钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算图文

《钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算图文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算图文（45页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、会计学1钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算图文图文受弯构件主要承受弯矩和剪力共同作用，轴力忽略不计的构件正截面承载力极限状态v正截面破坏：沿弯矩最大截面破坏，破坏截面同构件纵向轴线垂直承载力极限状态斜截面承载力极限状态v斜截面破坏：沿剪力最大或弯矩和剪力均较大截面破坏，破坏截面与构件纵向轴线斜交斜截面受剪承载力：由抗剪计算来满足 斜截面受弯承载力：通过构造要求来满足 概述第1页/共45页实际腹筋箍筋 弯起钢筋无腹筋梁有腹筋梁受压区中和轴受拉区理论上应在梁中设置与主拉应力方向平行的钢筋最合理 主压应力轨迹线主拉应力轨迹线概述受弯构件斜截面受力与破坏分析第2页/共

2、45页概述受弯构件斜截面受力与破坏分析斜截面开裂前的受力分析由材料力学可知： 2tp2cp24 12arctan()2 第3页/共45页荷载P的增加，当主拉应力值超过混凝土的抗拉强度时，将达到该强度的部位产生与主拉应力方向垂直的裂缝v纯弯段主拉应力轨迹水平，裂缝与梁纵轴垂直v M、V共同作用下的截面主应力轨迹线都与梁纵轴有一倾角，其裂缝走向与梁纵轴呈斜交，称为斜裂缝 概述受弯构件斜截面受力与破坏分析无腹筋梁受力及破坏分析第4页/共45页概述受弯构件斜截面受力与破坏分析有腹筋梁受力及破坏分析sAsv弯起点b弯起筋纵筋箍筋架立筋h0as(b)(a)弯终点s第5页/共45页平衡剪力Vv剪压区剪力Vc

3、v斜裂缝家界面咬合力Viv纵向钢筋栓销力Vd平衡弯矩Mv纵向钢筋拉力Tsv剪压区压力Cv开裂前的剪力由全截面承担开裂后主要由剪压区承担，混凝土剪应力大大增加； v混凝土剪压区面积随着斜裂缝的扩展而减小，剪压区内的混凝土压应力大大增大； v与斜裂缝相交处的纵向钢筋应力，由于斜裂缝的出现而突然增大。 概述受弯构件斜截面受力与破坏分析有腹筋梁受力及破坏分析第6页/共45页1-剪跨比和高跨比反映截面正应力和剪应力的相对关系，决定截面上主应力的大小和方向，影响梁的破坏形态和受剪承载力0VhM概述受弯构件斜截面受力与破坏分析影响斜截面受力性能的主要因素第7页/共45页1-剪跨比和高跨比对于承受集中荷载的梁

4、剪跨比受剪承载力跨高比，受剪承载力概述受弯构件斜截面受力与破坏分析影响斜截面受力性能的主要因素lPaaPPP0000haPhPaVhPaVhM第8页/共45页v对有腹筋梁受剪承载力除了剪跨比、混凝土强度、纵筋配筋率和加载方式等有关以外，还与腹筋的数量和强度有关v当配筋量适当时，梁的受剪承载力与配箍特征系数rsv大体成线性关系 bsAsvsv2-腹筋的数量概述受弯构件斜截面受力与破坏分析影响斜截面受力性能的主要因素第9页/共45页v无腹筋梁受剪破坏是由于混凝土达到复合应力状态下的强度而发生的，所以混凝土强度对受剪承载力的影响很大v无腹筋梁的受剪承载力与混凝土抗拉强度近似成正比3-混凝土强度等级概

5、述受弯构件斜截面受力与破坏分析影响斜截面受力性能的主要因素第10页/共45页v纵筋抑制裂缝开展及销栓作用一定程度提高梁受剪承载力v纵筋配筋率r对无腹筋梁的受剪承载力Vc的影响系数br=0.7+20r，通常r1.5%其影响效应明显，因此计算中未考虑vT形工形截面有受压翼缘增加了剪压区面积，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力可提高（20），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高v一般情况下，忽略翼缘的作用，只取腹板的宽度当作矩形截面梁计算构件的受剪承载力，其结果偏于安全4-纵筋配筋率概述受弯构件斜截面受力与破坏分析影响斜截面受力性能的主要因素5-截面形状第11页/共45页v承受集中力

