受弯构件的斜截面受剪承载力计算
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腹筋
5.1概述
抗剪钢筋
第五章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
弯起钢筋则可利用正截面受弯的纵向钢筋直接弯起而成。弯起 钢筋的方向可与主拉应力方向一致,能较好地起到提高斜截面 承载力的作用,但因其传力较为集中,有可能引起弯起处混凝 土的劈裂裂缝。而且试验研究表明,箍筋对抑制斜裂缝开展的 效果比弯起钢筋好。所以首先选用竖直箍筋,然后再考虑采用 弯起钢筋。选用的弯筋位置不宜在梁侧边缘,且直径不宜过粗。
5.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算
1、无腹筋梁受剪承载力的计算
影响梁受剪承载力的因素很多,很难综合考虑,而且受剪 破坏都是脆性的。
根据大量的试验结果,取具有一定可靠度(95%)的偏下 限经验公式来计算受剪承载力。
◆ 矩形、T形和工形截面的一般受弯构件
Vc=0.7bhb ftbh0
上式相当于受均布荷载作用的不同l0/h的简支梁、连续梁试 验结果的偏下限,接近斜裂缝开裂荷载,因此当剪力设计值 小于该值时,不会产生受剪破坏,同时在使用荷载下一般不 会出现斜裂缝。
★因此,斜裂缝出现使支座附近的
ss与跨中截面的ss相近,这对纵
筋的锚固提出更高的要求。
Mb
★梁由原来的梁传力机制变成拉
杆拱传力机制
sa
sb
3.有腹筋梁的受剪性能
◆ 梁中配置箍筋,出现斜裂缝 后,梁的剪力传递机构由原 来无腹筋梁的拉杆拱传递机 构转变为桁架与拱的复合传 递机构
◆ 斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆 ◆ 箍筋的作用有如竖向拉杆 ◆ 临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆 ◆ 纵筋相当于下弦拉杆
箍筋的作用
◆ 斜裂缝出现后,箍筋可直接参与抗剪;
◆ 箍筋控制了斜裂缝的开展,增加了剪压区的面积,使Vc增加, 骨料咬合力Va也增加;
◆吊住纵筋,延缓了撕裂裂缝的开展,增强了纵筋销栓作用Vd;
◆箍筋参与斜截面的受弯,使斜裂缝出现后纵筋应力ss 的增量
减小;
◆ 配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响,也不能提高斜压破坏 的承载力,即对小剪跨比情况,箍筋的上述作用很小;对大 剪跨比情况,箍筋配置如果超过某一限值,则产生斜压杆压 坏,继续增加箍筋没有作用。
剪压破坏
f
◆( >3)
■ 剪跨比 较大,主压应力角度较
小,拱作用较小。
P
■ 一旦出现斜裂缝,裂缝迅速的向
集中荷载作用点延伸,形成临界
斜裂缝,承载力急剧下降,脆性
性质显著。
■ 破坏是由于混凝土(斜向)拉坏
引起的,称为斜拉破坏。
■ 斜拉破坏,取决于混凝土的抗拉
强度。
斜拉破坏
f
P
斜压破坏
无腹筋梁的受剪破坏都是脆 性的,他们达到峰值荷载时,跨
5.1.3 影响斜截面受剪承载力的因素
1、剪跨比和跨高比
对于承受集中荷载的梁而言, 剪跨比是影响其斜截面受力 性能的主要因素之一。
◆剪跨比影响梁的主应力迹线 (拱作用的程度),从而直 接影响到梁中的承载力。
◆在一定范围内,剪跨比 越大,
斜截面受剪承载力越低。但
当 超过一定数值后,其对
承载力的影响减弱。
2.无腹筋梁的受剪性能
1、斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化
a
斜裂缝出现前
★剪力由整个截面承担
★支座附近截面a-a的钢筋应力ss
与该截面的弯矩Ma成正比;
a
Ma Mb
2.无腹筋梁的受剪性能
1、斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化
a
Vc Va
Vd
斜裂缝出现后:
