第5章受弯构件的斜截面承载力习题答案讲课教案
《混凝土结构设计原理》第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力
斜拉破坏则是由于梁内配置的腹筋数量过少而引起的，因 此用配置一定数量的箍筋和保证必要的箍筋间距来防止这种破 坏的发生；
对于常见的剪压破坏，通过受剪承载力计算给予保证。
《混凝土结构设计规范》的受剪承载力计算公式就是依据剪 压破坏特征建立的。
5.3.1 计算原则
采用半理论半经验方法建立受剪承载力计算公式
F
5.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能
梁沿斜截面破坏的主要形态
剪压破坏的特点
弯剪段下边缘先出现初始垂直 裂缝；
F
随着荷载的增加，这些初始垂直 裂缝将大体上沿着主压应力轨迹 向集中荷载作用点延伸；
临界斜裂缝
在几条斜裂缝中会形成一条主要的斜裂缝，这一斜裂缝被称为临界 斜裂缝; 最后，与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度，斜裂缝宽度增 大，导致剩余截面减小，剪压区混凝土在剪压复合应力作用下达到混 凝土复合受力强度而破坏，梁丧失受剪承载力。
斜裂缝的形成
矩形截面梁
P
P
弯剪斜裂缝
垂直裂缝
P
Ｉ字形截面梁
P
主拉应力超过混 凝土的抗拉强度时， 将出现斜裂缝。 弯剪区段截面下 边缘的主拉应力仍为 水平，在这些区段一 般先出现垂直裂缝， 随着荷载的增大，垂 直裂缝将斜向发展， 形成弯剪斜裂缝。
腹剪斜裂缝
由于腹板很薄，且该处剪应力较大，故斜裂缝首 先在梁腹部中和轴附近出现，随后向梁底和梁顶斜 向发展，这种斜裂缝称为腹剪斜裂缝。
ＶC
斜截面的受剪承载力的组成
s Ｖa
Vd
DC
Vu = Vc + Vsv + Vsb + Vd + Va
第5章 受弯构件的斜截面承载力
第5章 受弯构件的斜截面承载力5．1概述上一章讲了钢筋混凝土受弯构件在主要承受弯矩的区段内，会产生垂直裂缝，如果正截面受弯承载力不够，将沿垂直裂缝发生正截面受弯破坏。
钢筋混凝土受弯构件在弯矩和剪力共同作用下，当正截面受弯承载力得到保证时，则有能产生斜截面破坏。
斜截面破坏包括斜截面受剪破坏和斜截面受弯破坏两方面。
因此为了保证受弯构件的承载力，除了进行正截面受弯承载力计算外，还必须进行斜截面受剪承载力计算，同时斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构造要求来满足的。
钢筋混凝土受弯构件在出现裂缝前的应力状态，由于它是两种不同材料组成的非均质体，因而材料力学公式不能完全适用。
但是当作用的荷载较小，构件内的应力也较小，其拉应力还未超过混凝土的抗拉极限强度、亦即处于裂缝出现以前的I a 阶段状态时，则构件与均质弹性体相似，应力-应变基本成线性关系，此时其应力可近似按一般材料力学公式来进行分析。
在计算时可将纵向钢筋截面按其重心处钢筋的拉应变取与同一高度处混凝土纤维拉应变相等的原则，由虎克定律换算成等效的混凝土截面，得出一个换算截面，则截面上任意一点的正应力和剪应力分别按下式计算，其应力分布见图5-1。
图5-1 钢筋混凝土简支梁开裂前的应力状态（a ）开裂前的主应力轨迹线；（b ）换算截面；（c ）正应力σ图；（d ）剪应力τ图正应力 0I My =σ （5-1） 剪应力 0bI VS =τ （5-2） 式中 I 0——换算截面惯性矩。
由于受弯构件纵向钢筋的配筋率一般不超过2%，所以按换算截面面积计算所得的正应力和剪应力值与按素混凝土的截面计算所得的应力值相差不大。
根据材料力学原理，受弯构件正截面上任意一点在正应力σ和剪应力τ共同作用下，在该点所产生的主应力，可按下式计算主拉应力 2242τσσσ++=tp （5-3）主压应力 2242τσσσcp +-= （5-4） 主应力的作用方向与构件纵向轴线的夹角α可由下式求得：στα22-=tg （5-5）在中和轴附近，正应力很小，剪应力大，主拉应力方向大致为45°。
第五章 受弯构件正截面承载力答案
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。
而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
第五章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算一、填空题：1、钢筋混凝土受弯构件，随配筋率的变化，可能出现 少筋、 超筋 和 适筋 等三种沿正截面的破坏形态。
2、受弯构件梁的最小配筋率应取 %2.0m i n =ρ 和 y t f f /45min =ρ 较大者。
3、钢筋混凝土矩形截面梁截面受弯承载力复核时，混凝土相对受压区高度b ξξ ，说明 该梁为超筋梁 。
4．受弯构件min ρρ≥是为了____防止产生少筋破坏_______________；max ρρ≤是为了___防止产生超筋破坏_。
5．第一种T 形截面梁的适用条件及第二种T 形截面梁的试用条件中，不必验算的条件分别是____b ξξ≤___及__min ρρ≥_______。
6．T 形截面连续梁，跨中按 T 形 截面，而支座边按 矩形 截面计算。
7、混凝土受弯构件的受力过程可分三个阶段，承载力计算以Ⅲa 阶段为依据，抗裂计算以Ⅰa 阶段为依据，变形和裂缝计算以Ⅱ阶段为依据。
