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1、CH.4受弯构件斜截面承载力计算,无腹筋梁的受剪性能有腹筋梁斜截面受剪承载力计算保证斜截面受弯承载力的构造要求,CH.4受弯构件斜截面承载力计算无腹筋梁的受剪性能,弯剪段（本章研究的主要内容）,统称腹筋-帮助混凝土梁抵御剪力,有腹筋梁-既有纵筋又有腹筋无腹筋梁-只有纵筋无腹筋,箍筋肢数,弯筋箍筋PPs纵筋弯剪段（本章研究的主要内容）统称腹筋-,4.1无腹筋梁的受剪性能,一、构件的开裂,A,A,当tpmaxft时，弯剪段开裂，斜裂缝出现,斜裂缝的类型 1）弯剪斜裂缝： 裂缝下宽上窄 2）腹剪斜裂缝： 裂缝中间宽两头窄,4.1无腹筋梁的受剪性能一、构件的开裂PPaaAA当tpm,二、剪跨比,反映了
2、集中力作用截面处弯矩M 和剪力V 的比例关系,计算剪跨比,广义剪跨比,二、剪跨比bhh0AsPPaa反映了集中力作用截面处弯矩M,rc04受弯构件斜截面计算课件,三、裂缝的发展及破坏形态,1.斜拉破坏,破坏特点：首先梁底部出现垂直的弯曲裂缝；其中一条裂缝很快斜向伸展到梁顶集中荷载作用点处，形成临界斜裂缝，将梁劈裂为两部分而破坏；同时，沿纵筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。,抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度,发生条件：剪跨比较大， a/h03 或l0/h08,三、裂缝的发展及破坏形态1.斜拉破坏破坏特点：首先梁底部出现,发生条件：剪跨比适中1a/h03 或3l0/h08,破坏特点：首先，剪跨区出现数条
3、短的弯剪斜裂缝，其中一条延伸最长、开展较宽的临界斜裂缝向荷载作用点延伸，使混凝土受压区高度减小，当混凝土达到复合应力状态下的极限强度而破坏 。,抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应力下的抗压强度,2.剪压破坏,发生条件：剪跨比适中1a/h03 或3l0/h08破,发生条件：剪跨比很小 a/h01 或l0/h03,破坏特征：在梁腹中垂直于主拉应力方向，先后出现若干条大致相互平行的腹剪斜裂缝，梁的腹部被分割成若干斜向的受压短柱。随着荷载的增大，混凝土短柱被压酥破坏 。,抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度,3.斜压破坏,发生条件：剪跨比很小 a/h01 或l0/h03破坏特征,受剪破坏均属于脆性破坏，其
4、中斜拉破坏最明显，斜压破坏次之，剪压破坏稍好。,受剪破坏均属于脆性破坏，其中斜拉破坏最明显，斜压破坏次之，剪,四、抗剪机制,以剪压破坏为例,销栓力，随着斜裂缝的发展逐渐增大,咬合力，随着斜裂缝的发展逐渐减小,破坏时：1）剪压区剪应力和压应力明显增大 2）与斜裂缝相交的纵筋应力突然增大,受力模型：拉杆拱结构,四、抗剪机制以剪压破坏为例VVcCVdVaTa销栓力，随着斜,五、影响无腹筋梁抗剪承载力因素,1.剪跨比,五、影响无腹筋梁抗剪承载力因素1.剪跨比PPaa,2.加载方式,直接加载比间接加载抗剪承载力提高。,2.加载方式直接加载比间接加载抗剪承载力提高。,3.混凝土的强度与纵筋的配筋率,混凝土
5、的强度提高，纵筋配筋率增大，抗剪承载力提高。,3.混凝土的强度与纵筋的配筋率混凝土的强度提高，纵筋配筋率增,4.截面形式,连续梁抗剪强度低于简支梁,有翼缘高于无翼缘,截面高低于截面低的,6.梁的连续性,5.尺寸效应,4.截面形式连续梁抗剪强度低于简支梁有翼缘高于无翼缘截面高低,六、无腹筋梁抗剪承载力计算,1. 一般板类（均布荷载）受弯构件：,2.集中荷载作用下独立梁（包括作用有多种荷载，且集中荷载在支座截面所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况）：,六、无腹筋梁抗剪承载力计算1. 一般板类（均布荷载）受弯构件,需要说明的是：以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。实际无腹筋梁不允许采
6、用。,需要说明的是：,4.2 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算,一、有腹筋梁的受剪性能,开裂前构件的受力性能与无腹筋梁相似，腹筋中的应力很小,当tpmaxft时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝,开裂后，腹筋的应力增大，限制了斜裂缝的发展，提高了抗剪承载力,梁的剪力传递机构由原来无腹筋梁的拉杆拱机构转变为桁架与拱的复合传递机构,1.抗剪机制,4.2 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算一、有腹筋梁的受剪性能开,2.破坏形态,影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比l和配箍率rsv,s,2.破坏形态影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比l和配箍率,1或较大但腹筋配置较多时，剪压区混凝土压碎，但腹筋未达到屈服,1)斜