Vc---未开裂的混凝土承担的剪力 Va---裂缝处的骨料咬合力 Vd---纵筋的销栓作用
A
B
5.1 概述
受弯构件在荷载作用下,同时 产生弯矩和剪力。
C
D BC段仅有弯矩作用,称为纯弯
区段;
支座附近的AB、CD区段内有弯 矩与剪力的共同作用,称为剪 跨。
在弯矩区段,抗弯承载力不足 时,产生正截面受弯破坏,
而在剪力较大的区段(剪跨), 则会产生斜截面破坏。
5.1.1 受弯构件斜截面受力与破坏分析
第五章 钢筋混凝土受弯构件
斜截面承载力
•钢筋混凝土受弯构件,除了正截面受弯破 坏以外,还有可能在剪力和弯矩共同作用 的区段内,会沿着斜向裂缝发生斜截面的 破坏。斜截面破坏包括斜截面受剪破坏和 斜截面受弯破坏。
•斜截面受剪承载力是通过计算和构造来满 足的,斜截面受弯承载力是通过对纵筋和 箍筋的构造要求来满足的。
斜压;控制配箍率,防止斜拉;计算防止剪压。)
我国混凝土结构设计规范中所规定的基本公式 是根据剪压破坏特征而建立的。
(1)、仅配箍筋的斜截面受剪承载力计算公式 在有腹筋梁中,由于箍筋的存在,其受剪承载力比无腹筋
梁高,有腹筋梁的计算公式可简单的写成:
Vu Vcs Vc Vs
Vc为混凝土剪压区所承受的剪力设计值。 Vs为与斜裂缝相交的箍筋所承担的剪力设计值。 由于Vc与Vs二者紧密相关,很难计算清楚,实际上 Vc为无腹筋梁所承担的剪力 Vs为配置了箍筋后,截面提高的抗剪能力。
纵筋配筋率对受剪承载力的影响
5、其他因素
(1)截面形状——T形截面有受压翼缘,增加了剪压区的面积, 对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高(20%),但对 斜压破坏的受剪承载力并没有提高。
(2)预应力
(3)梁的连续性
试验表明,连续梁的受剪承载力与相同条件下的简支梁相 比,仅在受集中荷载时(中间支座附近)低于简支梁,在受 均布荷载时是相当的。
2、有腹筋梁受剪承载力的计算
•同无腹筋梁 一样,由于受剪承载力的影响因素较多,且
较复杂。很难综合考虑。我国与世界多数国家目 前所采用的方法还是依靠试验研究,分析 梁受剪承载力的一些主要影响因素,从中 建立起半理论半经验的实用计算公式。
对于梁的三种斜截面破坏形态,都为脆性破坏, 在工程设计时都应设法避免.。(控制截面最小尺寸,防止
5.1.2 斜截面的主要破坏形态
概念:剪跨比
斜裂缝的出现 和最终斜截面
s
M bh02
V
bh0
s
M Vh0
M
破坏与正应力 与剪应力的比 值有关。
剪跨比
Vh0 (广义剪跨比)
剪跨比是一个无量纲的量,反映了截面上 的正应力与剪应力的相对大小,也反映了 截面上的弯矩与剪力的相对大小。
5.1.2 斜截面的主要破坏形态
无腹无筋腹筋
sv 很sv 小很小 sv 适sv 量适量 sv 很sv 大很大
<≤1 1.5
斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏
sv
Asv bs
nAsv1 bs
1<.5< <3≤3
剪压破坏 剪压破坏 剪压破坏 斜压破坏
>3>3
斜拉破坏 斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏
(1)斜拉破坏:发生在剪跨比较大且配箍率sv较小时。
■ 斜裂缝出现后,部分荷载通过 拱作用传递到支座,承载力没 有很快丧失,荷载可继续增加, 并出现其它斜裂缝。
P ■最后形成一条临界裂缝,裂缝逐渐向
集中荷载作用点处延伸,致使剪压区 高度不断减小,在剪压区由于混凝土 受剪力和压力的共同作用,达到混凝 土的复合受力下的强度,混凝土被压 碎发生破坏。
■ 剪压破坏,取决于混凝土的复合应力 下(剪压)的强度。
斜裂缝一出现,与斜裂缝相交的箍筋承受不了原来混 凝土所承担的拉力,箍筋立即屈服而不能限制斜裂缝的开 展,与无腹筋梁类似。
(2)斜压破坏:发生在剪跨比较小或配箍率sv较大时。
箍筋未屈服,梁腹部的混凝土因抗压强度不足而发生 破坏。
(3)剪压破坏:发生在剪跨比和配箍率sv均适中时。
