第3章混凝土结构-受弯剪解析

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斜拉破坏
四. 影响斜截面受剪承载力的主要因素
影响斜截面受剪承载力的主要因素: 剪跨比 混凝土强度 箍筋配筋率 纵筋配筋率 截面形状和尺寸 加载方式
1. 剪跨比:试验表明,剪跨比越大,受剪承载力越低, 但当λ≥3 ,剪跨比的影响不再明显。
(P66图4-56所示)。
2. 混凝土强度等级:斜截面受剪承载力随混凝土的强 度等级的提高而提高。梁剪压、斜压破坏时,受剪 承载力取决于混凝土的抗压强度。梁为斜拉破坏时, 受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度。
在主要承受弯矩的 区段内,产生正截 面受弯破坏;
而在剪力和弯矩共 同作用的支座附近 区段内,则会产生 斜截面受剪破坏或 斜截面受弯破坏。
二. 斜截面破坏过程
梁中弯矩和剪力产生的主拉应力或主压应力超过混凝 土材料的抗拉强度或抗压强度时,构件发生斜截面破 坏。
在中和轴附近,正应力小,剪应 力大,主拉应力方向大致为45°。 当荷载增大,主拉应力达到混凝 土的抗拉强度时,在此部位产生 裂缝,方向与主拉应力方向垂直, 称为斜裂缝。
s
1.25 f yvh0
一般先假设肢数、直径,再求间距
s 1.25 f yvh0nAsv1 V 0.7 ftbh0
V 0.25c fcbh0
为避免发生斜拉破坏,最小配箍筋率:
sv
nAsv1 bs
sv,min
sv,min
0.24
ft f yv
4. 实用计算步骤
已知剪力设计值V,混凝土等级,钢筋品种,构件尺寸。 求:设计腹筋
核算截面: V 0.25c fcbh0
截面满足要求, Asv V 0.7 ftbh0
配箍量一般用配箍率(又称箍筋配筋率)ρsv表示,即
sv
Asv bs
n Asv1 bs
5.截面形状和尺寸:T形截面梁适当增加翼缘宽度,可提 高受剪承载力25%,但翼缘过大,增大作用就趋于平缓。
6. 加载方式:直接加载——通常将荷载加在梁的顶部; 间接加载——现浇楼盖主次梁相交时,次 梁的荷载是加在主梁的中部或底部,对主 梁而言是间接加载。间接加载比直接加载 梁的受剪承载力低。
第三章混凝土结构
第三节 受弯构件斜截面承载力
一.概述
上一节纯弯段内只有弯矩,无剪力,在M作用下产生垂 直于杆件轴线方向的裂缝。在混凝土受弯构件的剪、 弯区段,剪应力与拉(压)应力合力形成主拉应力。 当其超出混凝土的抗拉强度时,产生斜向裂缝(垂直 于主拉应力),需配箍筋(横向钢筋)来承受主拉应 力。
剪弯段 纯弯段 剪弯段
斜源自文库缝
三. 斜截面的破坏形态
剪跨比λ为集中荷载到临近支座的距离a与梁截面有 效高度h0的比值,即λ=a/ h0 。 某截面的广义剪跨比为该截面上弯矩M与剪力和截面有 效高度乘积的比值,即 λ=M/ (Vh0)。
斜截面主要破坏形态有: 剪压破坏 斜压破坏 斜拉破坏
1.剪压破坏:当剪跨比一般(1<λ<3),箍筋配置适中时 出现。随着荷载的增加,在剪弯区段的出现斜裂缝,随 后与斜裂缝相交的箍筋屈服,斜截面末端剪压区的高度 减小,最后导致剪压区的混凝土破坏,使斜截面丧失承 载力。此破坏虽有一定的塑形变形,但仍属脆性破坏。
3.纵筋配筋率:试验表明,梁的受剪承载力随纵向钢
筋配筋率ρ的提高而增大。因为纵向受拉钢筋像销
栓一样,约束了斜裂缝宽度的增加和长度的延伸, 从而增大了剪压区面积的作用。
4. 配箍率和箍筋强度:有腹筋梁出现斜裂缝后,箍筋 不仅直接承受相当部分的剪力,而且有效地抑制斜裂缝 的开展和延伸,对提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵向 钢筋的销栓作用有着积极的影响。试验表明,在配箍量 适当的范围内,梁的受剪承载力随配箍量的增多、箍筋 强度的提高有较大幅度的增长。
剪压破坏
2.斜压破坏:当剪跨比较小(λ<1) ,或箍筋配置过多时 易出现。这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段,由 梁中主压应力所致,表现为混凝土压碎,破坏时,混凝土 被斜裂缝分割成若干个斜向短柱而被压坏,呈明显脆性。
斜压破坏
3.斜拉破坏:当剪跨比较大(λ>3),或箍筋配置不足时 出现。破坏由梁中主拉应力所致,其特点是当垂直裂缝 一出现,就急剧向受压区斜向伸展,斜截面承载力随之 丧失,呈明显脆性。
五. 斜截面受剪承载力计算
1.基本假定
以剪压破坏形态为依据,破坏时与斜截面相交的箍筋屈 服,斜截面末端混凝土达到极限强度,梁的斜截面受剪
承载力Vu:
Vc
Vu
Vs Vsb
受剪承载力的组成
Vu Vc Vcs Vsb
2.斜截面受剪承载力的计算公式
均布荷载作用下,矩形、T形和I形截面的简支梁, 当仅配箍筋时,斜截面受剪承载力的计算公式
Vu
Vcs
0.7 ftbh0
1.25 fyv
Asv s
h0
对集中荷载作用下(或多种荷载作用,但集中荷载产 生的剪力占总剪力75%以上),矩形截面独立梁当仅 配箍筋时,斜截面受剪承载力的计算公式
Vu
Vcs
1.75
1.0
f t bh0
1.0
fyv
Asv s
h0
3. 公式应用范围
为防止出现斜压破坏,截面最小尺寸: 当 hw ≤4.0时,属于一般的梁,应满足 b
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