6、作用时，连续梁中间支座附近梁段因受异号弯矩，抗剪承载力较简支梁有所降低，边支座附近梁段与简支梁相同v承受均布荷载时，连续梁与简支梁抗剪承载力相当v梁高度很大时，撕裂裂缝比较明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也较大，削弱了骨料咬合作用，因此截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力有较大的影响，尺寸大的构件，破坏的平均剪应力比尺寸小的构件要降低v对于配置腹筋的梁，腹筋可以抑制斜裂缝的开展，因此尺寸效应的影响减小概述受弯构件斜截面受力与破坏分析影响斜截面受力性能的主要因素6-尺寸效应7-梁的连续性第12页/共45页v在通常情况下，斜裂缝由梁底的弯曲裂缝发展而成弯剪型斜裂缝v当梁的腹板很薄或集中荷载至支座距离很

7、小时，斜裂缝可能首先出现在梁腹部，称为腹剪裂缝v当荷载继续增加，斜裂缝不断延伸和加宽，当截面的抗弯强度得到保证时，梁最后可能由于斜截面的抗剪强度不足而破坏 概述受弯构件斜截面受力与破坏分析斜截面破坏的主要形态第13页/共45页斜压破坏剪跨比l=a/h01或l/h3或l/h9时常发生；破坏荷载较低，属脆性破坏，发生突然，设计中限制最小配箍率以避免概述受弯构件斜截面受力与破坏分析斜截面破坏的主要形态第14页/共45页概述受弯构件斜截面受力与破坏分析斜截面破坏的主要形态sv,minsv,max斜压sv剪压斜拉斜截面破坏形态分区示意图第15页/共45页斜截面破坏主要形式斜压破坏剪压破坏斜拉破坏限制截面

8、最小尺寸避免通过满足计算防止限制最小配箍率避免通过试验分析，考虑主要因素，忽略次要因素，建立半理论半经验公式sbsvcsbcsuVVVVVV考虑混凝土、箍筋、弯起筋受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计基本假定第16页/共45页07 . 0bhfVth4/10800hh板类构件受剪力较小，一般不必验算斜截面承载力，亦不配箍筋和弯起筋，若荷载较大时，需对斜截面进行计算无腹筋板类受弯构件斜截面受剪承载力公式受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计无腹筋构件第17页/共45页cssvcuVVVVV0025. 17 . 0hsAfbhfVsvyvtcs00175. 1hsAfbhfVsvyv

9、tcs基本公式一般受弯构件集中荷载产生的剪力值占75%以上的独立梁独立梁注意剪跨比l的取值矩形/T形/工形截面老规范受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计仅配箍筋受弯构件第18页/共45页基本公式一般受弯构件集中荷载产生的剪力值占75%以上的独立独立梁梁注意剪跨比l的取值矩形/T形/工形截面新规范cssvcuVVVVV00hsAfbhfVsvyvtcvcs7 . 0cv175. 1cv受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计仅配箍筋受弯构件第19页/共45页ssbysbAfVsin8 . 0弯起筋受剪承载力sbcsuVVVVssbycsuaAfVVVsin8 . 0注意弯起筋处剪力V

10、的取值受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计同时配置箍筋和弯起筋受弯构件第20页/共45页斜压破坏梁腹部混凝土压碎但箍筋不屈服受剪承载力主要取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸避免斜压破坏或斜裂缝过宽矩形、T形、I形截面的受弯构件需满足条件4/bhw025. 0bhfVcc6/bhw02 . 0bhfVcc6/4bhw0)14(025. 0bhfbhVccw若不满足该上限值条件应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计上限值-最小截面尺寸第21页/共45页斜拉破坏斜裂缝出现后，配箍率较小迅速屈服，剪跨比较大时发生斜拉破坏避免斜拉破坏限制配箍率控制箍筋间距，

