混凝土結構設計原理ch5受剪性能.ppt

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1、混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 了解斜截面破壞斜裂縫的形成、發(fā)展。 了解 無腹筋梁的受剪性能、剪跨比、三種剪 切破壞形態(tài)、受剪承載力計算。 掌握建筑工程受彎構件斜截面承載力有腹筋 梁的受剪性能、剪跨比、破壞形態(tài)、受剪承載 力計算、計算公式的適用條件。 掌握 斜截面抗剪的構造要求， 了解 材料抵抗 彎矩圖。 本章要點 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 受彎構件的斜截面承載力試 驗也采用集中荷載作用下的簡 支梁進行。

2、受彎構件在荷載作 用下，同時產(chǎn)生彎矩和剪力。 純彎段 剪彎段 剪彎段 p p 5.1 概 述 在純彎矩區(qū)段，構件產(chǎn)生垂直 裂縫，造成正截面受彎破壞， 而在剪彎區(qū)段，在剪力和彎矩 的共同作用下，則會產(chǎn)生斜向裂 縫，造成斜截面受剪破壞。這種 破壞發(fā)生突然，無明顯預兆，屬 脆性破壞。 所以，工程中不僅要對正截面 ，而且還要對斜截面進行承載力 計算。設計原則： “ 強剪弱彎 ” 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院

3、 主拉應力跡線 主壓應力跡線 1.開裂前梁內(nèi)的應力分布 cp 45 o tp tp cp 45 o tp cp <45 o 5.2 斜裂縫的形成 Formation of Diagonal Cracks 2tp 2 cp 24 12ar c t an( ) 2 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 彎剪斜裂縫 2.裂縫分類 腹剪斜裂縫 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 1、斜裂縫出現(xiàn)前，梁中剪力由 全截面混凝土承擔。

4、2、斜裂縫出現(xiàn)后，剪力一部分 由梁上部混凝土 Vc承擔，并由 上部混凝土拱傳遞到支座； 另一部分通過斜裂縫間的骨 料咬合力 Va以及縱向鋼筋的銷 拴作用 Vd傳到支座。因此，剪 力傳遞主要由三部分組成： V=Vc+Vay+Vd 3、隨荷載的增加，會有一條斜 裂縫形成臨界斜裂縫。最后頂 部混凝土（剪壓區(qū)）在壓力和 剪力的共同作用下發(fā)生破壞。 臨界斜裂縫 剪壓區(qū) V c V a V d 5.3 無腹筋梁的受剪性能 5.3.1斜裂縫出現(xiàn)后梁中受力狀態(tài)的變化 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 斜裂縫出現(xiàn)后， 剪壓區(qū)面

5、積的減小使受壓區(qū)混凝土剪 力增大。 斜裂縫出現(xiàn)前，支座附近截面 a-a的鋼筋應力 s與 Ma成正比。 斜裂縫出現(xiàn)后， 截面 a-a 處 s 取決于 臨界斜裂縫頂點截面 b-b 處的 Mb，即與 Mb成正比 。 因此，斜裂縫出現(xiàn)使 支座附 近的 s與跨中截面的 s相近，這 對縱筋的錨固提出更高要求。 同時，銷栓作 用 Vd使縱筋周 圍的混凝土產(chǎn)生撕裂裂縫，削 弱混凝土對縱筋的錨固作用。 梁由原來的梁傳力機制變 成拉桿拱傳力機制 a a b b V d ， T a T b T b M a M b ， 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工

6、大學建工學院 拉桿拱 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 0bh V 000 h a Vh Va Vh M 對集中荷載簡支梁 h0 a 0 Vh M 2 0bh M 5.3.2無腹筋梁的剪切破壞形態(tài) Shear Failure Mode 1、剪跨比 Shear span ratio 在剪彎區(qū)段 為第一個集中荷載的作用點 到支座的距離 a 與截面有效高度 h0 的比值。 剪跨 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 剪跨比很小， 拱作用

7、很大。 荷載主要通過拱作用傳遞到支 座。 主壓應力的方向沿支座與荷 載作用點的連線。 最后拱上混凝土在斜向壓應 力的作用下受壓破壞。 斜壓傳力機構，取決于混凝 土的抗壓強度，脆性破壞。 P f 斜壓破壞 diagonal compression failure 2、斜截面破壞的三種形態(tài) 斜壓破壞 產(chǎn)生條件 3 破壞特點 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 最后，拱頂處混凝土在剪應力和 壓應力的共同作用下，達到混凝土 的復合受力下的強度而破壞。 部分拱作用，部分斜拉傳遞，取 決于混凝土的復合應力下（剪壓）