斜裂缝产生后,箍筋受力限制了斜裂缝的发展,随荷 载增加,箍筋屈服,裂缝迅速延伸,剪压区面积减小,混 凝土被压碎。
◆ 试验表明,随着混凝土强度的提高,Vu与 ft 近似成正比。 3、腹筋的数量
箍筋和弯起钢筋可有效地提高梁的受剪承载力,在一定范 围内腹筋配置增多,梁的抗剪承载力增大。
4、纵筋配筋率——纵筋配筋率越大,受压区面积越大,受剪面 积也越大,并使纵筋的销栓作用也增加。同时,增大纵筋面 积还可限制斜裂缝的开展,增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。
对集中荷载作用下的简支梁
h0
M a
Vh0 h0
a
计算剪跨比
(狭义剪跨比)
我们把在集中力到支座之间的距离a称之为剪跨, 剪跨a与梁的有效高度h0的比值则称为计算剪跨比。
5.1.2 斜截面的主要破坏形态
1、无腹筋梁
◆(<1.5)或腹板较窄的T形梁或I形梁
■ 剪跨比很小,拱作用很大。荷载主要 通过拱作用传递到支座。
5.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算
1、无腹筋梁受剪承载力的计算
影响梁受剪承载力的因素很多,很难综合考虑,而且受剪 破坏都是脆性的。
根据大量的试验结果,取具有一定可靠度(95%)的偏下 限经验公式来计算受剪承载力。
◆ 矩形、T形和工形截面的一般受弯构件
Vc=0.7bhb ftbh0
bh为截面尺寸效应影响系数,当h<800mm时,取bh =1.0,当 h>1500mm时,取bh =0.85 ; b 为计算截面位置纵向受拉钢筋配筋率影响系数,当 >1.5% 时,取b =(0.7+20)。
中挠度都不大。
◇斜拉破坏为受拉脆性破坏, 脆性性质最显著;斜压破坏 次之。
剪压破坏 斜拉破坏
◇斜截面承载力:斜压破坏最 大,斜拉破坏最小;剪压破 坏变化幅度较大,界于受拉 和受压脆性破坏之间。
f
2、有腹筋梁斜截面破坏形态
影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比 和配箍率sv
b
s
Asv1
剪跨剪比跨比 配箍配率箍率
Mb
应力ss取决于临界斜裂缝顶点截
面b-b处的Mb,即与Mb成正比。
2.无腹筋梁的受剪性能
1、斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化
ab
Vc Va
Vd
ab
★斜裂缝出现后,受剪面积减小, 受压区混凝土剪力增大(剪压区)
★斜裂缝出现后,截面a-a 的钢筋
应力ss取决于临界斜裂缝顶点截
面b-b处的Mb,即与Mb成正比。 ★因此,斜裂缝出现使支座附近的
斜裂缝形成、剪跨比、斜截面破坏形式及受剪机理分析
1.斜裂缝的形成
② ① ③
弯剪斜裂缝 腹剪斜裂缝
③
①
②
斜裂缝由主拉应力引起。 裂缝垂直于主拉应力迹线。
箍筋 弯起钢筋
箍筋布置与梁内主 拉应力方向一致, 可有效地限制斜裂 缝的开展;但从施 工考虑,倾斜的箍 筋不便绑扎,与纵 向筋难以形成牢固 的钢筋骨架,故一 般都采用竖直箍筋。
◆ 集中荷载作用下的独立梁
对于不与楼板整浇的独立梁,在集中荷载下(或同时作用多 种荷载,其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的75% 以上时),
Vc
1.75
1.0
bhb
ftbh0
当剪跨比 <1.5,取 =1.5;当 >3.0,取 =3.0。
集中荷载
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。
无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的,其应用范围有严格的 限制。《规范》仅允许h<150的小梁(如过梁、檩条)可采 用无腹筋。
《规范》中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类构件的
受剪承载力计算公式