8、对钢筋混凝土双筋梁进行截面设计时，如s A 与 's A 都未知，计算时引入的补充条件为 b ξξ=。
05受弯构件斜截面受剪承载力计算
Asi M ui M u As
图5－13
2、纵向钢筋的弯起（如图5－23） (1)钢筋理论充分利用点 图中1、2、3点：是③、②、①号钢筋充分利用 点（图5-23）； （2）钢筋理论不需要点 图中的2、3、a点是③、②、①号钢筋不需要点 （图5-23）； ； (3) 以③号纵向钢筋弯起为例（图5-23） ： 将③号钢筋在E、F点弯起，在G、H点穿过中 和轴进入受压区，对正截面抗弯消失。 分别以E、F点作垂线与③号钢筋交于e、f点。以 G、H点作垂线与②号钢筋交于g、h点，Mu图变成 aigefhb，Mu图>M图，此称之包络图或称材料图
若不满足，则按计算配箍筋 ②最小配箍率（按计算配箍筋）
nAsv1 ft sv sv ,min 0.24 bs f yv
（3）按计算配置腹筋（限制剪压破坏）
当不满足上述（1）、（2） 按计算配制箍筋Asv和弯起筋Asb
三、计算截面位置与剪力设计值的取值
1、计算截面位置：斜截面受剪承载力薄弱部位 截面的抗剪能力沿梁长也是变化的。在剪力或抗剪
hw— 截面的腹板高度，矩形截面取有效高度h0， T形截面取有 效高度减去翼缘高度，工形截面取腹板净高；
βc— 混凝土强度影响系数， （见表5－1）
hf h0 h0 h0 hf
hw
(b) hw = h0 – hf
h
hw hf
(a) hw = h0
(c) hw = h0 – hf – hf
图5－13 hw 取值示意图
临界斜裂缝。梁破坏时与斜裂缝相交的腹筋达
到屈服强度，剪压区的混凝土的面积越来越小，
达到混凝土压应力和剪应力的共同作用下的复
5第五章受弯构件斜截面承载力计算
0.24 1.27 210
0.145%
故：SV SV，min
⑥求VCS（混凝土与箍筋承担的抗剪承载能力设计值 ） VCS=0.7ft bh0＋1.25fyvASVh0 ／S
=0.7×1.27×250×515＋1.25×210×100.6 ×515／200
=182.8（KN ）
⑦求ASb（取弯起角度为450）
nAsv1 V 0.7 ftbh0 0.8 f y Asb sin
s
1.25 f yvh0
nAsv1
V
1.75
1.0
ft bh0
0.8 f y Asb
s in
s
1.0 f yvh0
然后验算弯起点的位置是否满足斜截面承载力的 要求。
例1 如图所示一矩形截面简支梁，b×h=250×550mm2，混凝 土等级C25，纵向受力钢筋HRB400级，承受均布荷载设计值 q=80KN/m，按正截面受弯承载力计算配置的纵向受力钢筋为 4 25。试求箍筋用量。
（2） 剪压破坏
破坏前提：剪跨比适中（λ=1～3）， 箍筋配置适量，配箍率ρsv适量；
（3） 斜拉破坏
破坏前提：剪跨比较大（λ＞3）， 箍筋配置过少，配箍率ρsv较小。
受剪破坏三种形态
（1）斜压破坏
破坏前提：
λ＜1，ρsv较大
破坏特征： 首先在梁腹出现若干
条较陡的平行斜裂缝，随 着荷载的增加，斜裂缝将 梁腹分割成若干斜向的混 凝土短柱，最后由于混凝 土短柱达到极限抗压强度 而破坏。
钢筋情况： 箍筋应力达到屈服强度
甚至拉断 破坏性质：属于脆性破坏
防止斜拉破坏： 通过控制最小配箍率。
5.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算
5.2.1 斜截面受剪承载力计算公式及适用条件
第5章 受弯构件斜截面承载力设计 习题参考答案
第5章 受弯构斜截面承载力设计习题参考答案5.1 已知：简支梁mm h b 500200⨯=⨯，KN V 140=（均布荷载下的设计值），30C ，箍筋采用235HPB ，mm a s 35=，一类环境。
求：所需箍筋？ 解： (1)复核截面尺寸∵ mm a h h h s w 465355000=-=-==4325.2200465≤==bh wKN V KN bh f c c 140475.3324652003.140.125.025.00=≥=⨯⨯⨯⨯=β∴ 截面尺寸满足受剪承载力要求。
(2)验算是否进行配置腹筋计算∵ KN bh f t 093.9346520043.17.07.00=⨯⨯⨯=<KN V 140=∴需要计算配箍。
(3)箍筋计算()mm mmh f bh f V snA yv t sv /384.046521025.110093.9314025.17.02301=⨯⨯⨯-=-≥>mm mmf b f yvt /327.021020043.124.024.02=⨯⨯=选用2Ф6时，则有 mm s 147384.03.282=⨯≤，取mm s 100=即箍筋选用2Ф6@100。
5.3 已知：简支伸臂梁mm h b 400200⨯=⨯，30C ，箍筋采用235HPB ，mm a s 35=，一类环境，承受均布荷载m KN q /40=（包含自重），简支跨度为5.41=l 米，伸臂长度为8.12=l 米。
求：简支和伸臂支座所需箍筋？解： A.求简支支座A 所需箍筋(1)求A V KN ql l ql V A 6.754.14908.1405.4215.44021212122211=-=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=(2)复核截面尺寸∵ mm a h h h s w 365354000=-=-==4825.1200365≤==bh wKN V KN bh f A c c 6.75975.2603652003.140.125.025.00=≥=⨯⨯⨯⨯=β∴ 截面尺寸满足受剪承载力要求。
