第五章 受弯构件的斜截面 承载力 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助
本章重点 斜截面破坏的主要形态及主要因素; 掌握受弯构件斜截面承载力的计算公式及 适用条件,防止斜压和斜拉破坏的措施; 主 页 掌握受弯构件斜截面承载力的计算公式及 目 录 适用条件,防止斜压和斜拉破坏的措施; 上一章 了解材料抵抗弯矩图的做法; 掌握深受弯构件斜截面承载力计算方法 下一章 及构造要求; 了解桥涵工程中受弯构件斜截面承载力 帮 助 的计算方法。
§5.1 概 述 5.1.1 斜截面破坏机理 主 页 目 录 上一章 下一章 由材料力 学可知: …5-1 …5-2 帮 助
5.1.2 影响斜截面承载力的主要因素 1. 剪跨比 定义: …5-3 主 页 目 录 当为右图所示的 对称荷载时: 上一章 下一章 帮 助
…5-4 主 页 目 录 上一章 2.腹筋(箍筋和弯起钢筋)配筋率 下一章 3.材料的强度等级 帮 助
5.1.3 斜截面的主要破坏特征 1. 斜压破坏 产生条件 λ <1.5或腹筋多、腹板薄。 破坏特点 5.1.3 斜截面的主要破坏特征 1. 斜压破坏 主 页 目 录 上一章 产生条件 λ <1.5或腹筋多、腹板薄。 下一章 破坏特点 中和轴附近出现斜裂缝,然后向支座和荷载作用点延伸,破坏时在支座与荷载作用点之间形成多条斜裂缝,斜裂缝间混凝土突然压碎,腹筋不屈服。 帮 助
产生条件 2. 剪压破坏 破坏特点 3. 斜拉破坏 产生条件 破坏特点 1.5≤λ≤3且腹筋量适中。 受拉区边缘先开裂,然后向受压区延伸。破坏时,与临界斜裂缝相交的腹筋屈服,受压区混凝土随后被压碎。 主 页 目 录 上一章 3. 斜拉破坏 产生条件 λ>3且腹筋量少。 下一章 破坏特点 受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展,构件很快破坏。 帮 助
V≤Vu M≤Mu 5.1.4 防止斜截面破坏的承载力条件 …5-5 …5-6 我国规范规定: 5.1.4 防止斜截面破坏的承载力条件 斜截面上有剪力,也有弯矩。为了防止斜截面 破坏,要求: …5-5 V≤Vu M≤Mu 我国规范规定: 式(5)用计算保证; 式(6)用构造措施满足。 主 页 目 录 上一章 …5-6 下一章 帮 助
§5.2 建筑工程中受弯构件斜截面设计方法 5.2.1 不配腹筋的板 …5-7 βh——截面高度影响系数, 5.2.1 不配腹筋的板 …5-7 βh——截面高度影响系数, 当h0<800mm时,取h0 =800mm; 当h0>2000mm时, 取h0=2000mm; ft ——混凝土轴心抗拉强度设计值。 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助
5.2.2 矩形、T形和I形截面受弯构件 1. 一般情况 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助 …5-8
S ——沿构件长度方向的箍筋间距; ——箍筋抗拉强度设计值; ——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面 积: =n ,此处,n为在同一截面内 箍筋的肢数, 为单肢箍筋的截面面积; 主 页 目 录 上一章 S ——沿构件长度方向的箍筋间距; ——同一弯起平面内弯起钢筋截面面积; ——弯起钢筋与构件轴向的夹角。 下一章 帮 助
…5-9 2. 集中荷载下的独立梁 λ——计算截面的剪跨比,可取λ=a/h0, a为集中荷 主 页 …5-9 目 录 上一章 λ——计算截面的剪跨比,可取λ=a/h0, a为集中荷 载作用点至支座或节点的距离;当λ<1.5时, 取λ=1.5; 当λ>3时,取λ=3。 下一章 帮 助
…5-10 …5-11 …5-12 3. 基本公式的适用范围 适剪压破坏。 为了防止斜压破坏,要求: 当 时 当 时 当 时 主 页 当 时 …5-10 目 录 当 时 …5-11 上一章 当 时 …5-12 下一章 ——混凝土强度影响系数,当 C50时,取 =1.0; 当混凝土强度等级为C80时,取 =0.8;其间按线性内插法取用。 帮 助
——截面的腹板高度,按下图确定: 主 页 hw 目 录 上一章 下一章 帮 助
为了防止斜拉破坏,要求: ①箍筋的间距应满足表—1要求; 表—1 梁高h/ mm V>0.7ftbh0 V≤0.7ftbh0 主 页 表—1 目 录 梁高h/ mm V>0.7ftbh0 V≤0.7ftbh0 150<h≤300 150 200 300<h≤500 300 500<h≤800 250 350 h>800 600 上一章 下一章 帮 助
② 箍筋的直径满足表—2要求; 表—2 梁高h(mm) 箍筋直径(mm) h≤800 6 h>800 8 主 页 目 录 上一章 ② 箍筋的直径满足表—2要求; 主 页 表—2 目 录 梁高h(mm) 箍筋直径(mm) h≤800 6 h>800 8 上一章 下一章 帮 助