8、 的強度。 剪跨比較小，有一定拱作用 斜裂縫出現(xiàn)后，部分荷載通 過拱作用傳遞到支座，承載力 沒有很快喪失，荷載可以繼續(xù) 增加，并出現(xiàn)其它斜裂縫。 P f 剪壓破壞 shear compression failure 剪壓破壞 產(chǎn)生條件 1.5 3 破壞特點 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 無腹筋梁的受剪破壞都是脆 性破壞！ 斜拉破壞為受拉脆性破壞 ，脆性性質(zhì)最顯著，承載力 最低； 斜壓破壞為受壓脆性破壞 ，承載力最大； 剪壓破壞界于受拉和受壓 脆性破壞之間。 不同破壞形態(tài)的原因主要 是由于傳力路

9、徑的變化引起 應力狀態(tài)的不同而產(chǎn)生的。 P f 斜壓破壞 剪壓破壞 斜拉破壞 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 影響受剪承載力的因素很多，很難綜合考慮，而且受剪破壞 都是脆性的。 規(guī)范 根據(jù)大量的試驗結果，取具有一定可靠度 （ 95%） 的偏下限經(jīng)驗公式來計算受剪承載力。 矩形、 T形和工形截面的一般受彎構件 Vc=0.7bh ftbh0 3、無腹筋梁受剪承載力的計算 bh為截面尺寸效應影響系數(shù)，當 h0 1500mm時，取 bh =0.85。 上式相當于受均布荷載作用的不同 l0/h的簡支梁、連續(xù)梁試驗

10、 結果的偏下限，接近斜裂縫開裂荷載，因此當剪力設計值小于 該值時，不會產(chǎn)生受剪破壞，同時在使用荷載下一般不會出現(xiàn) 斜裂縫。 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 集中荷載作用下的獨立梁 對于不與樓板整澆的獨立梁， 在集中荷載下，或同時作 用多種荷載，其中集中荷載在支座截面產(chǎn)生的剪力占總剪力 的 75%以上時， 00.1 75.1 bhfV thc b 當剪跨比 3.0， 取 =3.0，且支座 到計算截面之間均應配置箍筋。 無腹筋梁的受剪破壞都是脆性的，其應用范圍有嚴格的 限制。 規(guī)范 僅對 h<150的小梁

11、（如過梁、檁條）可采用 無腹筋。 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 0 bhf V t c 剪跨比 剪跨比剪跨比 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 需要說明的是 ： 以上無腹筋梁受剪承載力計算公式僅有理論上的意義。 實際無腹筋梁不允許采用 規(guī)范 6.3.3不僅給出不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類構 件的受剪承載力計算公式 VVc=0.7bh ftbh0 4/1 0 800 hh b 當 h0小于 800mm時取 h0=800mm 當

12、 h02000mm時取 h0=2000mm 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 1、有腹筋梁裂縫出現(xiàn)前后的應力狀態(tài) 裂縫出現(xiàn)前：荷載小，腹筋 應力小，其受力性能與無腹筋 梁相近。 工程中，為了提高混凝土 梁的抗剪能力，防止斜截面破 壞，一般梁中都配置有腹筋， （箍筋和彎起鋼筋）。與無腹 筋梁相比，有腹筋梁斜截面的 受力性能和破壞形態(tài)有相似之 處，也有許多不同的特點。 裂縫出現(xiàn)后：與斜裂縫相交 的腹筋應力顯著增大，直接承 擔部分剪力。同時限制斜裂縫 開展和延伸，增大剪壓區(qū)面積 ，提高剪壓區(qū)抗剪能力和骨料 咬合力，防

13、止劈裂裂縫發(fā)展， 提高銷拴作用。 5.3.3 有腹筋梁的受剪性能 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 斜裂縫出現(xiàn)后，梁的剪力 傳遞機構由原來無腹筋梁的 拉桿拱傳遞機構轉(zhuǎn)變?yōu)殍旒?與拱的復合傳遞機構。 斜裂縫間齒狀體混凝土有如 斜壓腹桿； 箍筋的作用有如豎向拉桿； 臨界斜裂縫上部及受壓區(qū) 混 凝土相當于受壓弦桿； 縱筋相當于下弦拉桿； 箍筋將齒狀體混凝土傳來的荷 載懸吊到受壓弦桿，增加了混凝 土傳遞受壓的作用； 斜裂縫間的骨料咬合作用 ，還將一部分荷載傳遞到支 座（拱作用），因此，腹筋 將使梁的受剪承載力有較