混凝土结构 受弯构件斜截面承载力计算PPT学习教案
新规范： 原规范：
当 剪 跨 比 <1.5， 取 =1.5； 当 >3.0， 取 =3.0， 且支 座到计 算截面 之间均 应配置 箍筋。
Vc
1.75
1.0
ftbh0
Vc
0.2
1.5
fcbh0
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 对h<150的 小 梁（如 过梁、 檩条） 可采用 无腹筋 。
Vc=0.7bh ftbh0
当 h0小 于 800mm时 取 h0=800mm 当 h0≥2000mm时 取 h0=2000mm
1/ 4
bh
80 h0
0
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6.2 无腹筋梁的受剪性能
第六章 受弯构件斜截面受剪承载力
三 、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
剪压破坏 斜拉破坏
f
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5.2 无腹筋梁的受剪性能
第五章 受弯构件斜截面受剪承载力
5.4 斜截 面承载 力计算 公式
一 、影响 受剪承 载力的 因素
⑴ 剪跨比
◆ 影 响 荷 载 传递 机构， 从而直 接影响 到梁中 的应力 状态
◆
剪 跨 比 大 ，荷载 主要依 靠拉应 力传递 到支座
第18页/共106页 5.2 无腹筋梁的受剪性能
第五章 受弯构件斜截面受剪承载力
Vc f c?
rs
第19页/共106页 5.2 无腹筋梁的受剪性能
第六章 受弯构件斜截面受剪承载力
习题及答案
第五章 受弯构件斜截面承载力（注：个别习题用浅灰色，该题可忽略）一、填空题1、受弯构件的破坏形式有 、 。
2、受弯构件的正截面破坏发生在梁的 ，受弯构件的斜截面破坏发生在梁的 ，受弯构件内配置足够的受力纵筋是为了防止梁发生 破坏，配置足够的腹筋是为了防止梁发生 破坏。
3、梁内配置了足够的抗弯受力纵筋和足够的抗剪箍筋、弯起筋后，该梁并不意味着安全，因为还有可能发生 、 、 ；这些都需要通过绘制材料图，满足一定的构造要求来加以解决。
4、斜裂缝产生的原因是：由于支座附近的弯矩和剪力共同作用，产生的 超过了混凝土的极限抗拉强度而开裂的。
5、斜截面破坏的主要形态有 、 、 ，其中属于材料未充分利用的是 、 。
6、梁的斜截面承载力随着剪跨比的增大而 。
7、梁的斜截面破坏主要形态有3种，其中，以 破坏的受力特征为依据建立斜截面承载力的计算公式。
8、随着混凝土强度等级的提高，其斜截面承载力 。
9、随着纵向配筋率的提高，其斜截面承载力 。
10、当梁上（均布荷载）作用的剪力满足：V ≤ 时，可不必计算抗剪腹筋用量，直接按构造配置箍筋满足max min ,S S d d ≤≥；当梁上（均布荷载）作用的剪力满足：V ≤ 时，仍可不必计算抗剪腹筋用量，除满足max min ,S S d d ≤≥以外，还应满足最小配箍率的要求；当梁上（均布荷载）作用的剪力满足：V ≥ 时，则必须计算抗剪腹筋用量。
11、当梁的配箍率过小或箍筋间距过大并且剪跨比较大时，发生的破坏形式为 ；当梁的配箍率过大或剪跨比较小时，发生的破坏形式为 。
12、对于T 形、工字形、倒T 形截面梁，当梁上作用着集中荷载时，需要考虑剪跨比影响的截面梁是 。
13、 对梁的斜截面承载力有有利影响，在斜截面承载力公式中没有考虑。
14、设置弯起筋的目的是 、 。
15、为了防止发生斜压破坏（一般梁），梁上作用的剪力应满足： ，为了防止发生斜拉破坏，梁内配置的箍筋应满足 。
第5章受弯构件的斜截面承载力习题答案
第5章 受弯构件的斜截面承载力选择题1．对于无腹筋梁，当31<<λ时，常发生什么破坏〔 B 〕。
A ． 斜压破坏；B ． 剪压破坏；C ． 斜拉破坏；D ． 弯曲破坏；2．对于无腹筋梁，当1<λ时，常发生什么破坏〔 A 〕。
A ． 斜压破坏；B ． 剪压破坏；C ． 斜拉破坏；D ． 弯曲破坏；3．对于无腹筋梁，当3>λ时，常发生什么破坏〔 C 〕。
A ． 斜压破坏；B ． 剪压破坏；C ． 斜拉破坏；D ． 弯曲破坏；4．受弯构件斜截面承载力计算公式的建立是依据〔 B 〕破坏形态建立的。
A ． 斜压破坏；B ． 剪压破坏；C ． 斜拉破坏；D ． 弯曲破坏；5．为了防止斜压破坏，在受弯构件斜截面承载力计算中，通过规定下面哪个条件来限制〔 C 〕。
A ． 规定最小配筋率；B ． 规定最大配筋率；C ． 规定最小截面尺寸限制；D ． 规定最小配箍率；6．为了防止斜拉破坏，在受弯构件斜截面承载力计算中，通过规定下面哪个条件来限制〔 D 〕。
A ． 规定最小配筋率；B ． 规定最大配筋率；C ． 规定最小截面尺寸限制；D ． 规定最小配箍率；7．R M 图必须包住M 图，才能保证梁的〔 A 〕。
A ． 正截面抗弯承载力；B ． 斜截面抗弯承载力；C ． 斜截面抗剪承载力；8．《混凝土结构设计标准》规定，纵向钢筋弯起点的位置与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离，不应小于〔 C 〕。