7、压破坏,13时，腹筋屈服后，剪压区混凝土压碎,2)剪压破坏,3且腹筋配置量较小时，腹筋用量太少，起不到应有的作用，剪压区混凝土拉断,3)斜拉破坏,斜压破坏和斜拉破坏均属于脆性破坏，设计时应避免出现此二种破坏形态。,1或较大但腹筋配置较多时，剪压区混凝土压碎，但腹筋未达,二、仅配箍筋梁受剪承载力计算,1）一般受弯构件,2）集中荷载作用下的独立梁,1. 计算基本公式,二、仅配箍筋梁受剪承载力计算1）一般受弯构件2）集中荷载作用,集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75%以上的独立梁,集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75%以上的,2.公式适用范围,当hw/b 4时：,当h
8、w/b6时：,当4hw/b6时：,上限最小截面尺寸,下限最小配箍率,当V0.7ftbh0时，配箍率应满足：,hw截面腹板高度b为腹板宽度bc为高强混凝土的强度折减系数,斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸,同时限定箍筋间距和直径,2.公式适用范围当hw/b 4时：当hw/b6时：当4,3.基本公式的应用,已知V,b,h,ft,fy, l,是,是,是,否,3.基本公式的应用已知V,b,h,ft,fy, l是调整b,三、同时配弯起钢筋梁受剪承载力计算,当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂缝相交来提高受剪承载力。,a 为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取4560。,三、同时配弯起钢筋梁受剪承载力计算
9、当剪力较大时，可利用纵筋弯,为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂缝，使弯筋不能发挥作用，规范规定当按计算要求配置弯筋时，前一排弯起点至后一排弯终点的距离不应大于表中V0.7ftbh0栏的最大箍筋间距smax的规定。,第五章 受弯构件斜截面受剪承载力,在初选箍筋基础上：,为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂缝，使弯筋不能发挥,四、受剪斜截面计算位置, 支座边缘截面（1-1）； 腹板宽度改变处截面（2-2）； 箍筋直径或间距改变处截面（3-3）； 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。,四、受剪斜截面计算位置 支座边缘截面（1-1）；,【例题1】,如图所示矩形梁，混凝土选用C20，箍
10、筋I级。求支座处箍筋配置？,【解】,1.计算荷载,2.验算截面尺寸（上限）,【例题1】如图所示矩形梁，混凝土选用C20，箍筋I级。求支座,3.验算是否构造配筋,4.配箍计算,计算配箍筋,3.验算是否构造配筋4.配箍计算计算配箍筋,rc04受弯构件斜截面计算课件,【例题2】,如图所示矩形梁，混凝土选用C20，箍筋I级。求支座处箍筋配置？,【解】,1.计算荷载,2.验算截面尺寸（上限）,【例题2】如图所示矩形梁，混凝土选用C20，箍筋I级。求支座,3.验算是否构造配筋,4.仅配箍计算的设计方案,计算配箍筋,3.验算是否构造配筋4.仅配箍计算的设计方案计算配箍筋,250600,方法二：同时配置箍筋与
11、弯起钢筋方案,1.箍筋选择,2.弯起钢筋选用,方法二：同时配置箍筋与弯起钢筋方案1.箍筋选择2.弯起钢筋选,无需弯起。,在满足构造要求条件下，弯起底排筋。,弯起,弯起点处剪力：,157.5,无需弯起。在满足构造要求条件下，弯起底排筋。 弯起,【例题3】,如图所示矩形梁，混凝土选用C25，箍筋I级。求支座处箍筋配置？,【解】,1.计算荷载,【例题3】如图所示矩形梁，混凝土选用C25，箍筋I级。求支座,3.验算是否构造配筋,2.验算截面尺寸（上限）,AC段：,计算配箍筋,3.验算是否构造配筋2.验算截面尺寸（上限）AC段：计算配箍,BC段：,构造配箍筋,4.配箍设计,AC段：,BC段：构造配箍筋4
12、.配箍设计AC段：,方法二：改为同时设箍筋和弯起筋，纵筋II级,1.箍筋选择,在满足构造要求基础上全梁段采用双肢,（仅AC段）,2.弯起钢筋选用,方法二：改为同时设箍筋和弯起筋，纵筋II级1.箍筋选择在满足,弯起,但因纵筋3根，只能有1根弯起，不满足抗剪要求，所以此种情况不适合设弯起筋抗剪。,所以弯起筋全段布置。,弯起但因纵筋3根，只能有1根弯起，不满足抗剪要求，所以此种情,【习题1】,如图所示矩形梁，混凝土选用C30，纵筋和箍筋III级。受拉区设置5根25mm纵筋。求支座处箍筋配置？,【解】,1.计算荷载,AC段：,BC段：,【习题1】如图所示矩形梁，混凝土选用C30，纵筋和箍筋III,2.
