05a受弯构件斜截面的受力特点与破坏形态讲解
受弯构件斜截面破坏的三种形态的承载力
受弯构件斜截面破坏的三种形态的承载力
受弯构件斜截面破坏的三种形态的承载力包括:
1. 弯剪破坏:当受弯构件在承受弯矩作用下,同时还承受着剪力时,可能会发生弯剪破坏。
此时,构件会同时发生弯曲和剪切破坏。
弯剪破坏的承载力主要由弯矩和剪力共同作用下构件的抗弯刚度和抗剪刚度决定。
2. 剪压破坏:当受弯构件在承受弯矩作用下,同时还承受着压力时,可能会发生剪压破坏。
此时,构件横截面内的某一部分会发生剪切破坏,同时横截面内的另一部分会发生压力破坏。
剪压破坏的承载力主要由弯矩和压力共同作用下构件的抗弯刚度和抗压刚度决定。
3. 剪扭破坏:当受弯构件在承受弯矩作用下,同时还承受着扭矩时,可能会发生剪扭破坏。
此时,构件横截面内的某一部分会发生剪切破坏,同时构件的纵向轴线也会发生扭转变形。
剪扭破坏的承载力主要由弯矩和扭矩共同作用下构件的抗弯刚度和抗扭刚度决定。
这些形态的承载力是通过结构力学分析和材料力学计算得出的,可以根据具体的构件几何尺寸和材料力学性质进行计算。
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
受弯构件斜截面受剪破坏形态
受剪破坏形态
梁斜截面破坏的三种形态
1 剪压破坏
这种破坏多发生在截面尺寸合适、箍筋配置适当且剪跨比适中
(1≤λ≤3)时的 剪压破坏
剪压破坏的破坏过程:随着荷载的增加,截面出现多条斜裂缝
,其中一条延伸长度较大,开展宽度较宽的斜裂缝,称为“临界
斜裂缝”,破坏时,与临界斜裂缝相交的箍筋首先达到屈服强度
界斜裂缝,与其相交的梁腹筋随即屈服,箍筋对斜裂缝开展的限
制已不起作用,导致斜裂缝迅速向梁上方受压区延伸,梁将沿斜
裂缝裂成两部分而破坏。
因为斜拉破坏的承载力很低,并且一裂即坏,故属于脆性破坏
。为了防止发生剪跨比较大时的斜拉破坏,箍筋的配置应不小于
最小配箍率,最小配箍率可用下式计算:
, = ( ) = 0.24
时箍筋的应力往往达不到屈服强度,钢筋的强度不能充分发挥,
且破坏属于脆性破坏,故在设计中应避免,一般通过验算梁的最
小截面尺寸来防止斜压破坏。
梁斜截面破坏的三种形态
3 斜拉破坏
这种破坏多发生在剪跨比λ较大(λ>3)时,或箍筋配置过少
(配箍率 较小)时。
梁斜截面破坏的三种形态
3 斜拉破坏
斜拉破坏的破坏过程:一旦梁腹部出现斜裂缝,很快就形成临
式中 ——混凝土的抗拉强度设计值(N/2 );
——箍筋的抗拉强度设计值(N/2 )。
谢 谢 观 看
。最后,由于斜裂缝顶端剪压区的混凝土在压应力、剪应力共同
作用下达到剪压复合受力时的极限强度而破坏。
为防止梁发生剪压破坏,通常在梁中配置与梁轴线垂直的箍筋
以承受梁内剪力的作用,梁的斜截面承载力计算公式是在剪压破
坏的基础上建立的。
混凝土结构第四章
二、斜截面受剪破坏的三种主要形态
斜拉破坏
剪压破坏
斜压破坏
4.2 斜截面受剪承载力计算
一、斜截面的受剪机理
梁的弯剪区段发生剪压破坏时,无腹筋梁斜截面上的抗 力有: ①剪压区混凝土承担的剪力Vc和压力C; ②骨料咬合力Va; ③纵向钢筋的销栓力Vd; ④纵向钢筋的拉力T。
一、斜截面的受剪机理
梁的弯剪区段发生剪压破坏时,有腹筋梁斜截面上除存 在上述抗力外,还有腹筋的抗剪承载力。 梁中配置腹筋,可有效地提高斜截面的受剪承载力。 (1) 腹筋的作用 斜裂缝出现以前,腹筋作用很小; 斜裂缝出现以后,腹筋作用增大。 斜截面上的剪力主要有: ① 腹筋直接受剪Vsv和Vsb; ② 腹筋限止斜裂缝的开展, Va Vsv 提高Vc; Tsb ③ 腹筋减小裂缝宽度,提高Va; T
第四章 受弯构件斜截面承载力计算