14、大 提高。 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 2.有腹筋梁斜截面破壞的主要形態(tài) 如前所述，腹筋雖不能防止裂縫出現(xiàn)，但卻能延緩和限制裂 縫的開展和延伸。因此，腹筋的配置數(shù)量對梁的斜截面破壞形 態(tài)和受剪承載力有很大的影響。將無腹筋梁和配有箍筋的梁試 驗比較，有如下結果： 由于有很多的影響因素，目前，國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的、被普遍 認可的、能適用于各種情況的抗剪計算理論和破壞模式。 剪跨比 配箍率 <1 1< 3 無腹筋 斜壓破壞 剪壓破壞 斜拉破壞 r sv 很小 斜壓破壞 剪壓破壞 斜拉破壞 r

15、 sv 適量 斜壓破壞 剪壓破壞 剪壓破壞 r sv 很大 斜壓破壞 斜壓破壞 斜壓破壞 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 目前，所設定的斜截面破壞機理和提出的計算理論，主要有： 拉桿拱模型、平面比擬桁架模型、變角桁架模型、拱 --梳狀齒 模型、極限平衡理論 等。各種理論計算結果不盡相同，某些模 型過于復雜，無法在實際設計中應用。 由于剪切破壞問題的復雜性，規(guī)范采用的斜截面承載力計算公 式是在大量試驗的基礎上，依據(jù)極限平衡理論，采用理論與經(jīng) 驗相結合的方法建立起來的。其基本上保證了構件必需的截面 尺寸和必需的配筋用梁

16、，公式形式簡單，設計計算方便。 公式假定，有腹筋構件的受剪承載力由以下幾部分組成： 混凝土承擔的剪力；箍筋承擔的剪力；彎起鋼筋承擔的剪力； 預應力增加的承載力；軸向壓力（或拉力）增加（或減少）的 承載力。 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 剪跨比 試驗表明：對集中荷載 作用下的無腹筋梁， 的 影響非常大。 影響荷載傳遞機構，從 而直接影響到梁中的應力 狀態(tài) 剪跨比 大，荷載主要 依靠拉應力傳遞到支座 剪跨比 小，荷載主要 依靠壓應力傳遞到支座 3.影響受剪承載力的因素 混凝土結構設計原理 第 5章

17、 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 剪切破壞是由于混凝土達到復合應力（剪壓）狀態(tài)下強度而 發(fā)生的。所以混凝土強度對受剪承載力有很大的影響，隨 的 不同而變化 。 小， 梁受剪承載力取決于 混凝土 的抗壓強度，而 fc與 fcu差不 多成比例增長， 梁的受剪承載力隨混凝土的強度提高而提高； 大， 梁的受剪承載力不隨 混凝土 的強度提高成比例增大，因 為，斜拉破壞承載力取決于 ft， ft與 fcu不成比例增長 。 另外， 試驗表明 ，隨著混凝土強度 的提高， Vu與 ft 近 似成正比。 混凝土強度 5 0 100 150 200 250

18、 300 0 20 40 60 80 100 120 =1.0 =1.5 =2.0 =2.5 =3.0 fcu V 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 縱筋配筋率 試驗表明：梁的受剪承載力隨縱筋的配筋率 s提高而增大， 小時，影響較大， 大時，影響較小。 縱筋配筋率 s 越大，剪壓區(qū)面積較大，提高 混凝土 承受的 剪力； s 大，還使縱筋的銷栓作用也增加； 增大縱筋面積還可限制斜裂縫的開展，增加斜裂縫間的骨料 咬合力作用。 截面形狀 T形截面有受壓翼緣，增加了剪壓區(qū)的面積，對斜拉破壞 和剪壓破壞的

19、受剪承載力有提高（約 20%），但對斜壓破壞的 受剪承載力并沒有提高。 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 尺寸效應 梁高度很大時，撕裂裂縫比較明顯，銷栓作用 大大降低，斜裂縫寬度也較大，削弱了骨料咬合作用。試驗表 明，在保持參 數(shù) fc、 r、 相同的情況下， 截面尺寸增加 4倍， 受剪承載力降低 5%30%。對于高度較大的 梁，配置梁腹縱筋 ，可控制斜裂縫的開展。配置腹筋后，尺寸效應的影響減小。 加載方式的影響 間接加載，由于荷載傳遞方式的改變，即荷載通過橫梁上 部拉應力向支座傳遞，這樣即使在名義剪跨比較小時，