13、验算截面尺寸（上限）,3.验算是否构造配筋,AC段：,BC段：,计算配箍筋,计算配箍筋,2.验算截面尺寸（上限）3.验算是否构造配筋AC段：BC段：,4.配箍计算,AC段：,BC段：,AC段：,BC段：,4.配箍计算AC段：BC段：AC段：BC段：,方法二：同时设箍筋和弯起筋,1.箍筋选择,在满足构造要求基础上全梁段采用双肢,AC段：,2.弯起钢筋选用,【习题1】,方法二：同时设箍筋和弯起筋1.箍筋选择在满足构造要求基础上全,BC段：,无需弯起。,弯起 （496mm2）,因AC段剪力不变，所以弯起筋连续布置。,在满足构造要求条件下，弯起筋分两排弯起即可。,尚应通过抵抗弯矩图验证正截面强度！,B
14、C段：无需弯起。弯起 （496mm2）因AC段剪,I I II II III IIII-I250700II-,【习题1】,附：纵筋抗弯验算,【习题1】附：纵筋抗弯验算250700,【例题4】,如图所示均布荷载作用下梁，混凝土选用C20，箍筋配置如图。计算梁能承担的最大弯矩；按斜截面抗剪强度要求，最大q为多少？,【解】,1.校核配箍率,【例题4】如图所示均布荷载作用下梁，混凝土选用C20，箍筋配,3.校核截面面积,2.计算抗剪承载力,4.计算q,3.校核截面面积2.计算抗剪承载力4.计算q,4.3 保证斜截面受弯的构造要求,一般情况下,斜截面受弯承载力总能满足,支座处纵筋锚固不足,纵筋弯起、切断
15、不当,异常情况,需采取构造措施,一、基本概念,4.3 保证斜截面受弯的构造要求Mu斜VcCcTsTvTbZ,（a）简支梁钢筋弯起（支座处纵筋锚固不足）,（b）悬臂梁负钢筋截断（纵筋弯起、切断不当）,（a）简支梁钢筋弯起（支座处纵筋锚固不足）（b）悬臂梁负钢筋,二、抵抗弯矩图（材料图）,1. 抵抗弯矩,设计时，应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图，且两者越近越经济,二、抵抗弯矩图（材料图）1. 抵抗弯矩设计时，应尽量使抵抗弯,2. 充分利用点和理论截断点,以3号筋为例：a为充分利用点，b为理论截断点,2. 充分利用点和理论截断点以3号筋为例：,【习题1】,抵抗弯矩图,设计弯矩图,弯矩包络图,【习题1】抵
16、抗弯矩图设计弯矩图弯矩包络图,纵筋的弯起必须满足三方面的要求：,1）保证正截面的受弯承载力,2）保证斜截面的受剪承载力,3）保证斜截面的受弯承载力,计算确定,构造确定,计算及构造确定,右图弯起不当,三、纵向钢筋弯起,纵筋的弯起必须满足三方面的要求：1）保证正截面的受弯承载力2,纵向钢筋的弯起点应设在该钢筋的“充分利用点”截面以外不小于h02处,几何中心轴3211acdeADE200d在2点,弯起钢筋的其它构造要求,梁的剪力较小及梁内所配置纵向钢筋少于三根时，可不布置弯起钢筋。 对于采用绑扎骨架的主梁、跨度大于或等于6m的次梁以及吊车梁，不论计算是否需要，均宜设置构造弯起钢筋。 位于梁侧的底层钢
17、筋不应弯起。 当梁截面宽度大于350mm时，在一个截面上的弯起钢筋不得少于两根。 弯起钢筋的弯起角度一般为45，当梁截面高度h大于800mm时，可为60，高度较小，并有集中荷载时，可为30。,弯起钢筋的其它构造要求梁的剪力较小及梁内所配置纵向钢筋少于,4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）,4.2.3 受弯构件斜截面计算（1/）,弯起筋间距符合构造要求；弯起筋锚固长度：受拉区不小于20d，受压区不小于10d，光圆钢筋设弯钩，梁底两侧钢筋不弯起；鸭筋（吊筋）必须将两端锚固在受压区，不得采用浮筋,s,s,4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.3 受弯构件斜截,4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5