Vc=0.7bh ftbh0
bh
800 h0
1
/
4
当h0小于800mm时取h0=800mm 当h0大于2000mm时取h0=2000mm
a
V=Vc+Va+Vd
2.无腹筋梁的受剪性能
1、斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化
a
★斜裂缝出现后,剪力主要由未开 裂的混凝土承担,受剪面积减小,
Vc Va
受压区混凝土剪力增大(剪压区)。
Vd
a
Ma
且随荷载的增加,裂缝的加宽
及纵筋处撕裂裂缝的出现,骨
料咬合力和纵筋的销栓作用会
逐渐消失。
★斜裂缝出现后,截面a-a 的钢筋
矩形、T形和工形截面的受弯构件的斜截面受剪承载力计算公式
Leabharlann Baidu
Vcs
cv ftbh0
ss与跨中截面的ss相近,这对纵
Ma
筋的锚固提出更高的要求。
Mb
sa
sb
2.无腹筋梁的受剪性能
1)斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化 ★斜裂缝出现后,受剪面积减小, 受压区混凝土剪力增大(剪压区)
Vd,Ta≈Tb
Ma
★斜裂缝出现后,截面a-a 的钢筋
应力ss取决于临界斜裂缝顶点截
Tb
面b-b处的Mb,即与Mb成正比。
集中荷载
试验表明,对于承受均布荷载的梁而言,跨高比是影响其斜截面
受力承载力的主要因素。随着跨高比的增大,受剪承载力降低。
2、混凝土强度
◆ 剪切破坏是由于混凝土达到复合应力(剪压)状态下强度 而发生的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。
◆ 事实上,斜拉破坏取决于ft ,剪压破坏和斜压破坏主要取 决于fc。
■ 主压应力的方向沿支座与荷载作用点
的连线。
P
■首先在荷载作用点与支座间梁的腹部
出现若干条平行的斜裂缝,随着荷载
的增加,梁腹被这些斜裂缝分割为若
干斜向“短柱”,最后因短柱混凝土
被压碎而破坏,破坏是突然发生的。
■ 斜压破坏,取决于混凝土的抗压强度。
斜压破坏
f
◆(1.5≤ ≤3)
■ 剪跨比较小,有一定拱作用
5.1概述
抗剪钢筋
第五章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
弯起钢筋则可利用正截面受弯的纵向钢筋直接弯起而成。弯起 钢筋的方向可与主拉应力方向一致,能较好地起到提高斜截面 承载力的作用,但因其传力较为集中,有可能引起弯起处混凝 土的劈裂裂缝。而且试验研究表明,箍筋对抑制斜裂缝开展的 效果比弯起钢筋好。所以首先选用竖直箍筋,然后再考虑采用 弯起钢筋。选用的弯筋位置不宜在梁侧边缘,且直径不宜过粗。
5.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算
1、无腹筋梁受剪承载力的计算
影响梁受剪承载力的因素很多,很难综合考虑,而且受剪 破坏都是脆性的。
根据大量的试验结果,取具有一定可靠度(95%)的偏下 限经验公式来计算受剪承载力。
◆ 矩形、T形和工形截面的一般受弯构件
Vc=0.7bhb ftbh0
上式相当于受均布荷载作用的不同l0/h的简支梁、连续梁试 验结果的偏下限,接近斜裂缝开裂荷载,因此当剪力设计值 小于该值时,不会产生受剪破坏,同时在使用荷载下一般不 会出现斜裂缝。
★因此,斜裂缝出现使支座附近的
ss与跨中截面的ss相近,这对纵
筋的锚固提出更高的要求。
Mb
★梁由原来的梁传力机制变成拉
杆拱传力机制
sa
sb
3.有腹筋梁的受剪性能
◆ 梁中配置箍筋,出现斜裂缝 后,梁的剪力传递机构由原 来无腹筋梁的拉杆拱传递机 构转变为桁架与拱的复合传 递机构
◆ 斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆 ◆ 箍筋的作用有如竖向拉杆 ◆ 临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆 ◆ 纵筋相当于下弦拉杆