20、也會產(chǎn) 生斜拉破壞。 直接加載 間接加載 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 箍筋的影響 吊住縱筋，延緩了撕裂 裂縫的開展，增強了縱筋 銷栓作用 Vd； 箍筋控制了斜裂縫的開展，增加了剪壓區(qū)的面積，使 Vc增加 ，骨料咬合力 Va也增加； 斜裂縫出現(xiàn)后，拉應力由箍筋承擔，增強了梁的剪力傳遞能 力，箍筋多，其承擔的剪力也就越大； Vc C c Vu T V sv Vsb 箍筋參與斜截面的受彎， 使斜裂縫出現(xiàn)后縱筋應力 s 的增量減??； 配置箍筋對斜裂縫開裂荷載沒有影響，也不能提高斜壓破壞 承載力，即：對小

21、剪跨比情況，箍筋的上述作用很?。粚Υ蠹?跨比情況，箍筋配置如果超過某一限值，則產(chǎn)生斜壓桿壓壞， 繼續(xù)增加箍筋沒有作用。 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 梁內(nèi)配置箍筋的數(shù)量，用配箍率 sv來反映。 s b Asv1 Asv1 h sb nA sb A svsv sv 1r Asv 配置在同一截面內(nèi)的全部箍筋， Asv=n Asv1 Asv1 單肢箍筋的截面面積 n 同一截面箍筋的肢數(shù) s 沿構件長度方向箍筋的間距 b 截面寬 h 截面高 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2

22、013 昆明理工大學建工學院 1、基本原則 已知：鋼筋混凝土梁沿斜截面的主要破壞形態(tài)有：斜 壓破壞、斜拉破壞、剪壓破壞。在設計時，對于： 斜壓破壞 采用限制截面尺寸的構造措施加以避免； 斜拉破壞 采用最小配箍率的構造措施來防止； 剪壓破壞 由于發(fā)生這種破壞形態(tài)時梁的受剪承載力 變化幅度較大，必須進行受剪承載力計算。 規(guī)范 采用的基本計算公式就是根據(jù)這種破壞形態(tài)的受力特 征建立的。 5.3.4受彎構件斜截面受剪承載力的計算 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 假定：梁的斜截面受剪承載 力 Vu由 Vc、 Vs

23、v 、 Vsb三部分 組成。 sbsvcu VVVV Y 0 cssvcu VVVV 無彎起鋼筋時： Vu 斜截面受剪承載力 Vc 剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力 Vsv與斜裂縫相交的箍筋的抗剪能力 Vsb與斜裂縫相交的彎起鋼筋的抗剪能力 Vc C c Vu T V sv Vsb 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 2、計算公式 僅配箍筋的矩形、 T形和工形截面的一般受彎構件 僅配箍筋的 集中荷載作用下的獨立梁 cs sv yvtu Vhs AfbhfV 00 0.10.1 75.1 受剪承載力計算一般表

24、達式： sbcssbsvcu VVVVVVV 集中荷載作用下的獨立梁的定義： 在集中荷載作用下（包括作用有多種荷載，其中集中荷載對支 座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力占總剪力值的 75%以上的情況 ）的獨立梁。 00 hs AfbhfV sv yvtcvu cs sv yv t u V h s A f bh f V 0 0 7 . 0 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 同時配箍筋和彎起鋼筋的矩形、 T形和工形截面一般受彎構件 s i n8.07.0 00 sbysvyvtu AfhsAfbhfV 同時配箍筋

25、和彎起鋼筋的 集中荷載作用下的獨立梁 s i n8.00.175.1 00 sbysvyvtu AfhsAfbhfV 式中： 計算截面的剪跨比，可取 =a/h0 ， a為集中荷載作用點至支 座或節(jié)點邊緣的距離；當 3 時，取 =3 。 ft -混凝土的抗拉強度設計值； fyv - 箍筋的抗拉強度設計值； Asv -同一截面內(nèi)箍筋的全部面積； s - 沿長度方向的箍筋間距； Asb -同一截面內(nèi)彎筋的截面積； -彎筋與構件軸線的夾角。 鋼筋受剪 時的取值 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 同受

26、彎構件正截面計算一樣，斜截面受剪計算公式也有一定 的適用范圍。 當配箍率超過一定值后，則在箍筋屈服前，斜壓桿混凝土已 被壓壞，故取斜壓破壞作為受剪承載力的上限。 3、 計算公式的適用條件 當 時 /4hb w 0cc25.0 bhfV b 當 時 /6hb w 0cc2.0 bhfV b 當 時 / 4 6hb w w c c 00 . 0 2 5 ( 1 4 / )V h b f b hb bc 混凝土強度影響系數(shù)，當 f cu,k C50時，取 =1.0； b c 當混凝土強度等級為

