结构设计原理4ppt课件

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1、第四章第四章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态4.2 影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素素4.3 受弯构件的斜截面抗剪承载力受弯构件的斜截面抗剪承载力4.4 受弯构件的斜截面抗弯承载力受弯构件的斜截面抗弯承载力4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面

2、承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态The diagonal crack is caused by the principal tensile stress.The tracks are formed perpendicular to the tension stress trajectories.第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面

3、的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态cDSTaSaS第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态cDSTaS第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态cDSTaS第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计

4、算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态aS第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态00haVhMm第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜

5、截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态u斜拉破坏（m3）第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算

6、受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态u梁中配置箍筋（梁中配置箍筋（stirrup）后后与无腹筋梁相比：与无腹筋梁相比：斜裂缝出现后在传递斜裂缝出现后在传递机制上有什么不同机制上有什么不同?第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯

7、构件斜截面承载力计算4.1 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态4.2 4.2 影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因 素素第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.2 4.2 影响斜截面抗剪能力的主要因素影响斜截面抗剪能力的主要因素第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.2 4.2 影响斜截面抗剪能力的主要因素影响斜截面抗剪能力的主要因素第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.2 4.2 影响斜截面抗剪能力的主要因素影响斜截面抗剪能力的主要因

8、素第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.2 4.2 影响斜截面抗剪能力的主要因素影响斜截面抗剪能力的主要因素u混凝土强度增加，受剪承载力增大还是减混凝土强度增加，受剪承载力增大还是减 小？小？增大？增大？减小？减小？u与混凝土的抗压强度成正比？与混凝土的抗压强度成正比？u还是与混凝土抗拉强度成正比？还是与混凝土抗拉强度成正比？V(kN)fcu(MPa)第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.2 4.2 影响斜截面抗剪能力的主要因素影响斜截面抗剪能力的主要因素第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.2 4.2

9、影响斜截面抗剪能力的主要因素影响斜截面抗剪能力的主要因素0bhfVc 第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.2 4.2 影响斜截面抗剪能力的主要因素影响斜截面抗剪能力的主要因素vsvsvbSA 第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.2 4.2 影响斜截面抗剪能力的主要因素影响斜截面抗剪能力的主要因素4.3 4.3 受弯构件的斜截面抗剪承载力受弯构件的斜截面抗剪承载力第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力svVssbV sins DcVcdV0 4

10、.3.1 4.3.1 斜截面抗剪承载力计算的基本公式和适用条件斜截面抗剪承载力计算的基本公式和适用条件sbsvcuVVVV csVsbcsuVVV 第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力 ssbsdsvsvkcuudAfffpbhVV sin1075.06.021045.03,033210 VcsVsb第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力式中：式中：1异号弯矩影响系数；异号弯矩影响系数；2预应力提高系数，对钢筋混凝

11、土预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件，受弯构件，2=1.0 3受压翼缘影响系数；受压翼缘影响系数；p斜截面内纵向受拉钢筋的配筋斜截面内纵向受拉钢筋的配筋 率，率，p=100，当，当p2.5时，取时，取p=2.5；ssbsdsvsvkcuudAfffpbhVV sin1075.06.021045.03,033210 第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力当不设置弯起钢筋时，当不设置弯起钢筋时，必须按规定的单位代入数值，计算得到必须按规定的单位代入数值，计算得到的承载力单位为的承载力单位为kN。csuVV

12、注意：注意：第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力u为避免发生为避免发生斜压破坏斜压破坏，规范规范规定截规定截面最小尺寸限制值面最小尺寸限制值上限值上限值 kNbhfVkcud0.301051.0 公式适用条件公式适用条件思考：若不满足，怎么办？思考：若不满足，怎么办？第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力u为避免发生为避免发生斜拉破坏斜拉破坏，规范规范规定不规定不需要进行斜截面抗剪承载力的计算，按照需要进行斜截面抗

13、剪承载力的计算，按照构造要求配筋构造要求配筋下限值下限值kNbhfVtdd0230105.0公式适用条件公式适用条件梁：梁：板：板：kNbhfVtdd023010625.0 第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力4.3.3 4.3.3 等高度简支梁腹筋的初步设计等高度简支梁腹筋的初步设计第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力 min031,66.021078.1 bhVffpsvkcusv 20,622216.021

14、056.0VbhfAfpSsvsvkcuv 第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力 2sin33.1333mmfVAssdsbisbi 第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力4.3.3 4.3.3 等高度简支梁腹筋的初步设计等高度简支梁腹筋的初步设计第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力计算计算第一排第一排（从支座向跨（从支座向