2.斜裂缝分类: (1)弯剪斜裂缝:在M和V的共同作用下,首先在梁的下部产 生垂直裂缝,然后斜向上延伸,是一种较为常见的裂缝。 特点:裂缝下宽上窄。 (2)腹剪斜裂缝:当梁承受的剪力较 大,或者梁腹部较薄时,首先在截面 中部出现斜裂缝,然后向上、向下 延伸。 特点:裂缝中间宽两头窄。
c
0
M u TZ Tsb Zsb Vsvi Z vi
i 1 n
Vc
C
Vsv
n——与临界斜裂缝相交的箍 筋根数。
T Vu
Vsb
Tsb
三、斜截面受剪承载力的计算公式
(2) 腹筋的作用 梁发生剪压破坏时,与临界斜裂缝相交的箍筋能达到屈服强 度。对弯起钢筋不一定屈服。 (3) 剪跨比的考虑 仅对承受集中荷载或以集中荷载为主的矩形截面独立梁考虑 剪跨比(=a/h0)的影响。其余情况不考虑。
受弯构件的斜截面承载力
b
Vc
积减小,受压区混凝土剪力增大。
斜裂缝出现后,截面a-a 的钢筋
应力s取决于临界斜裂缝顶点截 面b-b处的Mb。
a
b
因此,斜裂缝出现使支座附近的
s与跨中截面的s相近,这对纵
筋的锚固提出更高的要求。
随着斜裂缝逐渐加宽,沿纵筋 保护层可能劈裂,钢筋的销栓作 用逐渐减弱。
Mb
Ma
5.3.2无腹筋梁受剪承载力的计算
f
三、影响受剪承载力的因素
⑴ 剪跨比 影响抗剪强度主要因素。
◆
剪跨比越大,抗剪承载 力越低。 载传递机构,梁的破坏 形态将发生变化。
◆随剪跨比的增大,影响荷
集中荷载
均布荷载
(2)荷载形式及作用位置: 均布荷载作用时抗剪承载力大于集中荷载作用的情况。 间接加载:由于荷载传递方式的改变,即荷载通过横梁上部 拉应力向支座传递,这样即使在名义剪跨比较小时,也会产 生斜拉破坏。
影响受剪承载力的因素很多,很难综合考虑。
《规范》根据大量的试验结果,经过回归分析,考虑到主要 影响,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,公式如下: ◆ 均布荷载作用的矩形、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)。
一、两个基本概念
1. 剪跨比 剪跨比 ——计算截面的弯矩与该截面的剪力及h0乘积的比值
M Vh0
—— 广义剪跨比
对集中荷载简支梁
受弯构件斜截面破坏的主要形态
受弯构件斜截面破坏的主要形态
受弯构件斜截面破坏的主要形态有以下几种:
1. 剪切破坏:当受弯构件的截面受到较大的剪力时,会导致截面上的材料发生剪切破坏,例如截面出现剪切断裂面或剪切裂缝。
2. 压弯破坏:当受弯构件受到较大的压弯力时,会导致截面上的材料出现压缩变形和压缩破坏,例如截面出现压扁或局部压碎。
3. 拉弯破坏:当受弯构件受到较大的拉弯力时,会导致截面上的材料受到拉伸变形和拉伸破坏,例如截面出现拉伸断裂面。
4. 弯曲破坏:当受弯构件的挠度超过其承受能力时,会导致构件发生弯曲破坏,例如构件产生塑性弯曲或丧失刚度。
这些破坏形态可能单独出现,也可能相互叠加。
实际情况还会受到构件材料的性质、构件尺寸、加载方式等因素的影响。
水工钢筋混凝土结构学第4章
斜裂缝 发生后 的梁的 受力平 衡状态
A
C Vc
斜截面上平衡MA和VA的 力有:
(1)纵向钢筋拉力T;
d
B
Va
Vd
T
C
VA
(2)端部余留部分混凝土 承担的剪力Vc及压力C;
(3)骨料咬合力Va;
c
MB
MA
(4)纵筋销栓力Vd。
竖向剪力
为简化 力矩平衡 Vd很小
VA Vc Vy Vd
A
Vu Vc Vsv Vsb
KV Vu
二、仅配箍筋梁的斜截面受剪承载力计算
对于仅配箍筋的梁,可以认为其受剪承载能力是由混凝土受
剪承载力Vc和箍筋的受剪承载力Vsv两部分组成,即
Vu=Vc+Vsv
1、混凝土的受剪承载力
Vc=0.7ftbh0
2、箍筋的受剪承载力
(1)
Vsv=1.25fyv.Asv.h0/s
Vd,TB≈TA TA
MB MA