27、 C80時，取 =0.8；其間按 線性內(nèi)插法取用。 bc 為了防止斜壓破壞，要求： 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 矩形截面： hw= h0 T型截面 : hw= h0 hf 工字形截面 : hw= h hf hf ； b 矩形截面寬、 T形和工字形截面的腹板厚。 hw 截面的腹板高度，按下圖確定： hw hw hw 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 當配箍率小于一定值時，斜裂縫出現(xiàn)后，箍筋因不能承擔斜 裂縫截面混凝土退出工作釋放出的

28、拉應力，很快達到屈服，其 受剪承載力與無腹筋梁基本相同。 當剪跨比較大時，可能產(chǎn)生斜拉破壞。 為防止少筋破壞，當 V0.7ftbh0時，配箍率應滿足 : yv t sv sv sv f f bs A 24.0 m i n, rr 不進行抗剪計算而按構造配置箍筋的情況： 一般受彎構件： 集中荷載作用： 07.0 bhfV t 00.1 75.1 bhfV t c v t oV f b h 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 配箍構造要求： 9.2.9 為控制使用荷載下的斜裂縫寬度，并保證箍筋穿越每條裂縫， 規(guī)

29、范規(guī)定了最大箍筋間距和箍筋最小直徑。 梁高 h/ mm V0.7ftbh0 V0.7ftbh0 150

30、4-4 V 1 V 4 1 1 4 4 V 1 V 2 1 1 2 2 3 3 V 3 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 鋼筋混凝土梁一般先進行正截面承載力設計 ， 初步確定截 面尺寸和縱向鋼筋后 ， 再進行斜截面受剪承載力設計計算 。 具體計算步驟如下： 計算各控制截面的設計剪力； 驗算截面限制條件 （ 不符合要求應加大截面尺寸 ） ； 5、梁的斜截面設計計算步驟 當 時 /4hb w 0cc25.0 bhfV b 當 時 /6hb w 0cc2.0 b

31、hfV b 當 時 / 4 6hb w w c c 00 . 0 2 5 ( 1 4 / )V h b f b hb 驗算是否要按計算配置腹筋； 如 VV0.7ftbh0需要計算腹 筋。 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 計算腹筋用量 僅配箍筋方案 ; 0 07.0 hf bhfV s A yv tsv 0 00.1 75.1 hf bhfV s A yv t sv 一般受彎構件 集中荷載作用下的獨立梁 根據(jù) Asv/s計算值確定箍筋肢數(shù)、直徑和間距 ; 混凝土結構設計原

32、理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 ssbycsu AfVV s in8.0 為彎起鋼筋與構件軸線的 夾角 ， h800 取 45 h800 取 60 同時配置箍筋和彎起鋼筋的計算： Vc Cc Vu T V sv 0.8fyAsb 也可以根據(jù)受彎承載力的要求，先確定縱筋彎起的面積， 再確定箍筋用量。 當剪力較大時，可利用縱筋彎起與斜裂縫相交來提高受剪承載 力。一般先根據(jù)構造要求配置箍筋，確定 Vcs，對剪力 VVcs區(qū)段 ，按下式計算彎起鋼筋的面積： 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計

33、算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 s in8.0 1 1 y cs sb f VVA s in8.0 2 2 y cs sb f VVA 為防止彎筋間距太大 ， 出現(xiàn)不與彎筋相交的斜裂縫 ， 使彎筋 不能發(fā)揮作用 ， 規(guī)范 規(guī)定當按計算要求配置彎筋時 ， 前一 排彎起點至后一排彎終點的距離不應大于表中 V0.7ftbh0欄的最 大箍筋間距 smax的規(guī)定 。 V 1 V 2 1 1 2 2 V 3 106154N 不滿足要求。 22 5.3621.380 mmmmA sb 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工

34、學院 方案一：加密箍筋 方案二：單獨設置彎起鋼筋 如圖所示，可以在彎起點的位置 焊接 一根鴨筋，也可滿足要求， 具體計算過程略。 0107.0 hs nAfbhfV sv yvtcs NN V cs 1 1 7 0 0 01 1 9 7 3 75.4 9 6 6 67 0 0 7 0 455 140 3.2822704552001.17.0 則有重選 ,1406 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 （ 1） 正截面受彎承載力圖（材料圖）的概念 正截面受彎承載力圖 按實際配置的縱向鋼筋繪制的梁上各正截面 所能承受

