纵向受力钢筋在支座处的锚固 简支梁或连续梁简支端下部纵筋伸入支座的长度 纵向钢筋的直径 如梁内支座处的锚固不能满足上述要求 应采取加焊锚固钢板等有效措施 十一 保证斜截面受弯的措施4 纵向受力钢筋的弯起 纵筋的弯起必须满足三方面的要求 保证正截面的受弯承载力 保证斜截面的受剪承载力 保证斜截面的受弯承载力 计算及构造确定 构造确定 计算及构造确定 十一 保证斜截面受弯的措施4 纵向受力钢筋的弯起 d在2点以外保证正截面受弯 保证斜截面受弯的措施 十一 保证斜截面受弯的措施4 纵向受力钢筋的弯起 未弯起时 弯起后 十一 保证斜截面受弯的措施4 纵向受力钢筋的弯起 跨中受拉钢筋一般不宜截断 支座负筋的截断应符合下列规定 十一 保证斜截面受弯的措施4 纵向受力钢筋的截断 跨中受拉钢筋一般不宜截断 支座负筋的截断应符合下列规定 十一 保证斜截面受弯的措施4 纵向受力钢筋的截断 十二 深受弯构件的斜截面受剪承载力1 均布荷载下 当l0 h 2 0时 取l0 h 2 0 十二 深受弯构件的斜截面受剪承载力1 集中荷载下 包括集中荷载在支座截面产生的剪力超过75 的情况 当l0 h 2 0时 取 0 25 当2 0 l0 h 5 0 取 a h0 0 42l0 h 0 58 0 92l0 h 1 58 十三 钢筋混凝土墙的抗剪性能 参见教材中的相关内容