箍筋的作用
◆ 斜裂缝出现后,箍筋可直接参与抗剪;
◆ 箍筋控制了斜裂缝的开展,增加了剪压区的面积,使Vc增加, 骨料咬合力Va也增加;
◆吊住纵筋,延缓了撕裂裂缝的开展,增强了纵筋销栓作用Vd;
◆箍筋参与斜截面的受弯,使斜裂缝出现后纵筋应力ss 的增量
减小;
◆ 配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响,也不能提高斜压破坏 的承载力,即对小剪跨比情况,箍筋的上述作用很小;对大 剪跨比情况,箍筋配置如果超过某一限值,则产生斜压杆压 坏,继续增加箍筋没有作用。
剪压破坏
f
◆( >3)
■ 剪跨比 较大,主压应力角度较
小,拱作用较小。
P
■ 一旦出现斜裂缝,裂缝迅速的向
集中荷载作用点延伸,形成临界
斜裂缝,承载力急剧下降,脆性
性质显著。
■ 破坏是由于混凝土(斜向)拉坏
引起的,称为斜拉破坏。
■ 斜拉破坏,取决于混凝土的抗拉
强度。
斜拉破坏
f
P
斜压破坏
无腹筋梁的受剪破坏都是脆 性的,他们达到峰值荷载时,跨
5.1.3 影响斜截面受剪承载力的因素
1、剪跨比和跨高比
对于承受集中荷载的梁而言, 剪跨比是影响其斜截面受力 性能的主要因素之一。
◆剪跨比影响梁的主应力迹线 (拱作用的程度),从而直 接影响到梁中的承载力。
◆在一定范围内,剪跨比 越大,
斜截面受剪承载力越低。但
当 超过一定数值后,其对
承载力的影响减弱。
2.无腹筋梁的受剪性能
1、斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化
a
斜裂缝出现前
★剪力由整个截面承担
★支座附近截面a-a的钢筋应力ss
与该截面的弯矩Ma成正比;
a
Ma Mb
2.无腹筋梁的受剪性能
1、斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化
a
Vc Va
Vd
斜裂缝出现后:
Vc---未开裂的混凝土承担的剪力 Va---裂缝处的骨料咬合力 Vd---纵筋的销栓作用
A
B
5.1 概述
受弯构件在荷载作用下,同时 产生弯矩和剪力。
C
D BC段仅有弯矩作用,称为纯弯
区段;
支座附近的AB、CD区段内有弯 矩与剪力的共同作用,称为剪 跨。
在弯矩区段,抗弯承载力不足 时,产生正截面受弯破坏,
而在剪力较大的区段(剪跨), 则会产生斜截面破坏。
5.1.1 受弯构件斜截面受力与破坏分析
第五章 钢筋混凝土受弯构件
斜截面承载力
•钢筋混凝土受弯构件,除了正截面受弯破 坏以外,还有可能在剪力和弯矩共同作用 的区段内,会沿着斜向裂缝发生斜截面的 破坏。斜截面破坏包括斜截面受剪破坏和 斜截面受弯破坏。
•斜截面受剪承载力是通过计算和构造来满 足的,斜截面受弯承载力是通过对纵筋和 箍筋的构造要求来满足的。
斜压;控制配箍率,防止斜拉;计算防止剪压。)
我国混凝土结构设计规范中所规定的基本公式 是根据剪压破坏特征而建立的。
(1)、仅配箍筋的斜截面受剪承载力计算公式 在有腹筋梁中,由于箍筋的存在,其受剪承载力比无腹筋
梁高,有腹筋梁的计算公式可简单的写成:
Vu Vcs Vc Vs
Vc为混凝土剪压区所承受的剪力设计值。 Vs为与斜裂缝相交的箍筋所承担的剪力设计值。 由于Vc与Vs二者紧密相关,很难计算清楚,实际上 Vc为无腹筋梁所承担的剪力 Vs为配置了箍筋后,截面提高的抗剪能力。
纵筋配筋率对受剪承载力的影响
5、其他因素
(1)截面形状——T形截面有受压翼缘,增加了剪压区的面积, 对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高(20%),但对 斜压破坏的受剪承载力并没有提高。
(2)预应力
(3)梁的连续性
试验表明,连续梁的受剪承载力与相同条件下的简支梁相 比,仅在受集中荷载时(中间支座附近)低于简支梁,在受 均布荷载时是相当的。
2、有腹筋梁受剪承载力的计算
•同无腹筋梁 一样,由于受剪承载力的影响因素较多,且