35、的彎距圖。反映了沿梁長正截面上材料 的抗力，故簡稱材料圖。 材料圖的做法 Mu斜 Vc C c Ts Tv Tb Zsv Z sbbsvvsu ZTZTZTM 斜 ZTM su 正 一般情況下 正斜 uu MM 斜截面受彎承 載力總能滿足 支座處縱筋 錨固不足 縱筋彎起、 切斷不當 異常情況 需采取構 造措施 Mu正 Cc Ts Z 5.4受彎構件斜截面構造要求 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 各正截面抵抗彎矩的大小，可按實際配筋量用正截面 復核的辦法來計算： ) 2 ( 1 0 bf Af hAfM

36、 c sy syu 每根鋼筋所能承擔的彎矩，可近似按其面積比來計算： s si uui A A MM Mui 第 i 根鋼筋所能承擔的彎矩； Asi 第 i 根鋼筋的截面面積。 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 鋼筋的彎起 (9.2.8) 理論上講，梁內(nèi)鋼筋在正截面不再需要其參加抵抗彎矩時， 便可彎起參加斜截面工作，以充分利用鋼筋材料。彎起原則： Mu圖包住 M圖，滿足受彎承載力的要求； 起彎點至充分利用點距離大于 0.5h0。 2 25 1 22 2 25 1 22 M u2

37、 M u1 a b c c d d 0.5h0 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 2 25 1 22 抵抗彎矩圖的繪制 Mmax 1 2 3 2 25 1 22 用同一比例，繪梁縱剖面圖、設計彎矩圖 M，在 M圖上疊 繪抵抗彎矩圖 Mu, 再按每根鋼筋 Asi承擔的彎矩劃分 Mui，每一小 塊矩形代表 Asi承擔的彎矩 Mui 。 ： 125 Mu ： 125 ： 122 號鋼筋充分利用點 號鋼筋理論斷點 號鋼筋充分利用點 4 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算

38、TY 2013 昆明理工大學建工學院 考慮到斜裂縫出現(xiàn)的 可能性，鋼筋彎起時還應 滿足斜截面受彎承載力的 要求。斜裂縫出現(xiàn)后，會 導致 - 截面處鋼筋的拉 應力與斜裂縫頂端 - 截 面位置的鋼筋應力基本相 同，如鋼筋全部伸入支座， 則不會產(chǎn)生沿斜截面的受 彎破壞。 但如果部分鋼筋過早彎起，則可能會產(chǎn)生沿 斜截面受彎承載力不足的問題。 II II h 0 /2 I I 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 設 - 截面（鋼筋充分利用截面）的設計彎矩為 M ，充分利 用的鋼筋面積為 As，彎起鋼筋的面積為 Asb。

39、如果鋼筋不彎起， 斜截面受彎承載力為： T M Iz bsbysbsybb zAfzAAfzTzTM )(1 而鋼筋彎起時，斜 截面受彎承載力為： 鋼筋彎起后，為保證斜截面受彎承載力， 應滿足： M MI即： zbz zAfTzM sy I M T 1 T b z z b a II II h 0 /2 I I 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 當彎起鋼筋作為抗剪腹筋時，其間距還 應滿足抗剪的構造要求，同時彎折終點應 有一直線段錨固長度，當直線段位于受拉 區(qū)時，直線段長度不小于 20d；當直線段 位于受壓區(qū)時，直線段

40、長度不小于 10d （ 規(guī)范 9.2.7)。 SSmax 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 zAfTzM sy I T M Iz M T 1 T b z z b a bsbysbsyb zAfzAAfzTzTM )(1 c o ss in zaz b 05.0s i n )c o s1( hza 鋼筋彎起后，為保證斜截面受彎承載力，應 滿足： M MI即： zbz z a asin zcos 設彎起點到 - 截面的距離為 a，鋼筋的彎 起角度為 ，由圖可得 II II h 0 /2 混凝土結構設計

41、原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 彎起鋼筋要求小結： 1、滿足正截面受彎承載力要求 Mu圖 M圖 2、滿足斜截面受彎承載力要求 彎起點至充分利用點距離 0.5h0 3、滿足斜截面受剪承載力要求和構造要 求 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 一般原則 a. 受彎構件的縱向鋼筋由控制截面處最大彎矩計算確 定。 b. 根據(jù)設計彎矩圖的變化，可以在彎矩較小的區(qū)段將 一部分縱筋截斷。 c. 但在正彎矩區(qū)段，彎矩圖變化比較平緩，同時鋼筋 應力隨彎矩變化

