建筑结构课件：第3章混凝土结构-受弯剪5（2012）

第三章混凝土结构第三节受弯构件斜截面承载力一.概述上一节纯弯段内只有弯矩，无剪力，在M作用下产生垂直于杆件轴线方向的裂缝。在混凝土受弯构件的剪、弯区段，剪应力与拉（压）应力合力形成主拉应力。当其超出混凝土的抗拉强度时，产生斜向裂缝（垂直于主拉应力），需配箍筋（横向钢筋）来承受主拉应力。 在主要承受弯矩的区段内，产生正截面受弯破坏；剪弯段纯弯段剪弯段而在剪力和弯矩共同作用的支座附近区段内，则会产生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。 二.斜截面破坏过程梁中弯矩和剪力产生的主拉应力或主压应力超过混凝土材料的抗拉强度或抗压强度时，构件发生斜截面破坏。在中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为45°。当荷载增大，主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在此部位产生裂缝，方向与主拉应力方向垂直，称为斜裂缝。斜裂缝 三.斜截面的破坏形态ò剪跨比λ为集中荷载到临近支座的距离a与梁截面有效高度h的比值，即λ＝a/h。00某截面的广义剪跨比λ为该截面上弯矩M与剪力和截面有效高度乘积的比值，即λ＝M/（Vh）。0斜截面主要破坏形态有：剪压破坏斜压破坏斜拉破坏 1.剪压破坏：当剪跨比一般(1<λ<3)，箍筋配置适中时出现。随着荷载的增加，在剪弯区段的出现斜裂缝，随后与斜裂缝相交的箍筋屈服，斜截面末端剪压区的高度减小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。此破坏虽有一定的塑形变形，但仍属脆性破坏。剪压破坏 2.斜压破坏：当剪跨比较小(λ<1)，或箍筋配置过多时易出现。这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段，由梁中主压应力所致，表现为混凝土压碎，破坏时，混凝土被斜裂缝分割成若干个斜向短柱而被压坏，呈明显脆性。斜压破坏 3.斜拉破坏：当剪跨比较大(λ>3)，或箍筋配置不足时出现。破坏由梁中主拉应力所致，其特点是当垂直裂缝一出现，就急剧向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失，呈明显脆性。斜拉破坏 四.影响斜截面受剪承载力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素：ò剪跨比ò混凝土强度ò箍筋配筋率ò纵筋配筋率ò截面形状和尺寸ò加载方式 1.剪跨比：试验表明，剪跨比越大，受剪承载力越低，但当λ≥3，剪跨比的影响不再明显。（P66图4-56所示）。2.混凝土强度等级：斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。梁剪压、斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度。梁为斜拉破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度。3.纵筋配筋率：试验表明，梁的受剪承载力随纵向钢筋配筋率ρ的提高而增大。因为纵向受拉钢筋像销栓一样，约束了斜裂缝宽度的增加和长度的延伸，从而增大了剪压区面积的作用。 4.配箍率和箍筋强度：有腹筋梁出现斜裂缝后，箍筋不仅直接承受相当部分的剪力，而且有效地抑制斜裂缝的开展和延伸，对提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵向钢筋的销栓作用有着积极的影响。试验表明，在配箍量适当的范围内，梁的受剪承载力随配箍量的增多、箍筋强度的提高有较大幅度的增长。配箍量一般用配箍率（又称箍筋配筋率）ρ表示，即svAn⋅Asvsv1ρ==svbsbs 5.截面形状和尺寸：T形截面梁适当增加翼缘宽度，可提高受剪承载力25%，但翼缘过大，增大作用就趋于平缓。6.加载方式：直接加载——通常将荷载加在梁的顶部；间接加载——现浇楼盖主次梁相交时，次梁的荷载是加在主梁的中部或底部，对主梁而言是间接加载。间接加载比直接加载梁的受剪承载力低。 五.斜截面受剪承载力计算1.基本假定以剪压破坏形态为依据，破坏时与斜截面相交的箍筋屈服，斜截面末端混凝土达到极限强度，梁的斜截面受剪承载力V：uV=V+V+VucssbVcVsαVsbVu受剪承载力的组成 2.斜截面受剪承载力的计算公式ò均布荷载作用下，矩形、T形和I形截面的简支梁，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式AsvV=V=0.7fbh+f⋅⋅hucst0yv0s对集中荷载作用下（或多种荷载作用，但集中荷载产生的剪力占总剪力75%以上），矩形截面独立梁当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式1.75AsvV=V=fbh+1.0f⋅⋅hucst0yv0λ+1.0s 3.公式应用范围ò为防止出现斜压破坏，截面最小尺寸：hw当≤4.0时，属于一般的梁，应满足bV≤0.25βfbhcc0ò为避免发生斜拉破坏，最小配箍筋率：nAfsv1tρ=≥ρρ=0.24svsv,minsv,minbsfyv 4.实用计算步骤已知剪力设计值V，混凝土等级，钢筋品种，构件尺寸。求：设计腹筋ò核算截面：V≤0.25βfbhcc0ò截面满足要求，AsvV−0.7ftbh0≥sfhyv0ò一般先假设肢数、直径，再求间距fnAhyvsv10s≤V−0.7fbht0