三、受弯构件斜截面破坏形态 3.1 无腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件 剪跨比λ的定义:集中力到临近支座的距离a称为剪跨,剪跨a 与截面有效高度h0的比值,称为计算剪跨比。 对于承受分布荷载或其它多种荷载的梁,剪跨比可用M/Vh0 表示
a
a h0
斜截面受剪破坏的三种主要形态
KV 0.7 f t bh0
Step4:不满足以上两式,需按计算配 箍筋或弯起钢筋;
KV Vu 0.7 f t bh0 1.25 f yv
Step5:验算sv>=svmin。
Asv h0 s
例题 钢筋混凝土简支梁,尺寸及所受荷载如图所示。C20混凝土, 箍筋采用Ⅰ级。一类环境条件。试求: (1)不设弯起钢筋时的受剪箍筋; (2)利用现有纵筋弯起1 18钢筋,求所需箍筋.
5. 受弯构件斜截面
15. 受弯构件斜截面承载力计算内容概要本章主要讲述钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏形态,斜截面设计方法及纵筋的弯起、截断、锚固等构造措施。
25. 受弯构件斜截面承载力计算主要内容5.1 概述5.2 受弯构件斜截面的受力特性5.3 受弯构件斜截面设计方法5.4 保证斜截面受弯承载力的构造措施5.5本章小结35. 受弯构件斜截面承载力计算学习要求①了解斜截面破坏的主要形态及影响斜截面抗剪的主要因素;②掌握无腹筋梁和有腹筋梁的斜截面设计方法;③掌握材料图的作法和钢筋的弯起和截断位置;④熟悉受力钢筋的锚固要求和箍筋的构造要求。
45.1 概述①截面破坏形式工程中常见的梁、柱、剪力墙等构件,其截面除作用弯矩(梁)或弯矩和轴力(柱、和剪力墙)外,通常还有剪力。
因此,构件除了发生正截面破坏之外,斜截面破坏也是常见的一种破坏形式。
55.1 概述②截面配筋形式为保证构件的斜截面受剪承载力,构件应具有合适的截面尺寸和适宜的混凝土强度等级,并配置必要的箍筋,剪力较大时,还可增设弯起钢筋。
箍筋和弯起钢筋统称为腹筋或横向钢筋。
65.2 受弯构件斜截面受力特性①无腹筋简支梁的受剪性能A.斜裂缝形成前的应力状态a.分析方法将钢筋混凝土梁等效为均质线弹性梁,利用材料力学理论进行受力分析。
b.等效原则根据变形协调条件将钢筋的面积换算为混凝土的面积。
75.2 受弯构件斜截面受力特性①无腹筋简支梁的受剪性能A.斜裂缝形成前的应力状态b.等效原则s s s ct c ct E E σεσε=⎫⎬=⎭s s ct ctA A σσ=受拉钢筋面积换算成混凝土面积换算出的混凝土重心位置仍保持在原受拉钢筋形心高度处。
原截面换算截面s ctεε=s s ct E ctcEE σσασ==+ct E sA A α=⇒85.2 受弯构件斜截面受力特性①无腹筋简支梁的受剪性能A.斜裂缝形成前的应力状态c.回顾-平面应力状态下的主应力计算max 22min()22x yx y xy σσσσστσ+−⎧=±+⎨⎩21arctan 2xy x y τασσ⎛⎞=−⎜⎟⎜⎟−⎝⎠xyσx τyxτxyσyα主应力大小主应力方向平面应力状态σmax 在剪应力相对的象限内,且偏向于σx 及σy 大的一侧。
简述钢筋混凝土受弯构件斜截面的三种破坏形态及防止措施
简述钢筋混凝土受弯构件斜截面的三种破坏形态及防止
措施
钢筋混凝土受弯构件斜截面的三种破坏形态及防止措施如下:
1. 斜压破坏:这种破坏形态的特征是箍筋应力较小,不能充分发挥钢筋的强度。
发生斜压破坏时,混凝土被压碎,但箍筋的应力往往达不到屈服强度。
为了防止斜压破坏,可以限制最小截面尺寸。
2. 斜拉破坏:当梁腹部出现斜裂缝时,斜拉破坏会迅速发生,形成临界斜裂缝,将梁裂成两部分导致破坏。
这种破坏属于脆性破坏,一旦发生就会立即断裂。
为了防止斜拉破坏,可以通过限制最小配箍率来实现。
3. 剪压破坏:发生这种破坏时,混凝土和箍筋的强度都能得到充分发挥。
与斜压和斜拉破坏相比,剪压破坏的脆性性质不明显。
