四 川 工 程 职 业 技 术 学 院
课 时 授 课 教 案
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第12讲受弯构件斜截面承载力计算 §1. 概述
钢筋混凝土受弯构件除应进行正截面承载力计算外,还须对弯矩和剪力共同作用的区段进行斜截面承载力计算。 1. 裂缝形成
纯弯段——正截面破坏(M产生法向正应力σ) 弯剪段——斜截面破坏(V产生切向剪应力τ)
梁在弯矩M和剪力V共同作用下的主应力迹线,其中实线为主拉应力迹线,虚线为主压应力迹线。随着荷载的增大,当砼中由正应力σ与剪应力τ共同产生的主拉应力σtp超过砼的抗拉强度时,就会产生斜裂缝。 2. 抗剪钢筋
箍筋 有腹筋梁 合称 “腹筋” 弯起钢筋(斜钢筋) 无腹筋梁(h<150) §2. 影响斜截面受剪承载力的主要因素
受弯构件斜截面破坏的形态与腹筋数量、强度、砼等级、截面形式、截面尺寸、剪跨比等因素有关,但主要取决于配箍率ρsv和剪跨比λ。 1. 剪跨比λ MMPaa广义剪跨比: ??计算剪跨比:????
Vh0Vh0Ph0h0 2. 配箍率
AnA
?sv?sv?sv1bsbs
§3. 斜截面受剪破坏的主要形态及特征 一、斜截面破坏的主要形态(播放视频) 1.斜压破坏
破坏前提:剪跨比较小(λ<1),
箍筋配置过多,配箍率ρsv较大 2.剪压破坏
破坏前提:剪跨比适中(λ=1~3),
箍筋配置适量,配箍率ρsv适量 3.斜拉破坏
破坏前提:剪跨比较大(λ>3),
箍筋配置过少,配箍率ρsv较小 二、斜截面破坏的主要特征 1.斜压破坏
λ<1,ρsv较大 破坏特征:
首先在梁腹出现若干条较陡的平行斜裂缝,随着荷载的增加,斜裂缝将梁腹分割成若干斜向的混凝土短柱,最后由于混凝土短柱达到极限抗压强度而破坏。
钢筋情况:
箍筋应力未达到屈服强度破坏性质:属于脆性破坏防止斜压破坏:通过控制梁的最小截面尺寸
2.剪压破坏
λ=1~3,ρsv适量
破坏特征:截面出现多条斜裂缝,其中一条延伸最长,开展最宽的斜裂缝,称为“临界斜裂缝”,与此裂缝相交的箍筋达到屈服强度,最后,剪压区混凝土达到极限强度而破坏。
钢筋情况:箍筋达到屈服强度
破坏性质:脆性不如斜拉和斜压明显 防止剪压破坏:
通过斜截面承载力计算,配置适量腹筋。 2. 斜拉破坏
λ>3,ρsv较小
破坏特征:一旦梁腹出现一条斜裂缝,就很快形成为“临界斜裂缝”,与其相交的箍筋随即屈服,梁将沿斜裂缝裂成两部分。即使不裂成两部分,也将因临界斜裂缝的宽度过大而不能继续使用。
钢筋情况:箍筋应力达到屈服强度甚至拉断 破坏性质:属于脆性破坏 ucsysbs防止斜拉破坏:通过控制最小配箍率。 §4.斜截面受剪承载力计算
1. 基本公式V≤Vu =Vc+Vsv + Vsb
Vu──受弯构件斜截面受剪承载力; Vc──剪压区混凝土受剪承载力设计值;
Vsv──与斜裂缝相交的箍筋受剪承载力设计值;
Vsb──与斜裂缝相交的弯起钢筋受剪承载力设计值。
以Vcs表示混凝土+箍筋的总受剪承载力 Vcs =Vc+Vsv 于是,斜截面受剪承载力 Vu =Vcs + Vsb 1)仅配箍筋 AsvV?V?0.7fbh?1.25fh0t0yv对矩形、T形及I形截面一般受弯构件 CSs
A1.75对集中荷载作用下的独立梁 V?Vcs?ftbh0?fyvsvh0??1.0s2)同时配置箍筋和弯起钢筋
Asv──配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积:
Asv =nAsv1,其中n为箍筋肢数,Asv1 为单肢箍筋的截面面积; s──箍筋间距;
fyv ──箍筋抗拉强度设计值;(≤360N/mm2)
λ──计算截面的剪跨比。当λ<1.5时,取 λ=1.5;当 λ>3 时,取λ=3。 2. 适用条件
1)防止斜压──最小截面尺寸(上限) V?0.25?cfcbh0当hw/b≤4.0(厚腹梁,即一般梁)时 V?0.2?cfcbh0当hw/b≥6.0(薄腹梁)时
当4.0<hw/b<6.0时
V?0.025?c?14?hw/b?fcbh0
2)防止斜拉──最小配箍率(下限) AnAf ?sv?sv?sv1??sv,min?0.24t bsbsfyv
斜截面计算位置:
3. 公式应用——斜截面承载力计算步骤
V?V =V+0.8fAsin?
已知:剪力设计值V,截面尺寸b×h,混凝土强度等级ft,箍筋级别fyv, 纵向受力钢筋的级别和数量As。求:腹筋数量Asv/S (1)复核截面尺寸
一般梁的截面尺寸应满足 V?0.25?cfcbh0
否则,应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。
(2)确定是否需按计算配置箍筋
当满足下式条件时,可按构造配置箍筋,否则,需按计算配置箍筋。
1.75
V?ftbh0V?0.7fbh??1t0 或
(3) 确定腹筋数量 仅配箍筋时
1.75V?ftbh0或 AV?0.7fbhAsvs?t0sv1.25fyvh0s???1fyvh0求出Asv/S的值后,根据构造要求选定肢数n和直径d,求出间距s,或者根据构造要
求选定n、s,然后求出d。 作业 思考题:
1.钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪破坏有哪几种形态?破坏特征各是什么?以哪种破坏形态作为计算的依据?如何防止斜压和斜拉破坏?
2.影响钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?梁斜截面承载力计算的基本公式的适用条件是什么?