11、直径控制弯起钢筋位置07 . 0bhfVtyvtsvsvsvffbsnA/24. 0min1箍筋间距和直径满足相关要求弯起钢筋位置满足相关要求 受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计上限值-最小配箍率第22页/共45页支座边缘处截面1-1受拉区弯起点处截面2-2/3-3箍筋面积或间距改变处截面4-4腹板宽度改变处截面5-5梁高度开始变化处集中荷载作用处受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计斜截面承载力计算位置第23页/共45页07 . 0bhfVth0175. 1bhfVt一般受弯构件集中荷载产生的剪力值占75%以上独立梁独立梁矩形/T形/工形截面若满足条件不进行斜截面受剪承载力计

12、算，仅需根据构造要求配置箍筋 -详见箍筋构造要求章节规定受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计构造配置箍筋第24页/共45页已知：截面尺寸、材料等级、腹筋配置设计受弯构件斜截面受剪承载力计算正截面受弯承载力设计：截面尺寸、材料等级、As斜截面承载力设计：根据上述设计参数确定腹筋用量复核验算是否满足实际受剪要求受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计斜截面承载力计算步骤第25页/共45页根据材料确定参数比较单筋截面最大承载力和实际弯矩若MumaxM按双筋截面fy、fc 、a1、asmax、xb)(20mmdchh正截面设计MbhfMcsu201max,max若M

13、umaxM按单筋筋截面求得内力M/V配筋、绘图并根据实际配筋验算适用条件受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计斜截面设计第26页/共45页斜截面判断4/bhw025. 0bhfVcc6/bhw02 . 0bhfVcc6/4bhw0)14(025. 0bhfbhVccw验算最小截面尺寸判断是否需要斜截面计算配箍筋07 . 0bhfVth0175. 1bhfVt一般情况集中荷载前者小于后者按构造配置箍筋前者大 于后者受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计斜截面设计第27页/共45页箍筋面积Asv计算00hfbhfVsAyvtcvsv验算最小配箍率yvtsvsvsvffbsnA/24.

14、0min1一仅配箍筋计算一般受弯构件集中荷载独立梁独立梁7 . 0cv175. 1cv受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计斜截面设计第28页/共45页假定箍筋配置Asv/S求Vcs求弯起筋面积Asb二配箍筋弯起筋计算sycssbfVVAsin8 . 0也可根据受弯承载力的要求，先选定弯起钢筋再计算所需箍筋：然后验算弯起点的位置是否满足正截面承载力的要求 001sin8 . 0hfAfbhfVsnAyvsbytcvsv00hsAfbhfVsvyvtcvcs受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计斜截面设计第29页/共45页根据材料确定参数fy、fc 、ft、fyv求抗剪承载力Vu与实

15、际V比较sbsvyvtcvuVhsAfbhfV0025. 1其中ssbysbAfVsin8 . 04/bhw025. 0bhfVcc6/bhw02 . 0bhfVcc6/4bhw0)14(025. 0bhfbhVccw验算条件yvtsvsvsvffbsnA/24. 0min1受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计斜截面设计第30页/共45页受弯构件斜截面设计、校核设计校核验算最小截面尺寸判断是否需要斜截面计算配腹筋计算Asv计算，配置箍筋验算配箍率假定Asv/S计算所需弯起筋设弯起筋仅配箍筋配箍筋/弯起筋求抗剪承载力Vu与实际V比较验算条件校核情况下，抗剪承载力的确定由计算条件以及截面配

16、筋情况同时决定，分析若不满足条件情况下承载力情况应同时考虑正截面承载力和斜截面承载力决定的V注意区别一般情况和集中力情况说明实配值与计算值关系注意箍筋为底部纵筋弯起箍筋直径间距要求箍筋的描述方式注意事项受弯构件斜截面设计方法一般受弯构件斜截面设计第31页/共45页1 钢筋混凝土梁斜截面破坏：受剪破坏、受弯破坏：n如梁按跨中弯矩计算的纵筋沿梁全长布置，则必然会满足任何截面上的弯矩，但纵筋沿梁通长布置，构造简单如何合理利用、设置钢筋存在问题：钢筋强度没有得到充分利用，造成不经济受弯构件斜截面设计方法构造要求问题与分析第32页/共45页3、梁的承载力还要取决于纵向钢筋在支座的锚固，如锚固长度不足，将