为了防止剪压破坏的发生,可以通过计算斜截面承载力来配置适量的箍筋。
以上内容仅供参考,建议查阅专业混凝土结构书籍或咨询专业工程师获取更准确的信息。
第五章受弯构件的斜截面承载力斜裂缝`剪跨比及斜截面受剪破坏
2、承受均布荷载时,设βl为计算截面离支座的距
离,则
M
2
l
Vh0 1 2 h0
5 .2 .3 斜截面受剪破坏的三种主要形态 一、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
1)斜拉破坏:当剪跨比较大(λ>3)时,或箍筋配置不 足时出现。此破坏系由梁中主拉应力所致,其特点是斜 裂缝一出现梁即破坏,破坏呈明显脆性,类似于正截面 承载力中的少筋破坏。其特点是当垂直裂缝一出现,就 迅速向受压区斜向伸展,斜截面承载力随之丧失。
h0
h ——截面高度影响系数,当h0小于800mm时,取
h0 等 于 800mm ; 当 h0 大 于 2000mm 时 , 取 h0 等 于 2000mm。
三、计算公式的适用范围
1.上限值—最小截面尺寸
当 hw b
≤4.0时,属于一般的梁,应满足
V 0.25c fcbh0
当 hw b
≥6.0时,属于薄腹梁,应满足
配箍量一般用配箍率(又称箍筋配筋率)ρ 表示,即 sv
sv
Asv bs
n Asv1 bs
如图表示配箍率与箍 筋强度fyv的乘积对梁受剪 承载力的影响。当其它条 件相同时,两者大体成线 性关系。如前所述,剪切 破坏属脆性破坏。为了提 高斜截面的延性,不宜采 用高强度钢筋作箍筋。
五、截面尺寸和截面形状的影响
斜拉破坏
2)斜压破坏:当剪跨比较小(λ<1)时,或箍筋配置过 多时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致,类似于正 截面承载力中的超筋破坏,表现为混凝土压碎,也呈明 显脆性,但不如斜拉破坏明显。这种破坏多数发生在剪 力大而弯矩小的区段,以及梁腹板很薄的T形截面或工 字形截面梁内。破坏时,混凝土被腹剪斜裂缝分割成若 干个斜向短柱而被压坏,破坏是突然发生。
受弯构件的斜截面承载力
2.剪跨比
集中荷载作用下的简支梁,最外侧的集中力到临近支座边缘的距离
一a 称为剪跨,
a与截面有效高度
h
的比值,称为计算剪跨比。
0
■ 广义剪跨比: M
V h0
P1
P3
P2
■ 计算剪跨比: a
h0
剪跨比反映了计算截面上
正应力 与剪应力 的相对比
值,在一定程度上也反映了截 面上弯矩和剪力的相对比值。 从而影响着斜裂缝的发展方向 和斜截面的破坏形态。
截面受剪承载力的计算公式
Vu
Vcs
0.7 ftbh0
1.25 fyv
Asv s
h0
■ 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),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
(5)连续梁的抗剪性能及受剪承载力的计算 ■ 集中荷载作用下的连续梁 由于在剪跨段内存在异号弯矩,纵筋的应力梯度很大,容易出现粘
结裂缝。斜裂缝的出现使纵筋的拉应力平移,导致纵筋的应力梯度进一 步增大,使纵筋与混凝土的粘结发生破坏,剪压区混凝土的抗剪能力受 到很大削弱,受剪承载力低于相同条件下的简支梁。
A
a1 VA
B
a2 VB
M1 VAa1
M 2 VBa2
集中荷载作用下的简支梁
第54页/共33页 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态
第5章 受弯构件的斜截面承载力
3.斜截面受剪破坏的三种主要形态
■ 斜压破坏 当剪跨比较小(λ<1)时,或
箍筋配置过多时易出现。此 破坏系由梁中主压应力所致
受弯构件斜截面
第五章 受弯构件的斜截面承载力
(二)破坏形态
箍筋的配箍率rsv
r sv
Asv bs