18、）,4.2.3 受弯构件斜截面计算（1/）,1.纵向钢筋的截断,跨中受拉钢筋一般不宜截断，支座负筋的截断应符合下列规定,四、纵向钢筋的截断和锚固,4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.3 受弯构件斜截,4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）,4.2.3 受弯构件斜截面计算（1/）,开裂前A处的弯矩为MA开裂后斜截面的弯矩为MB,开裂后钢筋的拉力Ts明显增大。若las不够则容易发生锚固破坏,2.支座处锚固,4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.3 受弯构件斜截,简支板或连续板下部纵筋伸入支座的长度,d-纵向钢筋的直径,简支梁或连续梁简支端下部纵筋伸入支座的长度,如梁内支座处的锚固不能满
19、足上述要求，应采取加焊锚固钢板等有效措施,钢筋骨架中的光面受力钢筋，应在钢筋末端做弯钩。,简支板或连续板下部纵筋伸入支座的长度d-纵向钢筋的直径简支,4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）,4.2.3 受弯构件斜截面计算（1/）,a.当计算中不利用其强度时，其伸入的锚固长度应符合前述简支梁中 要求；,连续梁或框架梁的上部钢筋应贯通其中间支座或中间节点范围。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以下要求：,b.当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，其伸入锚固长度应不小于la的数值；,c.当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，其伸入的锚固长度不应小于0.7la,4.2 钢筋混凝土受弯构件（
20、2/5）4.2.3 受弯构件斜截,五、箍筋构造,1.箍筋的设置,高度大于300m：全长设置箍筋高度为150300mm：端部各14跨度范周内设置箍筋，但当梁的中部12跨度范围内有集中荷载作用时，则应沿梁的全长配置箍筋高度小于150mm：可不设箍筋。,箍筋直径应不小于表4-1的规定梁中配有计算纵向受压钢筋时，箍筋直径尚不应小于 的d/4（d为纵向受压钢筋的最大直径 ）,2.箍筋的直径,五、箍筋构造1.箍筋的设置 高度大于300m：全长设置箍筋,3.箍筋的间距,符合表4-2的要求;配有纵向受压钢筋时： a.间距不应大于15d(d为纵向受压钢筋的最小直径)，同时不应大于400mm； b.当一层内的纵向
21、受压钢筋多于5根且直径大于18mm时，箍筋间距不应大于10d； c.当梁的宽度大于400mm且一层内的纵向受压钢筋多于3根时，或当梁的宽度不大于400mm但一层内的纵向受压钢筋多于4根时，应设置复合箍筋。,3.箍筋的间距符合表4-2的要求;,4.箍筋的形式,一般均应采用封闭式，特别是当梁中配置有受压钢筋时。,5.箍筋的肢数,双肢,四肢,单肢,4.箍筋的形式一般均应采用封闭式，特别是当梁中配置有受压钢筋,【例题4】,如图所示T形梁，混凝土选用C25，箍筋I级，纵筋II级。安全等级二级，设计此梁，并绘施工图。,【例题4】如图所示T形梁，混凝土选用C25，箍筋I级，纵筋I,【解】,1.计算跨度及荷载
22、,弯矩及剪力分布如图,【解】1.计算跨度及荷载240200020002000200,272.8,2.跨中纵筋设计,3.腹筋设计,2402000200020002000240q=16.25k,4.构造要求,4.构造要求,I,II,III,I-I,II-II,5.结构施工图,III-III,IIIIIII-III-II5.结构施工图III-III,【习题1】,如图所示矩形梁，混凝土选用C20，箍筋I级。求支座处箍筋配置？,【解】,1.计算荷载,2.验算截面尺寸（上限）,【习题1】如图所示矩形梁，混凝土选用C20，箍筋I级。求支座,3.验算是否构造配筋,4.配箍计算,计算配箍筋,3.验算是否构造配筋4.配箍计算计算配箍筋,rc04受弯构件斜截面计算课件,