17、引起支座处粘结锚固破坏。造成纵筋不能充分发挥而降低承载力。如何通过构造措施保证钢筋在支座处的有效锚固需要掌握如何根据正截面和斜截面的受弯承载力来确定纵筋的弯起点和截断的位置采用绘制材料图形（抵抗弯矩图）计算方法验算纵筋的截端或弯起后梁的正截面及斜截面的承载力受弯构件斜截面设计方法构造要求问题与分析第33页/共45页以各截面实际纵向受拉钢筋所能承受的弯矩为纵坐标，以相应的截面位置为横坐标，所作出的弯矩图（或称材料图），简称Mu图)2(10bfAfhfAMcsyysu每根钢筋承担弯矩近似为sisRiAAMM,受弯构件斜截面设计方法构造要求抵抗弯矩图第34页/共45页纵向钢筋弯起构造要求v斜截面抗剪

18、，数量/位置由受剪承载力计算确定v抵抗支座负弯矩 保证正截面受弯承载力 保证斜截面受剪承载力 材料图包在设计弯矩图外围 弯起位置满足间距要求 保证斜截面受弯承载力 弯起点离充分利用截面距离大于h0/2h0/2受弯构件斜截面设计方法构造要求第35页/共45页纵向钢筋弯起构造要求弯起钢筋其他规定 位于梁侧的底层钢筋不应弯曲 弯起角度一般为45梁高度h大于800mm时可为60高度较小并有集中荷载时可为30弯起钢筋末端锚固规定 光圆钢筋带肋钢筋附加抗剪钢筋布置鸭筋浮筋受弯构件斜截面设计方法构造要求第36页/共45页纵向钢筋的截断v梁底承受正弯矩的纵筋，通常不允许在支座外截断v对不需要的纵筋可弯起作为支

19、座上部受拉负筋或抗剪弯筋，其余纵筋伸入支座内部锚固v承受支座负弯矩的纵筋，往往根据抵抗弯矩图变化，在不需要的点延伸一定锚固长度后截断：延伸长度ld可按下表中ld1和ld2中取外伸长度较长者确定ld1是从“充分利用该钢筋强度的截面”延伸出的长度ld2是从“按正截面承载力计算不需要该钢筋的截面”延伸出的长度受弯构件斜截面设计方法构造要求第37页/共45页纵向钢筋的截断ld1ld2受弯构件斜截面设计方法构造要求第38页/共45页纵筋的锚固v避免纵筋在受力过程中产生滑移，甚至从混凝土中拔出而造成锚固破坏v充分利用抗拉强度，锚固长度计算 并考虑不同锚固长度修正系数的规定v当HRB335、HRB400、R

20、RB400纵向受拉钢筋末端采用机械锚固措施时包括附加锚固端头在内的锚固长度可取公式锚固长度的0.7倍dffltya自学受弯构件斜截面设计方法构造要求第39页/共45页纵筋的锚固v计算中充分利用纵向钢筋的抗压强度时，其锚固长度不应小于受拉锚固长度的0.7倍 v对承受重复荷载的预制构件，应将纵向非预应力受拉钢筋末端焊接在钢板或角钢上，钢板或角钢应可靠地锚固在混凝土中。钢板或角钢的尺寸应按计算确定，其厚度不宜小于10mm自学受弯构件斜截面设计方法构造要求第40页/共45页v钢筋混凝土简支梁的下部纵向受力钢筋，其伸入支座范围内的锚固长度las符合公式规定纵筋的锚固自学受弯构件斜截面设计方法构造要求第41页/共45页v连续梁或框架梁的下部纵向钢筋伸入中间支座或中间节点范围内的锚固长度应符合相关要求v上部钢筋在中间层端节点内以及框架顶层端节点内纵向钢筋的锚固长度符合相关规定 v光面受力钢筋末端作弯钩 纵筋的锚固自学受弯构件斜截面设计方法构造要求第42页/共45页v箍筋的直径规定v箍筋的间距规定v箍筋设置规定v箍筋形式和肢数自学箍筋的构造要求受弯构件斜截面设计方法构造要求第43页/共45页第44页/共45页