nAsv1 bs
21
第五章 受弯构件的斜截面承载力
剪跨比 配箍率
无腹筋
rsv 很小 rsv 适量 rsv 很大
<1
斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏
1< <3
剪压破坏 剪压破坏 剪压破坏 斜压破坏
>3
斜拉破坏 斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏
弯剪斜裂缝因受弯正
应力较大,先在梁底出 现垂直裂缝,然后向上 沿主压应力迹线发展形 成斜裂缝。
② ① ③
腹剪斜裂缝梁腹部剪应力
较大时,会因梁腹部主拉应 力达到抗拉强度而先开裂, 然后分别向上、向下沿主压 应力迹线发展形成斜裂缝。
4
第五章 受弯构件的斜截面承载力
② ① ③
弯剪斜裂缝 腹剪斜裂缝
箍筋
③
设计时以剪压破坏作为计算依据,
用构造处理避免斜压、斜拉破坏 影响有腹筋梁破坏形态的主要因素
剪跨比、混凝土强度、箍筋配箍率rsv 、
纵筋配筋率、截面形状
22
第五章 受弯构件的斜截面承载力
§5-4 斜截面受剪承载力计算公式
一、计算公式
影响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 《规范》根据大量的试验结果,取具有一定可靠度(95%)的偏下限经
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s 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。
受弯构件斜截面承载力知识讲解
4.3斜截面受剪承载力计算公式及适用范围
4.3.1 无腹筋梁
VV c0.7hftbh0
1
h
800 h0
4
βh——截面高度影响系数,当h0<800mm,取 h0=800mm;当h0≥2000mm时,取h0=2000mm。
4.3斜截面受剪承载力计算公式及适用范围
② 剪压破坏(1≤λ ≤ 3,箍筋适量):在剪弯区首先出现一些垂直裂缝和 细微的斜裂缝,随着荷载的增加,斜裂缝的某一条发展成为临界斜裂缝,承 载力没有很快丧失,荷载可继续增加,并在荷载增加过程中,继续向上伸展, 如果梁内配有腹筋,则与临界斜裂缝相交的腹筋相继屈服,临界斜裂缝末端 剪压区的混凝土在正应力和剪应力共同作用下,处于两向应力状态,且主压 应力远大于主拉应力,最后使混凝土压碎而导致斜截面破坏,见图。
4.3斜截面受剪承载力计算公式及适用范围
4.3.2 仅配箍筋梁的受剪承载力计算 根据大量试验数据的统计分析结果(图),规范给出了
不同情况下混凝土受剪承载力Vc和箍筋受剪承载力Vs的表达 式。
Vu ftb h 0
Vu 1.75 fyvAsvh0
ftbh0 1.0 ftbh0s
0.2
4.3斜截面受剪承载力计算公式及适用范围
4.2 受弯构件斜截面破坏的主要形态及影响因素
剪跨比和配箍梁对破坏形态的影响见下表。
剪跨比 配箍率
无腹筋
ρsv很小 ρsv适量 ρsv很大
λ<1
斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏
1≤λ≤3
剪压破坏 剪压破坏 剪压破坏 斜压破坏
λ>3
斜拉破坏 斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏
受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态
受弯构件斜截面承载力计算
受弯构件斜截面的受力特点 和破坏形态
目录
1 受弯构件斜截面的配筋方式 2 无腹筋简支梁斜截面的受剪破坏形态 有腹筋梁斜截面的主要破坏形态
1 受弯构件斜截面的配筋方式
竖向荷载引起的内力: 弯矩:→正应力→正
截面开裂、破坏→纵筋;
剪力:→剪应力→斜截面 开裂、破坏→?筋.