较复杂。很难综合考虑。我国与世界多数国家目 前所采用的方法还是依靠试验研究,分析 梁受剪承载力的一些主要影响因素,从中 建立起半理论半经验的实用计算公式。
对于梁的三种斜截面破坏形态,都为脆性破坏, 在工程设计时都应设法避免.。(控制截面最小尺寸,防止
5.1.2 斜截面的主要破坏形态
概念:剪跨比
斜裂缝的出现 和最终斜截面
s
M bh02
V
bh0
s
M Vh0
M
破坏与正应力 与剪应力的比 值有关。
剪跨比
Vh0 (广义剪跨比)
剪跨比是一个无量纲的量,反映了截面上 的正应力与剪应力的相对大小,也反映了 截面上的弯矩与剪力的相对大小。
5.1.2 斜截面的主要破坏形态
无腹无筋腹筋
sv 很sv 小很小 sv 适sv 量适量 sv 很sv 大很大
<≤1 1.5
斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏
sv
Asv bs
nAsv1 bs
1<.5< <3≤3
剪压破坏 剪压破坏 剪压破坏 斜压破坏
>3>3
斜拉破坏 斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏
(1)斜拉破坏:发生在剪跨比较大且配箍率sv较小时。
■ 斜裂缝出现后,部分荷载通过 拱作用传递到支座,承载力没 有很快丧失,荷载可继续增加, 并出现其它斜裂缝。
P ■最后形成一条临界裂缝,裂缝逐渐向
集中荷载作用点处延伸,致使剪压区 高度不断减小,在剪压区由于混凝土 受剪力和压力的共同作用,达到混凝 土的复合受力下的强度,混凝土被压 碎发生破坏。
■ 剪压破坏,取决于混凝土的复合应力 下(剪压)的强度。
斜裂缝一出现,与斜裂缝相交的箍筋承受不了原来混 凝土所承担的拉力,箍筋立即屈服而不能限制斜裂缝的开 展,与无腹筋梁类似。
(2)斜压破坏:发生在剪跨比较小或配箍率sv较大时。
箍筋未屈服,梁腹部的混凝土因抗压强度不足而发生 破坏。
(3)剪压破坏:发生在剪跨比和配箍率sv均适中时。
斜裂缝产生后,箍筋受力限制了斜裂缝的发展,随荷 载增加,箍筋屈服,裂缝迅速延伸,剪压区面积减小,混 凝土被压碎。
◆ 试验表明,随着混凝土强度的提高,Vu与 ft 近似成正比。 3、腹筋的数量
箍筋和弯起钢筋可有效地提高梁的受剪承载力,在一定范 围内腹筋配置增多,梁的抗剪承载力增大。
4、纵筋配筋率——纵筋配筋率越大,受压区面积越大,受剪面 积也越大,并使纵筋的销栓作用也增加。同时,增大纵筋面 积还可限制斜裂缝的开展,增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。
对集中荷载作用下的简支梁
h0
M a
Vh0 h0
a
计算剪跨比
(狭义剪跨比)
我们把在集中力到支座之间的距离a称之为剪跨, 剪跨a与梁的有效高度h0的比值则称为计算剪跨比。
5.1.2 斜截面的主要破坏形态
1、无腹筋梁
◆(<1.5)或腹板较窄的T形梁或I形梁
■ 剪跨比很小,拱作用很大。荷载主要 通过拱作用传递到支座。
5.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算
1、无腹筋梁受剪承载力的计算
影响梁受剪承载力的因素很多,很难综合考虑,而且受剪 破坏都是脆性的。
根据大量的试验结果,取具有一定可靠度(95%)的偏下 限经验公式来计算受剪承载力。
◆ 矩形、T形和工形截面的一般受弯构件
Vc=0.7bhb ftbh0
bh为截面尺寸效应影响系数,当h<800mm时,取bh =1.0,当 h>1500mm时,取bh =0.85 ; b 为计算截面位置纵向受拉钢筋配筋率影响系数,当 >1.5% 时,取b =(0.7+20)。
中挠度都不大。
◇斜拉破坏为受拉脆性破坏, 脆性性质最显著;斜压破坏 次之。
剪压破坏 斜拉破坏
◇斜截面承载力:斜压破坏最 大,斜拉破坏最小;剪压破 坏变化幅度较大,界于受拉 和受压脆性破坏之间。
f
2、有腹筋梁斜截面破坏形态
影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比 和配箍率sv