0hhhh9．《混凝土结构设计标准》规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率，对于梁、板类构件，不宜大于〔 A 〕。
A．25%；B．50%；C．75%；D．100%；10．《混凝土结构设计标准》规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率，对于柱类构件，不宜大于〔 B 〕。
A．25%；B．50%；C．75%；D．100%；1．梁侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。
〔∨〕2．梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会出现弯剪斜裂缝。
结构设计原理--受扭构件-习题及答案说课讲解
第五章受扭构件扭曲截面承载力一、填空题1、素混凝土纯扭构件的承载力T u 0.7f t W t介于_____________ 和 ______ 分析结果之间。
W t是假设_______ 导出的。
2、钢筋混凝土受扭构件随着扭矩的增大，先在截面 ______________ 最薄弱的部位出现斜裂缝，然后形成大体连续的_____________ o3、由于配筋量不同，钢筋混凝土纯扭构件将发生 _______________ 破坏、________ 破坏、 ___________ 破坏和__________ 破坏。
4、钢筋混凝土弯、剪、扭构件，剪力的增加将使构件的抗扭承载力_____________ ; 扭矩的增加将使构件的抗剪承载力 ____________ o5、为了防止受扭构件发生超筋破坏，规范规定的验算条件是 ______________ o6抗扭纵向钢筋应沿 ___________ 布置，其间距________ o7、T形截面弯、剪、扭构件的弯矩由__________ 承受，剪力由________ 承受，扭矩由 ________ 承受。
8、钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率sv,min ___________________ ，抗弯纵向钢筋的最小配筋率 ______________ ，抗扭纵向钢筋的最小配筋率tl _____________________ o9、混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比应在________ 范围内。
10、为了保证箍筋在整个周长上都能充分发挥抗拉作用，必须将箍筋做成 _ 形状，且箍筋的两个端头应—二、判断题1、构件中的抗扭纵筋应尽可能地沿截面周边布置。
2、在受扭构件中配置的纵向钢筋和箍筋可以有效地延缓构件的开裂，从而大大提高开裂扭矩值。
3、受扭构件的裂缝在总体上成螺旋形，但不是连贯的。
4、钢筋混凝土构件受扭时，核芯部分的混凝土起主要抗扭作用。
5、素混凝土纯扭构件的抗扭承载力可表达为T U 0.7 f t W t，该公式是在塑性分析方法基础上建立起来的。
第五章-受弯构件斜截面承载力计算
第5章 受弯构件斜截面承载力计算知识点1．斜截面破坏的主要形态，影响斜截面受剪承载力的主要因素；2．无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态及其破坏形态，无腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式；3．剪力传递机理，腹筋的作用及其对破坏形态的影响，截面限制条件及最小配箍率的意义；4．有腹筋简支梁和连续梁的抗剪性能，受剪承载力计算方法、计算公式及其适用范围；5．斜截面受弯承载力、抵抗弯矩图、纵筋锚固、弯起及截断、箍筋的构造要求。
要点1．在钢筋混凝土梁斜截面承载力计算中，若o c c bh f V β25.0>，则应采取的措施是加大截面尺寸。
2．对矩形、T 形和工字形截面的一般受弯构件，截面高度大于300mm ，当满足07.0bh f V t ≤时，仅按构造配箍。
3．剪跨比为计算截面至支座截面的距离与截面有效高度的比值。
4．钢筋混凝土简支梁当仅配置箍筋时，承受均布荷载斜截面承载力的计算公式V cs =0.7f t bh 0+1.25f yv (A sv /s)h 0。
5．钢筋混凝土简支梁当仅配置箍筋时，承受集中荷载斜截面承载力的计算公式V cs =)1(75.1λ+f t bh 0+f yv (A sv /s)h 0。
6．影响无腹筋简支梁斜截面受剪承载力的主要因素有：剪跨比、混凝土强度、纵筋配筋率、截面尺寸和形状等。
7．在受弯构件斜截面受剪承载力计算中，通常采用配置腹筋即配置箍筋和弯起钢筋的方法来提高梁的斜截面受剪承载能力。
8．《规范》规定，在梁的受拉区段弯起钢筋时，弯起点与按计算充分利用该钢筋截面面积点之间的距离不应小于o h 5.0。
9．箍筋一般采用HPB235，HRB335级钢筋，其形式有封闭式和开口式两种。
10．梁沿斜裂缝破坏的主要形态及其破坏特征：斜压梁破坏：破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏，破坏是突然发生的。