③ 当 时,配箍率尚应满足: …5-13 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助
…5-14 …5-15 4. 可以按构造配置箍筋的条件 当满足下列条件时,可按表1和表2配筋。 一般情况: 集中荷载F的独立梁: 主 页 主 页 一般情况: …5-14 目 录 上一章 集中荷载F的独立梁: …5-15 下一章 帮 助
5. 斜截面受剪承载力的计算位置 支座边缘处截面; 受拉钢筋弯起点处截面; 箍筋间距或截面面积改变处截面; 腹板宽度改变处剪力。 主 页 主 页 目 录 上一章 支座边缘处截面; 腹板宽度改变处剪力。 箍筋间距或截面面积改变处截面; 受拉钢筋弯起点处截面; 下一章 帮 助
6. 斜截面承载力计算步骤 ⑴ 确定计算截面及其剪力设计值; ⑵ 验算截面尺寸是否足够; ⑶ 验算是否可以按构造配筋; 主 页 ⑴ 确定计算截面及其剪力设计值; ⑵ 验算截面尺寸是否足够; ⑶ 验算是否可以按构造配筋; ⑷ 当不能按构造配箍筋时,计算腹筋用量; ⑸ 验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否 满足要求。 目 录 上一章 下一章 帮 助
抵抗弯矩各截面不小于荷载弯矩,或抵抗弯矩图要包住荷载弯矩图。 7. 保证斜截面抗弯承载力的条件 ⑴ 荷载弯矩图与抵抗弯矩图的概念 主 页 目 录 上一章 荷载弯矩图 抵抗弯矩图 下一章 保证斜截面抗弯承载力的条件: 帮 助 抵抗弯矩各截面不小于荷载弯矩,或抵抗弯矩图要包住荷载弯矩图。
⑵ 弯起钢筋的抵抗弯矩图 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助 结 论 宜采用箍筋作为承受剪力的钢筋。
从ld1和ld2中选外伸较长者。 ld1和ld2见表3。 8. 构造要求 (1) 负弯矩钢筋的切断位置 主 页 目 录 上一章 下一章 ld1——粘结锚固长度; ld2——外伸长度 从ld1和ld2中选外伸较长者。 ld1和ld2见表3。 帮 助
表—3 截面条件 ld1 ld2 V≤0.7ftbh0 1.2la 20d V>0.7ftbh0 1.2la+h0 20d且h0 主 页 截面条件 ld1 ld2 V≤0.7ftbh0 1.2la 20d V>0.7ftbh0 1.2la+h0 20d且h0 且断点仍在负弯矩受拉区内 1.2la+1.7h0 20d且1.3h0 目 录 上一章 下一章 帮 助
(2)纵筋在支座处的锚固 当V≤0.7ftbh0时,las≥5d; 当V>0.7ftbh0时,las≥12d(带肋) las≥15d(光面) 主 页 目 录 上一章 下一章 当V≤0.7ftbh0时,las≥5d; 当V>0.7ftbh0时,las≥12d(带肋) las≥15d(光面) 帮 助
节点中的直线锚固: 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助
节点中的弯折锚固: 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助
节点或支座范围外的搭接: 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助
(3)弯筋终点应有直线段,光面钢筋端部还应 做弯钩。 主 页 受拉 受压 目 录 上一章 下一章 帮 助
(4)不得采用浮筋做弯筋。 主 页 可用 禁用 目 录 上一章 下一章 帮 助
(5)梁受扭或承受动荷载时,不得使用开口钢箍 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助 注意 ——弯钩及开口应布置在受压区。
9. 深受弯构件斜截面设计 (1)计算公式 一般情况(只配箍筋抗剪): …5-16 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助
…5-17 集中荷载独立梁(只配箍筋抗剪): λ——计算剪跨比,当l0/h≤0.2时,取λ=0.25; 主 页 目 录 上一章 λ——计算剪跨比,当l0/h≤0.2时,取λ=0.25; 当2.0<l0/h<5.0时,取λ=a/h0;λ的上限 值按λ=0.42l0/h-0.58计算; 下一章 l0/h——跨高比,当l0/h<2.0时,取l0/h=2.0。 帮 助
(2)截面尺寸要求: 为防止斜压破坏,截面尺寸应满足: 当hw/b≤4时 当hw/b≥6时 当hw/b在4~6之间时 按线性内插法取用。 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助 l0 ——计算跨度,当l0<2h时,取l0=2h。
…5-18 (3)可不进行斜截面受剪承载力计算的条件: Vk ——按荷载标准组合计算的剪力值; ftk ——混凝土抗拉强度标准值。 主 页 主 页 …5-18 目 录 上一章 Vk ——按荷载标准组合计算的剪力值; 下一章 ftk ——混凝土抗拉强度标准值。 帮 助