42、產(chǎn)生的粘結應力，加上錨固鋼筋所需 要的粘結應力，因此錨固長度很長，通常已基本接近 支座，截斷鋼筋意義不大。因此，一般不在跨中受拉 區(qū)將鋼筋截斷。 鋼筋的截斷 (9.2.3) 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 d. 對于連續(xù)梁、框架梁中間連續(xù)支座負彎矩區(qū) 段的上部受拉鋼筋，可根據(jù)彎矩圖的變化分批 將鋼筋截斷。 e. 截斷鋼筋必須有足夠的錨固長度， 但這里的 錨固與鋼筋在支座或節(jié)點內(nèi)的錨固受力情況不 同，因為 要考慮斜裂縫對鋼筋應力的影響 、 彎 剪共同作用的影響 、 彎矩圖變化情況的影響 、 以及 梁頂部無支座壓力的影響 。

43、 鋼筋的截斷 (9.2.3) 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 延伸長度 ld(development length) 鋼筋截斷點到計算最大負彎矩截面的距離 規(guī)范 9.2.3 。 a. V<0.7ftbh0：當最大負彎矩較小時，鋼筋可一次全部截斷。 a點 為鋼筋的充分利用點 ; b點 為全部鋼筋的不需要 點（理論斷點） ; c點 為鋼筋實際截斷點 ; 由于 ab間還有一段彎矩變化 區(qū)，實際截斷點 c到鋼筋充 分利用點 a 的錨固長度（即 延伸長度 ld）要求比基本錨 固長度 lab大。 l c2 20d

44、 1.2 l a a b c lab的計算見： 規(guī)范 8.3.1 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 延伸長度 ld(development length) 鋼筋截斷點到計算最大負彎矩截面的距離。 a點 為鋼筋的充分利用 點 ; b點 為全部鋼筋的不需 要點（理論斷點） ; c點 為鋼筋實際截斷點 ; dl l l c a d 20 2.1 m a x 2 a. V<0.7ftbh0：當最大負彎矩較小時，鋼筋可一次全部截斷。 l c2 20d 1.2 l a a b c 混凝土結構設計原理 第 5

45、章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 V 2d 3d 4d 5d 修正系數(shù) 0.9 0.8 0.75 0.7 縱向受拉普通鋼筋的錨固長度修正系數(shù) a應按下列規(guī)定取用 （ 8.3.2） 當帶肋鋼筋的公稱直徑大于 25mm時取 1.10； 環(huán)氧樹脂涂層鋼筋取 1.25； 施工過程中易受擾動的鋼筋取 1.10 （如滑模施工）； 當鋼筋實際配筋面積 As計算面積 Aj，修正系數(shù)取 Aj As， 但考慮抗震設防和直接承受動力荷載的構件不考慮此項修正； 當肋紋鋼筋錨固區(qū)混凝土保護層厚度大于 2d時，錨固長度可 乘以 保護層修正系數(shù) ，但對位于構件頂

46、面混凝土中的水平鋼 筋，不進行保護層厚度修正。 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 當縱向受拉普通 鋼筋末端采用彎鉤或圖示機械錨固措施時， 包括彎鉤或錨固端頭在內(nèi)錨固長度（投影長度）可乘以 機械錨 固修正系數(shù) 0.6。 (8.3.3) d 5d d d 135 5d D= 4d 5d d d 90o D= 4d 12d 5d d d d (a) (d) (e) (c) (f) (b) 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 當縱向受拉普通 鋼筋末端采用彎鉤或圖示

47、機械錨固措施時， 包括彎鉤或錨固端頭在內(nèi)錨固長度（投影長度）可乘以 機械錨 固修正系數(shù) 0.6。 (8.3.3) 錨固形式 技術要求 90o彎鉤 末端 90 彎折，彎鉤內(nèi)徑 4d，彎后直段長度 12d 135o彎鉤 末端 135 彎鉤，彎鉤內(nèi)徑 4d，彎后直段長度 5d 一側(cè)貼焊錨筋 末端一側(cè)貼焊長 5d同直徑鋼筋 兩側(cè)貼焊錨筋 末端兩側(cè)貼焊長 3d同直徑鋼筋 焊端錨板 末端與厚度 d的錨板穿孔塞焊 螺栓錨頭 末端旋入螺栓錨頭 鋼筋彎鉤和機械錨固的形式和技術要求 受壓鋼筋錨固長度不宜小于受拉鋼筋錨固長度的 0.7倍；受壓鋼 筋不應采用末端彎鉤和一側(cè)貼焊錨筋的錨固措施。 (8.3.

