第四章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算(2)

2019-03-28 20:57

[②]14、什么叫腰筋?有何作用?如何设置?

[②]15、什么叫鸭筋、浮筋,说明它们起什么作用?为什么不能设计成浮筋? [②]16、工程实践中,抗剪设计的方案有哪两种方案?如何选择? [②]17、纵向受力钢筋可以在哪里截断?延伸长度ld有何要求? [②]18、为什么要对纵向钢筋在支座处的锚固长度和数量有所要求? [②]19、伸入梁支座的纵向受力筋的数量有何要求?

[②]20、简支梁下部纵筋伸入支座的锚固长度las有何要求?不满足要求时,应采取什么措施?

[②]21、连续梁及框架梁伸入支座钢筋锚固长度有何要求? [②]22、弯起钢筋的锚固长度有何要求? [①]23、梁内箍筋的形式有哪几种? [②]24、梁内箍筋的肢数如何确定?

五、计算题:

[②]4-1 如图4-1所示,某矩形截面简支梁,截面尺寸250?500mm,承受均布荷载设计值为90KN/m(包括梁自重),C25混凝土,箍筋为HRB335级钢筋,纵筋为HRB400

2级钢筋。2 25+ 2 18(As?982?509?1491mm),环境类别为一类。要求:

(1)当仅配箍筋时,计算箍筋数量;

(2)当即配箍筋又配弯起筋时,计算腹筋数量; (3)将以上两种方案进行配筋比较。

图4-1 题4-1附图

22(注:①fc?11.9N/mm,ft?1.27N/mm,fy?360N/mm,fyv?300N/mm

22②箍筋直径及间距要求如表1、表2所示。)

表4-1 表4-2

66

[③]4-2 某矩形截面简支梁承受荷载设计值如图4-2所示。采用C25混凝土,配有纵筋4?25,箍筋为HPB235级钢筋,梁的截面尺寸b?h?250?600mm,环境类别为

一类,取as?40mm,试计算箍筋数量。

图4-2 题4-2附图

参考答案

一、填空题:

1、复合主拉应力

2、斜拉破坏 斜压破坏 剪压破坏 剪压破坏 3、降低 4、剪压破坏 5、提高

6、提高

7、以均布荷载为主的简支梁,以集中荷载为主 8、斜拉破坏 斜压破坏 9、纵向受力筋的配筋率 10、承担剪力 承担支座负弯矩

11、V?0.25?cfcbh0 ???min,s?smax, d?dmin 12、抗剪

二、判断题:

1、× 2、× 3、× 4、× 5、× 6、× 7、× 8、× 9、× 10、× 11、√ 12、× 13、√ 14、√ 15、× 16、× 17、√ 18、√ 19、× 20、√

三、选择题:

67

1、C 2、D 3、C 4、B 5、B 6、D 7、C 8、B 9、C 10、D 11、C 12、B 13、C 14、A 15、A 16、B 17、A 18、B 19、B 20、B 21、B 22、D 23、D 24、B 25、A 26A 27、B 28、B 29、D 30、C 31、A 32、A 33、C

四、简答题:

1、受弯构件受到弯矩和剪力的作用。在弯矩和剪力为主的区段内,在它们产生的正应力?和剪应力?共同作用下,在受拉区产生复合主拉应力?限抗拉强度时,将会产生斜裂缝,会发生斜截面破坏。

2、(1)斜压破坏:当梁的箍筋配置过多或过密或梁的剪跨比较小时(??1),随着荷载的增加,在剪弯段出现一些斜裂缝,这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而导致破坏。

(2)剪压破坏:当梁内箍筋的数量配置适当时(1???3),随着荷载的增加,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。当荷载增加到一定数量时,会出现一条主要斜裂缝即临界斜裂缝。此后,荷载继续增加,与临界斜裂缝相交的箍筋达到屈服强度,同时剪压区的混凝土在剪应力共同作用下,达到极限状态而破坏。

(3)斜拉破坏:当箍筋配置得过少且剪跨比较大时(??3),斜裂缝一旦出现,箍筋立即达到屈服强度,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。

以上三种剪切破坏的形式态,就其承载力而言,对同样的构件,斜拉破坏最低,剪压破坏较高,斜压破坏最高。但就破坏性质而言,均属脆性破坏。其中,斜拉破坏脆性最突出,斜压破坏次之,剪压破坏稍好。