剪压破坏：临界裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区高度缩小，最后导致剪压区混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。
第五章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力(第二课)
第五章 受弯构件斜截面受剪承载力
3、计算公式的适用范围
1）截面的最小尺寸（上限值）：
为防止斜压破坏及梁在使用阶段斜裂缝过宽，对梁的 截面尺寸作如下规定： 斜压破坏主要由腹板宽度，梁截面高度及混凝土强度决定。
hw 4 ––– 一般梁 b hw 6 ––– 薄腹梁 b hw 4 6 b
V ≤ 0.25βc fcbh0
第五章 受弯构件斜截面受剪承载力
3). 混凝土强度等级
梁斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度；
梁斜拉破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度； 剪压破坏时，混凝土强度的影响则居于上述两者之间。
4）. 纵筋配筋率 纵筋的受剪产生了销栓力，所以纵筋的配筋越大，梁 的受剪承载力也就提高。
第五章 受弯构件斜截面受剪承载力
2）连续梁受剪承载力的计算
设计规范规定，连续梁与简支梁采用相同的受剪承 载力计算公式：
Vu Vcs
Asv 0.7 f t bh0 1.25 f yvh0 s
A 1.75 f t bh0 1.0 sv f yv h0 1.0 s
…5－11 …5－12 …5－13
Vu Vcs
第五章 受弯构件斜截面受剪承载力
►（2）集中荷载作用下的矩形截面、T形、工形截面独
立简支梁(包括多种荷载作用，其中集中荷载对支座截面产
生的剪力值占总剪力值的75％以上的情况)。(特殊情况)
Asv 1.75 Vu Vcs f t bh0 1.0 f yv h0 1.0 s
λ ––– 计算截面剪跨比，＝a/h0；
(b) 双肢箍
(c) 四肢箍
图5-14 箍筋的肢数
第五章 受弯构件斜截面受剪承载力
2013第五章习题及答案_20130512
可能发生 、 、 ；这些都需要通过绘制材料图，满足一定的构造要求来加以解决。
4、斜裂缝产生的原因是：由于支座附近的弯矩和剪力共同作用，产生的
超过了混凝土的极
限抗拉强度而开裂的。
5、斜截面破坏的主要形态有
、
、
，其中属于材料未充分利用的
是
、
。
6、梁的斜截面承载力随着剪跨比的增大而
。
7、梁的斜截面破坏主要形态有 3 种，其中，以
截面高度与剪力大小；D、混凝土强度、截面高度以及剪力大小。 17、配箍强弱对梁斜截面开裂的影响：A、很大；B 很小；C、没有影响。(提示斜截面的抗裂) 18、梁内配置箍筋后，抗剪承载力明显提高其原因是箍筋使得：A、纵筋销拴力增大；B、骨料啮合
力增大；C、混凝土剪压区抗剪能力增大；D、箍筋本身承担相当一部分的剪力；E、以上各种抗力都增加。 19、梁的抗剪钢筋通常有箍筋和弯起钢筋，在实际工程中往往首先选用：A、垂直箍筋；B、沿主拉
22、在斜截面剪切承载力计算中，要考虑剪跨比 λ 影响的梁是：A、矩形截面简支梁；B、受集中荷
载为主的梁；C、受集中荷载为主的独立梁；D、受集中荷载为主的整浇肋形梁。
23、图示一矩形截面梁，当计算 CD 段斜截面剪切承载力并确定是否要考虑剪跨比 λ 影响时，应依据 V集中荷载/V总荷载 ≥ 0.75 来判断，式中 V集中荷载 、 V总荷载 指的截面是：A、A 支座中心；B、A 支座边缘；C、
8、梁斜截面的破坏形态主要取决于配箍率 ρSV 及剪跨比 λ 值的大小。示意图中 I、II、III 区依次表示
可能发生的破坏形态是：A、斜压、剪压、斜拉；B、剪压、斜压、斜拉；C、剪压、斜拉、斜压；D、斜 拉、剪压、斜压。
9、板通常不配置箍筋，因为 A、板很薄，没法设置箍筋；B、板内剪力较小，通常混凝土本身就足 以承担；C、设计时不计算剪切承载力；D、板内有拱作用，剪力由拱直接传给支座。
第5讲-受弯构件的斜截面承载力
4
（1）斜压破坏： 1 ，发生在剪力大和弯矩小
的部位（一般靠近支座），混凝土呈斜向受压柱 而被压坏。如图（5-7）(a)所示。
（2）剪压破坏：1 3 ,受拉区出现垂直裂缝，
（1）设计算求得的纵向钢筋截面面积为 As 且与实际所配置的钢筋截面面积相同；设所选
钢筋每一根的截面面积为 As,i ,根数为n;
（2）近似认为每根钢筋承担的弯矩为：
M Ri
M
As,i As
（5-21）
当钢筋直径相同时，每根钢筋承担的弯矩为：
M Ri
M n
（5-21-a)
21
（3）当纵向钢筋无弯起和截断时，MR 图形为矩形；每 根钢筋承担的弯矩由（5-21）式或（5-21-a）确定，且按其 大小在上述矩形图形上表示并编号，如图（5-29）所示；
第5章 受弯构件的斜截面承载力
§5.1 概述 一.几个概念 1.斜截面：截面上同时作用有弯矩和剪力； 2.腹筋：弯起钢筋、箍筋或附加斜筋（图5-1）。 二.本章解决的问题 1.确定腹筋的用量和布置方法； 2.有关的构造规定。
1
§5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 一.斜裂缝 1.产生的原因：剪力和弯矩共同作用，由材力公式 （5-1）~（5-3）可证明，如图（5-3）所示。 2.分类： （1）腹剪斜裂缝：拉应变达到混凝土极限拉应变， 致使混凝土沿主压应力轨迹线开裂，主要发生在薄 腹梁的梁腹部，如图（5-4）(a)所示； （2）弯剪斜裂缝：弯剪段垂直裂缝斜向延伸，是较 常见的情况，如图（5-4）(b)所示。