15、跨中计算）弯起中计算）弯起钢筋时，钢筋时，取用取用距支座中心距支座中心h/2处处由弯起由弯起钢筋承担的那钢筋承担的那部分剪力值部分剪力值0.4V。第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力计算计算以后以后每一排每一排弯起弯起钢筋时，钢筋时，取取用前一排弯用前一排弯起钢筋弯起起钢筋弯起点处由弯起点处由弯起钢筋承担的钢筋承担的那部分剪值那部分剪值。第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力 第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计

16、算受弯构件斜截面承载力计算4.3 4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力受弯构件斜截面抗剪承载力4.4 4.4 受弯构件的斜截面抗弯承载力受弯构件的斜截面抗弯承载力4.4.1 4.4.1 斜截面抗弯承载力斜截面抗弯承载力第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.4 4.4 受弯构件斜截面抗弯承载力受弯构件斜截面抗弯承载力svzsbsdAfs DcVcsvsvAf ssdAfsbzszsvsvsvsbsbsdsssdudZAfZAfZAfMM 0 4.4 4.4 受弯构件的斜截面抗弯承载力受弯构件的斜截面抗弯承载力4.4.1 4.4.1 斜截面抗弯承载力斜截面抗弯承载力第第4

17、 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.4 4.4 受弯构件斜截面抗弯承载力受弯构件斜截面抗弯承载力sbZss sin1ssZ cos1ssZ0sA1sbA1NAB11uuMM ssssZZS cossin1015.0sincos1hSss 第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.4 4.4 受弯构件斜截面抗弯承载力受弯构件斜截面抗弯承载力lkjji201hs 201hs 1,uM2,luM2,luM2,0ldM 4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求4.5.1 4.5.1 斜截面抗剪承载能力的复合斜截面抗剪承载能

18、力的复合第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u复核截面的选择复核截面的选择（1 1）距支座中心）距支座中心h/2（梁高一半）处的截面（梁高一半）处的截面（2 2）受拉区弯起钢筋弯起处的截面，以及锚）受拉区弯起钢筋弯起处的截面，以及锚于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求4.5.1 4.5.1 斜截面抗剪承载能力的复合斜截面抗剪承载能力的复合第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力

19、计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u复核截面的选择复核截面的选择（3 3）箍筋数量或间距有改变处的截面）箍筋数量或间距有改变处的截面 （4 4）梁的肋板宽度改变处的截面）梁的肋板宽度改变处的截面 4.5.1 4.5.1 斜截面抗剪承载能力的复合斜截面抗剪承载能力的复合第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u斜截面顶端位置的确定斜截面顶端位置的确定c=h0addVMmhc6.06.00 4.5.1 4.5.1 斜截面抗剪承载能力的复合斜截面抗剪承载能力的复合第第4

20、4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u斜截面顶端位置的简化计算方法斜截面顶端位置的简化计算方法（1 1）按照图）按照图4-174-17来选择斜截面底端位置。来选择斜截面底端位置。（2 2）以底端位置向跨中方向）以底端位置向跨中方向取取h0距离距离为的截面，为的截面，认为验算斜截面顶端就在此正截面上认为验算斜截面顶端就在此正截面上。（3 3）由验算斜截面顶端的位置坐标，可以从内）由验算斜截面顶端的位置坐标，可以从内力包络图推得该截面上的最大剪力组合设计值力包络图推得该截面上的最大剪力组合设计值Vd,x及相应的

21、弯矩组合设计值及相应的弯矩组合设计值Md,x ，进而求得，进而求得剪跨比剪跨比m及斜截面投影长度及斜截面投影长度c。4.5.1 4.5.1 斜截面抗剪承载能力的复合斜截面抗剪承载能力的复合第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u斜截面顶端位置的简化计算方法斜截面顶端位置的简化计算方法（4 4）由斜截面投影长度）由斜截面投影长度c，可确定与斜截面相，可确定与斜截面相交的交的纵向受拉钢筋配筋百分率纵向受拉钢筋配筋百分率、弯起钢筋数量弯起钢筋数量和箍筋配筋率和箍筋配筋率。取验算斜截面顶端正截面的取验算斜截面

22、顶端正截面的有效高度有效高度h0及及宽度宽度b。（5 5）将上述各值及与斜裂缝相交的箍筋和弯起）将上述各值及与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋数量代入式（钢筋数量代入式（4-54-5），即可进行斜截面抗剪），即可进行斜截面抗剪承载力复核。承载力复核。4.5.2 4.5.2 有关的构造要求有关的构造要求第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u纵向钢筋在支座处的锚固纵向钢筋在支座处的锚固（1 1）在钢筋混凝土梁的）在钢筋混凝土梁的支点处，应至少有支点处，应至少有两根两根且不少于且不少于总数总数1/51/5的的下