3、(1)剪跨比:是一个无量纲的计算参数,反映了截面承受弯矩和剪力的相对大小。 ①广义的剪跨比:??MVh0pt,当?pt超过混凝土的极

②以集中荷载作用下的简支梁,计算截面的剪跨比为:??ah0

③均布荷载作用下:??lh0

(2)混凝土强度等级:混凝土强度对梁受剪承载力的影响很大,梁的抗剪承载力随混凝土抗拉强度ft的提高而提高。

AsvbsnAsv1bs(3)配箍率和箍筋强度:箍筋的配箍率:?sv??,最小配箍率

68

?sv,min?0.24ftfyv

有腹筋梁出现斜裂缝以后,箍筋不仅可以直接承受部分剪力,也能抑制斜裂缝的开展和延伸,提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵筋的销栓作用,间接地提高梁的受剪承载能力。试验研究表明,当配箍量适当时,梁的受剪承载力随配箍率的增大和箍筋强度的提高而有较大幅度的提高。

(4)纵向钢筋的配筋率:纵向受力筋能抑制裂缝的扩展,使斜裂缝上端剪压区的面积较大,从而能承受较大的剪力,同时纵筋本身也能通过销栓的作用承受一定的剪力。因而纵向钢筋的配筋量增大时,梁的受剪承载力也会有一定的提高,但目前我国规范中的抗剪计算公式并未考虑这一影响。

4、(1)由于斜拉破坏时,斜裂缝一旦出现抗剪腹筋马上屈服,斜截面抗剪承载力接近于无腹筋梁斜裂缝产生时的抗剪力,配置的抗剪筋未发挥作用,不经济。

(2)斜压破坏时,与斜裂缝相交的抗剪腹筋未屈服,剪压区混凝土先压碎,虽然斜截面抗剪承载力较高,但抗剪筋未得到充分利用,也不经济。

(3)剪压破坏时,与斜裂缝相交抗剪腹筋先屈服,随后剪压区混凝土压碎,钢筋和混凝土都得到充分利用,所以斜截面承载力计算公式依据剪压破坏时的受力特征建立更为合理。

5、当梁承受集中荷载或虽然承受多种荷载的作用,但集中荷载对支座或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值75%以上的情况时采用,如下式所示。

V?Vu?1.75ftbh0?fyvAsvs??1h0+0.8Asbfysin?

?—为剪跨比,1.5???3(?较小时,大多发生斜压破坏);??3时,对抗剪强度无明显影响)。

6、(1)公式上限值—最小截面尺寸:防止发生斜压破坏 ①当

hwbhwb?4时,V?0.25?cfcbh0

②当

?6时,V?0.2?cfcbh0

③当?4hwb?6,V?(0.35?0.025hwb)?cfcbh0

?c—混凝土强度影响系数,当?C50时,取?c=1;当=C80时,取??0.8

其间按内插法求得。

(2)公式下限值—最小配箍率和箍筋最大间距:防止斜拉破坏

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①箍筋的配箍率:?sv?Asvbs?nAsv1bs,最小配箍率?sv,min?0.24ftfyv)

②梁中箍筋最大间距:s?smax ③梁中箍筋的直径:d?dmin

7、对于以承受均布荷作用为主的矩形截面梁、承受任意荷载的T形和工字形截面梁,都可不考虑剪跨比的影响,按一般情况的抗剪公式进行计算。

V?Vu?0.7ftbh0?1.25fyvAsvsh0+0.8Asbfysin?

8、考虑到靠近剪压区的弯起钢筋在斜截面破坏时,其应力达不到fy的不均匀系数。 9、如表4-1、4-2所示,且不小于受力钢筋直径的

d4。

10、(1)当满足???min,s?smax,以及d?dmin时可防止斜拉破坏;

hwbhwb(2)当满足①

?4时,V?0.25?cfcbh0;②?6时,V?0.2?cfcbh0;

③?4hwb?6,V?(0.35?0.025hwb)?cfcbh0可防止斜压破坏;

(3)满足斜截面受剪承载力公式,配置一定量的箍筋可防止发生剪压破坏。

11、如图4-3所示。

图4-3 斜截面受剪承载力计算位置

(1)支座边缘处; (2)弯筋弯起处;

(3)箍筋面积或间距改变处; (4)腹板厚度改变处。

上述截面都是斜截面承载力比较薄弱的地方,所以都应该进行计算,并应取这些斜斜面范围内的最大剪力,即斜截面起始端的剪力作为剪力设计值。

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