(4)构造要求: ① 截面宽度: ≥140mm; 当l0/h≥1时,h/b≤25; 当l0/h<1时,l0/b≤25。 ② 混凝土强度: 主 页 目 录 上一章 下一章 ② 混凝土强度: ≥C20。 帮 助
下部纵筋宜均匀布置在梁的下部0.2h范围内,连续 深梁中间支座上纵筋按下图分配: ③ 纵向受力钢筋: 下部纵筋宜均匀布置在梁的下部0.2h范围内,连续 深梁中间支座上纵筋按下图分配: 主 页 (1.5<l0/h≤2.5) (1<l0/h≤1.5) (l0/h≤1) 目 录 上一章 下一章 帮 助
④ 深梁宜配双排钢筋网,水平和竖向分布钢筋的直 径均不应小于8mm,间距不应大于200mm,且应 满足表—4最小配筋百分率的要求: 主 页 表—4 钢筋种类 纵 向 受力筋 水 平 分布筋 竖 向 HPB235 0.25% 0.20% HRB335、HRB400、RRB400 0.15% 目 录 上一章 下一章 注: 当集中荷载作用于连续深梁上部1/4高度范围内 且l0/h>1.5时,竖向分布筋最小配筋百分率应 增加0.05。 帮 助
§5.3 公路桥涵工程中受弯构件斜截面设计方法 主 页 5.3.1 计算公式 目 录 上一章 下一章 帮 助
…5-19 Vd ——斜截面受压端正截面上的最大剪力组合设计值; ——异号弯矩影响系数,计算简支梁和连续梁近边 主 页 目 录 上一章 Vd ——斜截面受压端正截面上的最大剪力组合设计值; ——异号弯矩影响系数,计算简支梁和连续梁近边 支点梁段的抗剪承载力时,取 = 1.0;计算连 续梁和悬臂梁近中间支点梁段的抗剪承载力时, 取 = 0.9; ——受压翼缘影响系数,取 =1.1; 下一章 帮 助
fcu,k——边长为150mm的混凝土立方体抗压强度 标准值,MPa; b ——斜截面受压端腹板截面宽度; h0——斜截面受压端截面有效高度; ρ ——纵向受拉钢筋配筋百分率,P=100ρ, ρ=As/bh0,当P>2.5时,取ρ=2.5; 主 页 目 录 fcu,k——边长为150mm的混凝土立方体抗压强度 标准值,MPa; ρsv ——斜截面内箍筋配筋率,ρsv=Asv/svb; fsv ——箍筋抗拉强度设计值; 上一章 下一章 帮 助
Asb ——斜截面内同一弯起平面的弯筋面积; fsd ——弯筋抗拉强度设计值; Asb ——斜截面内同一弯起平面的弯筋面积; ——弯筋与水平线夹角。 主 页 目 录 上一章 下一章 当同时配有箍筋和弯筋抗剪时,由混凝土和箍筋共同承担的剪力不少于60%,由弯筋承担的剪力不大于40%。 帮 助
5.3.2 截面尺寸验算 …5-20 5.3.3 可不作斜截面抗剪验算的条件 …5-21 矩形、T形和I形截面应满足: 主 页 目 录 5.3.3 可不作斜截面抗剪验算的条件 上一章 …5-21 下一章 ftd——混凝土抗拉强度设计值。 帮 助 对于板式受弯构件,公式(21)右边可乘以1.25的提高系数。
5.3.4 斜截面抗弯承载力验算办法 …5-22 验算公式: Zsb——与斜截面相交的同一弯起平面弯筋合力点 至受压区中心点的距离; 5.3.4 斜截面抗弯承载力验算办法 验算公式: …5-22 主 页 目 录 上一章 下一章 Zsb——与斜截面相交的同一弯起平面弯筋合力点 至受压区中心点的距离; Zsv——与斜截面相交的同一平面内箍筋合力点至 受压区中心点的距离。 帮 助
c=0.6mh0 …5-23 斜截面水平投影长度c : 为求zsb和zsv ,需求斜截面水平投影长度c, 水平投影长度c可按下式计算: 主 页 目 录 …5-23 c=0.6mh0 上一章 下一章 m——斜截面受压端正截面处的广义剪跨比, m =Md/Vdh0;当m > 3.0时,取m =3.0。 帮 助
§5.4 计算公式对比 主 页 目 录 建筑工程与桥涵工程受弯构件抗剪计算公式的比较见下页表—5: 上一章 下一章 帮 助
表—5 建筑工程 桥涵工程 计 算 公 式 截面尺寸应 满足的条件 构造配箍条件 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助 主 页 当hw/b≤4时,V≤0.25βcfcbh0 当hw/b≥6时,V≤0.20βcfcbh0 当hw/b在4~6之间时,按线性内插 目 录 上一章 下一章 帮 助
续表—5 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助 建筑工程 桥涵工程 箍筋 最小 间距 直 径 h≤800mm时,d≥6mm 建筑工程 桥涵工程 箍筋 最小 间距 直 径 h≤800mm时,d≥6mm h>800mm时,d≥8mm d≥8mm,d≥ d主筋 间 距 /mm 梁 高(mm) V>0.7ftbh0 V≤ 0.7ftbh0 无压筋时: ≤h/2,≤500mm 有压筋时: ≤15d,≤400mm 150~300 150 200 300~500 300 500~800 250 350 >800 500 配箍率 R235: 0.18% HRB335: 0.12% 主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助