b
s
Asv1
剪跨剪比跨比 配箍配率箍率
Mb
应力ss取决于临界斜裂缝顶点截
面b-b处的Mb,即与Mb成正比。
2.无腹筋梁的受剪性能
1、斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化
ab
Vc Va
Vd
ab
★斜裂缝出现后,受剪面积减小, 受压区混凝土剪力增大(剪压区)
★斜裂缝出现后,截面a-a 的钢筋
应力ss取决于临界斜裂缝顶点截
面b-b处的Mb,即与Mb成正比。 ★因此,斜裂缝出现使支座附近的
斜裂缝形成、剪跨比、斜截面破坏形式及受剪机理分析
1.斜裂缝的形成
② ① ③
弯剪斜裂缝 腹剪斜裂缝
③
①
②
斜裂缝由主拉应力引起。 裂缝垂直于主拉应力迹线。
箍筋 弯起钢筋
箍筋布置与梁内主 拉应力方向一致, 可有效地限制斜裂 缝的开展;但从施 工考虑,倾斜的箍 筋不便绑扎,与纵 向筋难以形成牢固 的钢筋骨架,故一 般都采用竖直箍筋。
◆ 集中荷载作用下的独立梁
对于不与楼板整浇的独立梁,在集中荷载下(或同时作用多 种荷载,其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的75% 以上时),
Vc
1.75
1.0
bhb
ftbh0
当剪跨比 <1.5,取 =1.5;当 >3.0,取 =3.0。
集中荷载
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。
无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的,其应用范围有严格的 限制。《规范》仅允许h<150的小梁(如过梁、檩条)可采 用无腹筋。
《规范》中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类构件的
受剪承载力计算公式
Vc=0.7bh ftbh0
bh
800 h0
1
/
4
当h0小于800mm时取h0=800mm 当h0大于2000mm时取h0=2000mm
a
V=Vc+Va+Vd
2.无腹筋梁的受剪性能
1、斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化
a
★斜裂缝出现后,剪力主要由未开 裂的混凝土承担,受剪面积减小,
Vc Va
受压区混凝土剪力增大(剪压区)。
Vd
a
Ma
且随荷载的增加,裂缝的加宽
及纵筋处撕裂裂缝的出现,骨
料咬合力和纵筋的销栓作用会
逐渐消失。
★斜裂缝出现后,截面a-a 的钢筋
矩形、T形和工形截面的受弯构件的斜截面受剪承载力计算公式
Leabharlann Baidu
Vcs
cv ftbh0
ss与跨中截面的ss相近,这对纵
Ma
筋的锚固提出更高的要求。
Mb
sa
sb
2.无腹筋梁的受剪性能
1)斜裂缝出现前后梁中受力状态的变化 ★斜裂缝出现后,受剪面积减小, 受压区混凝土剪力增大(剪压区)
Vd,Ta≈Tb
Ma
★斜裂缝出现后,截面a-a 的钢筋
应力ss取决于临界斜裂缝顶点截
Tb
面b-b处的Mb,即与Mb成正比。
集中荷载
试验表明,对于承受均布荷载的梁而言,跨高比是影响其斜截面
受力承载力的主要因素。随着跨高比的增大,受剪承载力降低。
2、混凝土强度
◆ 剪切破坏是由于混凝土达到复合应力(剪压)状态下强度 而发生的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。
◆ 事实上,斜拉破坏取决于ft ,剪压破坏和斜压破坏主要取 决于fc。
■ 主压应力的方向沿支座与荷载作用点
的连线。
P
■首先在荷载作用点与支座间梁的腹部
出现若干条平行的斜裂缝,随着荷载
的增加,梁腹被这些斜裂缝分割为若
干斜向“短柱”,最后因短柱混凝土
被压碎而破坏,破坏是突然发生的。
■ 斜压破坏,取决于混凝土的抗压强度。
斜压破坏
f
◆(1.5≤ ≤3)
■ 剪跨比较小,有一定拱作用