斜拉破坏:
产生条件:m>3且腹筋配置过少。 避免措施:采用一定的构造加以避免。
THE END
(3)斜拉破坏
m>3,特点:垂直裂缝一出现,迅速向受压区斜向伸展, 斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现斜裂缝时的荷 载很接近,破坏过程急骤,梁变形很小,明显的脆性。
(m >3)
2无腹筋简支梁斜截面的受剪破坏形态
1.斜拉破坏为受拉脆性破坏,
P
脆性性质最为显著;
斜压破坏
2.斜压破坏为受压脆性破坏,
承载力最大; 3.剪压破坏界于受拉和受压脆
栓力。 弯起钢筋:限制斜裂缝的发展,提高结构的抗剪能力
3 有腹筋梁斜截面的主要破坏形态
斜压破坏:
产生条件:m<1,但腹筋配置过多,以及腹板宽度 较窄的T形或I字形梁。 避免措施:采用截面限制条件加以避免。
3 有腹筋梁斜截面的主要破坏形态
剪压破坏:
产生条件:1≤m≤3或适量配置腹筋。 避免措施:通过设计计算加以避免。
1 2
M Vh0
1 m 2
m
M Vh0
广义剪跨比
2无腹筋简支梁斜截面的受剪破坏形态
斜截面受剪破坏的三种主要形态
(1)斜压破坏
m <1时,发生斜压破坏,多 数发生在剪力大而弯距小的 区段,以及梁腹很薄的T形 截面或工形截面梁内。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, 破坏是突然的。
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(2)斜压破坏 A:当剪跨比较小(λ<1)时 B:此破坏系由梁中主压应力所致,类似于正截面承载
力中的超筋破坏,表现为混凝土压碎,也呈明显脆性,但不 如斜拉破坏明显。
C:这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段,以及梁 腹板很薄的T形截面或工字形截面梁内。破坏时,混凝土被 腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而被压坏,破坏是突然发 生。
1、箍筋 为了防止梁沿斜裂缝破坏,应使梁配置必要的箍筋。
2、斜钢筋(弯起钢筋 ) 一般由梁内的纵筋弯起而形成,称为弯起钢筋。
3、钢筋骨架 箍筋、纵筋和架立钢筋绑扎(或焊)在一起,形成钢筋骨
架,使各种钢筋得以在施工时维持正确的位置。 4、腹筋
箍筋、弯起钢筋(或斜筋)统称为腹筋。
有腹筋梁:箍筋、弯筋、纵筋
h h0
a
b
As
钢筋混凝 土受弯构
件受力
问题的提出
弯矩 剪力
正截面 斜截面
问题的提出
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还有可能在剪力和弯矩共同作用的支 座附近区段内,会沿着斜向裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面 受弯破坏。
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,即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。
腹剪斜裂缝是由剪弯区段截面 下边缘的垂直裂缝发展而成,下宽 上细,随着荷载的增加向集中荷载 作用点延伸。
弯剪斜裂缝
max
6My bh2
max
3Q 2bh
3、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态
(1)斜拉破坏 A:当剪跨比较大(λ>3)时 B:此破坏系由梁中主拉应力所致,斜裂缝一出现梁
即破坏,破坏呈明显脆性,类似于正截面承载力中的少 筋破坏。
M
2
l
Vh0 1 2 h0
剪跨比λ的理解 剪跨比λ反映了截面上正应力σ和剪应力τ的相对比
值,在一定程度上也反映了截面上弯矩与剪力的相对比值。 它直接影响着斜截面受剪承载力和斜截面受剪破坏形态。
1M
bh02
2V
bh0
max
6My bh2
max
3 2
Q bh
1 M 1 2 Vh0 2
1、无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态
(1)在中和轴附近, 正应力小,剪应力大, 主拉应力方向大致为 450。
(2)在剪弯区段截面 的下边缘,主拉应力 还是接近水平方向的。
主应力的作用方向与梁轴线的夹角α:逆时针为正 剪应力:绕单元体或其局部顺时针转动为正 正应力:拉为正
tg2 2
1、无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态
2 1 3
2、无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态