和相应的文字说明； 二.桁架模型 适用对象：有腹筋梁，见图（5-12）和图（5-13）； 基本原理：压区混凝土为“桁架”的上弦杆；受拉纵筋为 “桁架”的下弦杆；腹筋（箍筋）为“桁架”的竖向拉杆； 斜裂缝间混凝土的混凝土为“桁架” 的斜压杆。
清华大学混凝土结构基本理论-第五章 受弯构件斜截面承载力计算(Word版教案)
第五章受弯构件斜截面承载力计算教学要求1、掌握梁的斜截面破坏形态；2、掌握斜截面抗剪的受力机理；3、掌握影响斜截面抗剪承载力的主要因素；4、掌握梁的斜截面抗剪承载力计算方法。
第一讲斜截面受剪破坏形态与机理一、内容（一）概述1．受弯构件的破坏形态（1）正截面受弯破坏：在主要承受弯矩的区段内产生垂直裂缝。
（2）斜截面破坏：钢筋混凝土梁在其剪力和弯矩共同作用的弯剪区段内，产生斜向裂缝而发生斜截面破坏，这种破坏通常来得较为突然，具有脆性性质。
因此，在保证受弯构件正截面受弯承载力的同时，还要保证斜截面承载力。
受弯构件斜截面承载力主要是对梁及厚板而言的。
2．斜截面承载力斜截面承载力包括斜截面受剪承载力与斜截面受弯承载力。
工程设计中，斜截面受剪承载力是由计算和构造来满足的，斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构造要求来保证的。
3．斜裂缝的出现和发展斜裂缝是因梁中弯矩和剪力产生的主拉应变超过混凝土极限拉应变而出现的，在斜裂缝出现前，梁中应力可以用一般材料力学公式来描述。
斜裂缝主要有两类：（1）腹剪斜裂缝（2）弯剪斜裂缝4．防止斜裂缝破坏的措施（1）合理的截面尺寸；（2）沿梁长布置箍筋；（3）布置弯起钢筋箍筋、弯起钢筋统称为腹筋，它们与纵筋、架立钢筋等构成梁的钢筋骨架。
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，所以工程设计中，优先选用箍筋，然后再考虑采用弯起钢筋。
（二）剪跨比及斜截面受剪的破坏形态1. 剪跨比λ剪跨比：为弯剪区段某垂直截面上弯矩M 与剪力和截面有效高度乘积的比值，即Vh M =λ。
（1）承受集中荷载时，00h a Vh M ==λ， （2）承受均布荷载时，设l β为计算截面离支座的距离，则2021h l Vh M ⋅−−==βββλ 剪跨比反映了截面上正应力与剪应力的比值。
2．斜截面受剪的三种主要破坏形态（1）无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态1) 斜压破坏当剪跨比较小时（λ<1时），发生斜压破坏。
第5章受弯构件斜截面承载力计算ok讲课教案
第5章 构件斜截面承载力
2 设计计算
斜截面受剪承载力的计算按下列 步骤进行设计：
1．求内力，绘制剪力图；
2．验算是否满足截面限制条件，如 不满足，则应加大截面尺寸或提高混 凝土的强度等级；
对集中荷载作用下的独立梁
n A sv1
V
1.7 5
1.0
ftb h0
5.3 受弯构件斜截面受剪承载力的计算
第5章 构件斜截面承载力
4 公式的适用范围 上限值—最小截面尺寸
下限值—箍筋最小含量
当 h w ≤4.0时，属于一般的梁，应满足 b
V0.25 cfcb0 h
当 h w ≥6.0时，属于薄腹梁，应满足 b
V0.2cfcbh 0
为了避免发生斜拉破 坏，《规范》规定，配箍 率应大于最小配箍率，箍 筋最小配筋率为
5.1 概述
第5章 构件斜截面承载力
4．无腹筋梁的受力及破坏分析
斜截面上的抗力
①剪压面上的压力和剪 力；
②斜截面相对错动产生 的骨料咬合力；
③纵向钢筋的销栓剪力； ④纵向钢筋的拉力。
斜裂缝出现后的应力状态
5.2受弯构件受剪性能的试验研究
第5章 构件斜截面承载力
4．无腹筋梁的受力及破坏分析
应力状态的变化 1）开裂前，全截面受剪；开裂后，由剪压区承担，混凝土切应力增大 2）剪压面积不断减小，剪压区内混凝土的压应力增大
• 利用材力公式有：
正应力： M y； ∴主拉应力：tpI0 2
剪应力：
V S b I0
2 2
4
主压应力：
cp
2
2 2
4
主应力作用的方向： tg 2
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第5章 受弯构件的斜截面承载力5.1选择题1．对于无腹筋梁，当31<<λ时，常发生什么破坏（ B ）。
A ． 斜压破坏；B ． 剪压破坏；C ． 斜拉破坏；D ． 弯曲破坏；2．对于无腹筋梁，当1<λ时，常发生什么破坏（ A ）。
A ． 斜压破坏；B ． 剪压破坏；C ． 斜拉破坏；D ． 弯曲破坏；3．对于无腹筋梁，当3>λ时，常发生什么破坏（ C ）。
A ． 斜压破坏；B ． 剪压破坏；C ． 斜拉破坏；D ． 弯曲破坏；4．受弯构件斜截面承载力计算公式的建立是依据（ B ）破坏形态建立的。
A ． 斜压破坏；B ． 剪压破坏；C ． 斜拉破坏；D ． 弯曲破坏；5．为了避免斜压破坏，在受弯构件斜截面承载力计算中，通过规定下面哪个条件来限制（ C ）。
A ． 规定最小配筋率；B ． 规定最大配筋率；C ． 规定最小截面尺寸限制；D ． 规定最小配箍率；6．为了避免斜拉破坏，在受弯构件斜截面承载力计算中，通过规定下面哪个条件来限制（ D ）。