48、4) 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 支座處有橫向壓應力，使粘結作用得到改善。因此支座處 的錨固長度 las可比基本錨固長度 la減小。 光面鋼筋末端應設置標準彎鉤。當伸入支座的錨固長度不符 合要求時，可在鋼筋端部加焊錨固鋼板或?qū)摻詈附釉诹憾祟A 埋件上。 當 V0.7ftbh0時 ， las5d 當 V0.7ftbh0時 ， 帶肋鋼筋 las12d 光面鋼筋 las15d 簡支支座錨固要求 對于板，一般剪力較小，通 常滿足 V0.7ftbh0的條件。且 連續(xù)板的中間支座一般無

49、正彎 矩，因此板的簡支支座和中間 支座下部縱向受力鋼筋的錨固 長度均取 las5d。 對于梁， (9.2.2) 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 當柱截面高度足夠時，框架梁上部縱筋可用直線方式伸入支 座錨固，錨固長度不小于 la，且應伸過柱中心線不小于 5d。 當柱截面高度不足以布置直線鋼筋時，應將梁上部縱筋伸至 節(jié)點外邊并向下彎折，但彎折前的水平投影長度 lah0.4lab，彎折 后的垂直長度不應小于 15d。 梁柱邊支座 l a 0.7 l a 受拉鋼筋 受壓鋼筋 1 5d 0.4lab (

50、9.3.4) 0.4lab 0.7 la 受拉鋼筋 受壓鋼筋 5d 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 下部縱筋伸入支座的錨固要求： 當計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時，鋼筋的錨固方式及長 度應與上部鋼筋的規(guī)定相同。即柱截面高度不夠時，可將鋼筋 向上彎折，彎折的構造要求與上部鋼筋向下彎折情況相同； 當計算中不利用其強度時，錨固長度可按 V0.7ftbh0時的簡 支支座情況考慮； 1 5d l a 0.7 la 受拉鋼筋 受壓鋼筋 0.4 lab (9.3.5) 梁柱 邊支座 混凝土結構設計原理 第

51、 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 1 5d l a 0.7 la 受拉鋼筋 受壓鋼筋 0.4 lab 當計算中充分利用鋼筋的受壓強度時，鋼筋伸入支 座的錨固長度不應小于 0.7la。 梁柱邊支座 (10.4.2) 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 梁柱 中間支座 la h h 0.4 lab 0.4 lab 15d 框架梁或連續(xù)梁上部縱筋應貫穿中間節(jié)點或中間支座； 框架梁或連續(xù)梁的下部縱筋在中間節(jié)點或中間支座處應滿足 下列錨固要求： （ 見

52、 規(guī)范 9.3.5條） 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 梁柱頂層端節(jié)點 1.5lab 65%As 1.7lab 框架頂層端節(jié)點處鋼筋的錨固，見 規(guī)范 9.3.7條。 8d 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 錐螺紋鋼筋連接 鋼筋的機械連接 (8.4.7) 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 7.3 鋼筋的錨固和搭接 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY

53、 2013 昆明理工大學建工學院 擠壓鋼筋連接 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 鋼筋的焊接 (8.4.8) 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 箍筋的構造要求 形式和肢數(shù)：箍筋通常有開口式和封閉式。一般均采 用封閉式。有單肢、雙肢、多肢箍筋。 開 口 封 閉 雙 肢 四 肢 10 d d 抗震 抗扭 10 d 10 d d 一般構件 混凝土結構設計原理 第 5章 受彎構件斜截面承載力計算 TY 2013 昆明理工大學建工學院 箍筋的構造要求 形式和肢數(shù)：箍筋通常有開口式和封閉式。一般均 采用封閉式。有單肢、雙肢、多肢箍筋。 箍筋宜采用 HRB400， HRBF400， HPB300， HRB500， HRBF500. 一般采用雙肢箍筋，當梁寬大于 400mm且一層內(nèi)的 縱向受壓鋼筋多于 3根，或當梁的寬度不大于 400mm 但一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于 4根時，應設置復合箍筋； 當梁寬很小時，可采用單肢箍筋。 當梁中配有受壓鋼筋時，箍筋應封閉，間距不大于 15d，任何情況下間距不大于 400mm。當一層內(nèi)的縱 筋受壓鋼筋多于 5根且直徑大于 18mm時，箍筋間距不 應大于 10d.