斜裂缝是因梁中弯矩和剪力产生的主应变超过混 凝土的极限拉应变而出现的。
斜裂缝主要有两类:腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。
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,拉应变达到混凝土的极限 拉应变值时,混凝土开裂,沿主压应力迹线产生腹部的 斜裂缝,称为腹剪斜裂缝。
(3)剪压破坏 A:当剪跨比一般(1<λ<3)时 B:此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所
致,类似于正截面承载力中的适筋破坏,也属脆性破坏,但 脆性不如前两种破坏明显。
C:其破坏的特征通常是,在剪弯区段的受拉区边缘先 出现一些垂直裂缝,它们沿竖向延伸一小段长度后,就斜向 延伸形成一些斜裂缝,而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜 裂缝,称为临界斜裂缝,临界斜裂缝出现后迅速延伸,使斜 截面剪压区的高度缩小,最后导致剪压区的混凝土破坏,使 斜截面丧失承载力。
如图为三种破坏形态的 荷载挠度(F-f)曲线图,从 F0 图中曲线可见,各种破坏形 态的斜截面承载力各不相同, 斜压破坏时最大,其次为剪 压,斜拉最小。它们在达到 峰值荷载时,跨中挠度都不 大,破坏后荷载都会迅速下 降,表明它们都属脆性破坏 类型,而其中尤以斜拉破坏 为甚。
主拉应力: 主压应力:
tp / 2 2/ 4 2 cp / 2 2/ 4 2
主应力的作用方向与梁轴线的夹角α(逆时针为正):
tg2 2
1、无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态
2
1
3
在这些曲线上 任意一点处的 切线的方向就 是在该点处的 主应力的方向, 这种曲线叫做 主应力轨迹线 (简称主应力 迹线)。
(1)工程设计中,斜截面受剪承载力是由计算来满足的。 (2)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。
主应力、正应力及剪应力
主应力、正应力及剪应力
z
Myz Iy
Iz
bh3 12
max
6My bh2
主应力、正应力及剪应力
第五章 受弯构件的斜截面 承载力
受弯构件斜截面的受力特点与破坏形态 斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围 斜截面受剪承载力设计计算与应用
正截面与斜截面?
一、受弯构件斜截面的 受力特点与破坏形态
(一)基本概念 (二)无腹筋梁斜截面的受力特点与破坏形态 (三)有腹筋梁斜截面的受力特点与破坏形态
(一)基本概念
架立钢筋
箍筋
弯终点
s s Asv
架立筋
..
····
h0 .... 箍筋
弯起点 as
纵筋
弯起筋 b
弯起钢筋
纵向受力钢筋
(一)基本概念
腹剪斜裂缝首先出现在中和轴
附近,中间宽两头细,呈枣核形, 常见于薄腹梁中,随着荷载的增加 向支座和集中荷载作用点延伸。
腹剪斜裂缝
在剪弯区段截面的下边缘,正应力大,剪应力小, 主拉应力还是接近水平方向的。所以,在这些区段仍可 能首先出一些较短的垂直裂缝,然后延伸成斜裂缝,这 种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体,称为弯剪斜裂 缝。
(二)无腹筋梁斜截面 的受力特点与破坏形态
1、无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态 2、无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态 3、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态
1、无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态
当荷载较小,梁处于弹性工作阶段,可将钢 筋混凝土梁视为一匀质弹性体,任一点的主拉应 力和主压应力可按材料力学公式计算:
梁
无腹筋梁:纵筋
5、剪跨
集中力到临近支座的距离a 6、剪跨比λ (1)计算剪跨比
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 。
(2)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)。
A:承受集中荷载时
M a
Vh0 h0
B:承受均布荷载时,设βl为计算截面离支座的距离,则