A ． 规定最小配筋率；B ． 规定最大配筋率；C ． 规定最小截面尺寸限制；D ． 规定最小配箍率；7．R M 图必须包住M 图，才能保证梁的（ A ）。
A ． 正截面抗弯承载力；B ． 斜截面抗弯承载力；C ． 斜截面抗剪承载力；8．《混凝土结构设计规范》规定，纵向钢筋弯起点的位置与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离，不应小于（ C ）。
A ．0.30hhB．0.4hC．0.5hD．0.69．《混凝土结构设计规范》规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率，对于梁、板类构件，不宜大于（ A ）。
A．25%；B．50%；C．75%；D．100%；10．《混凝土结构设计规范》规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率，对于柱类构件，不宜大于（ B ）。
A．25%；B．50%；C．75%；D．100%；5.2判断题1．梁侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。
（∨）2．梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会出现弯剪斜裂缝。
（×）3．截面尺寸对于无腹筋梁和有腹筋梁的影响都很大。
（×）4．在集中荷载作用下，连续梁的抗剪承载力略高于相同条件下简支梁的抗剪承载力。
（×）5．钢筋混凝土梁中纵筋的截断位置，在钢筋的理论不需要点处截断。
（×）5.3问答题1．斜截面破坏形态有几类？分别采用什么方法加以控制？答：（1）斜截面破坏形态有三类：斜压破坏，剪压破坏，斜拉破坏（2）斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制；剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制；斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制；2．分析斜截面的受力和受力特点？答：（1）斜截面的受力分析：斜截面的外部剪力基本上由混凝土剪压区承担的剪力、纵向钢筋的销栓力、骨料咬合力以及腹筋抵抗的剪力来组成。
（2）受力特点：斜裂缝出现后，引起了截面的应力重分布。
3．简述无腹筋梁和有腹筋梁斜截面的破坏形态。
答： 斜截面破坏形态有三类：斜压破坏，剪压破坏，斜拉破坏；影响破坏形态的主要因素无腹筋梁是剪跨比，而有腹筋梁除了剪跨比的影响，还有配置腹筋数量的多少。
4． 简述无腹筋梁和有腹筋梁的抗剪性能答：无腹筋梁的抗剪性能主要有混凝土剪压区承担的剪力、纵向钢筋的销栓力、骨料咬合力以及腹筋抵抗的剪力来组成。
而有腹筋梁的抗剪性能主要与腹筋的配置量的多少有关系。
5． 影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？答：（1）剪跨比的影响，随着剪跨比的增加，抗剪承载力逐渐降低；（2）混凝土的抗压强度的影响，当剪跨比一定时，随着混凝土强度的提高，抗剪承载力增加；（3）纵筋配筋率的影响，随着纵筋配筋率的增加，抗剪承载力略有增加；（4）箍筋的配箍率及箍筋强度的影响，随着箍筋的配箍率及箍筋强度的增加，抗剪承载力增加；（5）斜裂缝的骨料咬合力和钢筋的销栓作用；（6）加载方式的影响；（7）截面尺寸和形状的影响；6． 斜截面抗剪承载力为什么要规定上、下限？答：斜截面抗剪承载力基本公式的建立是以剪压破坏为依据的，所以规定上、下限来避免斜压破坏和斜拉破坏。
7． 什么叫材料抵抗弯矩图？什么叫荷载效应图？两者之间的关系如何？答：（1）按照纵向钢筋所画出的反映梁正截面的抵抗弯矩图，称为材料抵抗弯矩图；（2）由荷载对梁的各个正截面所产生的弯矩设计值所绘制的图形，称为荷载效应图；（3）材料抵抗弯矩图只有包住荷载效应图才能保证梁正截面抗弯的承载力；8． 如何理解《混凝土结构设计规范》规定弯起点与钢筋充分利用点之间的关系？答：《混凝土结构设计规范》规定弯起点与钢筋充分利用点之间的05.0h 的关系，主要是考虑斜截面抗弯承载力的要求。
9． 钢筋截断时有什么构造要求？答：（1）当剪力较小时，应伸至该钢筋的理论断点以外不小于20d 处截断，且从该钢筋充分利用点以外伸出的长度不小于1.2a l ；（2）当剪力较大时，应伸至该钢筋的理论断点以外大于0h 且不小于20d ，而且从该钢筋充分利用点以外伸出的长度不应小于02.1h l a（3）当按上述规定的截断点仍位于负弯矩受拉区内，则应延伸至理论断点以外不小于03.1h 且不小于20d 处截断；而且从该钢筋充分利用点以外伸出的长度不应小于07.12.1h l a +10．钢筋在支座的锚固有何要求？答：钢筋混凝土简支梁和连续梁简支端的下部纵向受力钢筋，其伸入梁支座范围内的锚固长度as l 应符合下列规定：当剪力较小（07.0bh f V t ≤）时，d l as 5≥；当剪力较大（07.0bh f V t >）时，d l as 12≥（带肋钢筋），d l as 15≥ （光圆钢筋），d 为纵向受力钢筋的直径。
如纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固长度不符合上述要求时，应采取在钢筋上加焊锚固钢板或将钢筋端部焊接在梁端预埋件上等有效锚固措施。