23、层下层受拉主钢筋受拉主钢筋通过；通过；（2 2）纵向钢筋在支座处）纵向钢筋在支座处应有可靠的锚固。应有可靠的锚固。纵向钢筋滑动纵筋4.5.2 4.5.2 有关的构造要求有关的构造要求第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u纵向钢筋在支座处的锚固纵向钢筋在支座处的锚固（1 1）在钢筋混凝土梁的）在钢筋混凝土梁的支点处，应至少有支点处，应至少有两根两根且不少于且不少于总数总数1/51/5的的下层下层受拉主钢筋受拉主钢筋通过；通过；（2 2）纵向钢筋在支座处）纵向钢筋在支座处应有可靠的锚固。应有可靠的锚固。

24、纵筋直径架力筋纵筋直径4.5.2 4.5.2 有关的构造要求有关的构造要求第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求4.5.2 4.5.2 有关的构造要求有关的构造要求第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u纵向钢筋的截断与锚固纵向钢筋的截断与锚固 4.5.2 4.5.2 有关的构造要求有关的构造要求第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载

25、能力校核与构造要求u钢筋的连接钢筋的连接绑扎连接绑扎连接搭接搭接机械连接机械连接焊接焊接4.5.2 4.5.2 有关的构造要求有关的构造要求第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u钢筋的连接钢筋的连接4.5.2 4.5.2 有关的构造要求有关的构造要求第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求4.5.3 4.5.3 计算示例计算示例第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全

26、梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u已知设计数据及要求已知设计数据及要求 钢筋混凝土简支梁全长钢筋混凝土简支梁全长L0=19.96m，计算跨，计算跨径径L=19.50m。T形截面梁的尺寸如图，桥梁处于形截面梁的尺寸如图，桥梁处于类环境条件，安全等级为二级，类环境条件，安全等级为二级，0=1。支座跨中4.5.3 4.5.3 计算示例计算示例第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u已知设计数据及要求已知设计数据及要求 梁体采用梁体采用C25混凝土，轴心抗压强度设计值混凝土，轴心抗压强度设计

27、值fcd=11.5MPa，轴心抗拉强度设计值，轴心抗拉强度设计值ftd=1.23MPa。主筋。主筋采用采用HRB335钢筋，抗拉强度设计值钢筋，抗拉强度设计值fsd=280MPa；箍；箍筋采用筋采用R235钢筋，直径钢筋，直径8mm，抗拉强度设计值，抗拉强度设计值fsd=195MPa。支座跨中4.5.3 4.5.3 计算示例计算示例第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求u已知设计数据及要求已知设计数据及要求 简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为，跨

28、中截面计值为，跨中截面Md,l/2=2200kN.m、Vd,l/2=84kN，1/41/4跨截面跨截面Md,l/4=1600kN.m，支点截面，支点截面Md,0=0，Vd,0=440kN。支座跨中4.5.3 4.5.3 计算示例计算示例第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求(架立钢筋)158056c=3520013004.5.3 4.5.3 计算示例计算示例第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求/2=9750

29、=440=166.51=650h2Vd,V=249.76V0.6V=416.270.4V4560LVsb1Vsb2Vsb3Vsb42N1300h/h/h=222222N2NNN61152423334456=2855145.51168535架立钢筋22梁跨中线4.5.3 4.5.3 计算示例计算示例第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求h2支座中心线h2hh1c=h135c=架立钢筋弯起钢筋434.5.3 4.5.3 计算示例计算示例第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5

30、 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求弯矩包络图=84272抵抗弯矩图344121n3mx支座中心线2 h/q2h/2N22 N2 N2 NN6115224333424=1012=2452Kjxxx=6941=5146x22286.02060.92176.32200i(Ml/)1085.01587.1556.42L/2=97501N梁跨中线4.5.3 4.5.3 计算示例计算示例第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求125462NAc=/2=65025Nh2N7A24N第第4 4章章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算4.5 4.5 全梁承载能力校核与构造要求全梁承载能力校核与构造要求小结小结u有腹筋梁斜截面抗剪承载力计算（有腹筋梁斜截面抗剪承载力计算（公式公式4-5）u斜截面抗弯承载力计算：斜截面抗弯承载力计算：l构造：构造：弯起钢筋充分利用点至弯起点之间弯起钢筋充分利用点至弯起点之间的距离的距离0.5h0 l弯矩抵抗图弯矩抵抗图弯矩包络图弯矩包络图u斜截面抗剪承载力复合：斜截面抗剪承载力复合：l斜截面复核位置斜截面复核位置l斜截面投影长度斜截面投影长度