11．什么是鸭筋和浮筋？浮筋为什么不能作为受剪钢筋？答：单独设置的弯起钢筋，两端有一定的锚固长度的叫鸭筋，一端有锚固，另一端没有的叫浮筋。
由于受剪钢筋是受拉的，所以不能设置浮筋。
12．分别写出建筑工程与桥梁工程中的斜截面承载力计算公式。
答：以仅配箍筋为例：建筑工程：0025.17.0h s A f bh f V sv yvt cs += 桥梁工程：sv sv k cu cs f f p bh a a a V ρ,03321)6.02(1045.0+⨯⨯=-5.4计算题1．一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸250mm ×500mm ，混凝土强度等级为C20（f t =1.1N/mm 2、f c =9.6 N/mm 2），箍筋为热轧HPB235级钢筋（f yv =210 N/mm 2），纵筋为325的HRB335级钢筋（f y =300 N/mm 2），支座处截面的剪力最大值为180kN 。
求：箍筋和弯起钢筋的数量。
解：（1）验算截面尺寸 486.1250465,4650<====b h mm h h w w 属厚腹梁，混凝土强度等级为C20，f cuk =20N/mm 2<50 N/mm 2故βc =1N V N bh f c c 1800002790004652506.9125.025.0max 0=>=⨯⨯⨯⨯=β截面符合要求。
（2）验算是否需要计算配置箍筋),180000(5.895124652501.17.07.0max 0N V N bh f t =<=⨯⨯⨯=故需要进行配箍计算。
（3）只配箍筋而不用弯起钢筋01025.17.0h s nA f bh f V sv yv t ⋅⋅+= 则 mm mm snA sv /741.021= 若选用Φ8@120 ，实有可以）(741.0838.01203.5021>=⨯=s nA sv 配箍率%335.01202503.5021=⨯⨯==bs nA sv sv ρ 最小配箍率)(%126.02101.124.024.0min 可以sv yv t sv f f ρρ<=⨯== （4）既配箍筋又配弯起钢筋根据已配的325纵向钢筋，可利用125以45°弯起，则弯筋承担的剪力：N f A V sy sb sb 5.83308223009.4908.0sin 8.0=⨯⨯⨯==α 混凝土和箍筋承担的剪力：N V V V sb cs 5.966915.83308180000=-=-=选用Φ6@200 ，实用)(5.966912.1240564652003.28221025.15.8951225.17.0010可以N N h snA f bh f V sv yvt cs >=⨯⨯⨯⨯+=+=。
2．钢筋混凝土矩形截面简支梁，如图5－27 ，截面尺寸250mm ×500mm ，混凝土强度等级为C20（f t =1.1N/mm 2、f c =9.6 N/mm 2），箍筋为热轧HPB235级钢筋（f yv =210 N/mm 2），纵筋为225和222的HRB400级钢筋（f y =360 N/mm 2）。
求：（1）只配箍筋；（2）配弯起钢筋又配箍筋。
解：（1）求剪力设计值支座边缘处截面的剪力值最大KN ql V 8.154)24.04.5(6021210max =-⨯⨯== （2）验算截面尺寸 486.1250465,4650<====b h mm h h w w 属厚腹梁，混凝土强度等级为C20，f cuk =20N/mm 2<50 N/mm 2故βc =1max 02790004652506.9125.025.0V N bh f c c >=⨯⨯⨯⨯=β截面符合要求。
（3）验算是否需要计算配置箍筋,5.895124652501.17.07.0max 0V N bh f t <=⨯⨯⨯=故需要进行配箍计算。
（4）只配箍筋而不用弯起钢筋46521025.15.8951215480025.17.01010⨯⨯⨯+=⋅⋅+=s nA h s nA f bh f V sv sv yv t 则 mm mm snA sv /535.021= 若选用Φ8@150 ，实有可以）(535.0671.01503.5021>=⨯=s nA sv 配箍率%268.01502503.5021=⨯⨯==bs nA sv sv ρ 最小配箍率)(%126.02101.124.024.0min 可以sv yv t sv f f ρρ<=⨯== （5）既配箍筋又配弯起钢筋根据已配的225+222纵向钢筋，可利用122以45°弯起，则弯筋承担的剪力：N f A V sy sb sb 1.77406223601.3808.0sin 8.0=⨯⨯⨯==α 混凝土和箍筋承担的剪力： N V V V sb cs 9.773931.77406154800=-=-=选用Φ8@200 ，实有)(9.773930.1509104652003.50221025.15.8951225.17.0010可以N N h snA f bh f V sv yvt cs >=⨯⨯⨯⨯+=+= (6)验算弯起点处的斜截面N V 0.15091012600058.248.058.2154800<=-⨯= 故满足要求. 图5－27 习题5-2图3.上题中，既配弯起钢筋又配箍筋，若箍筋为热轧HPB335级钢筋（f yv =300 N/mm 2），荷载改为100KN/m ，其他条件不变，求：箍筋和弯起钢筋的数量。