受弯构件斜截面计算

受弯构件斜截面计算
➢加强纵筋的销栓作用
➢限制裂缝的发展，增加了剪压区高度
➢把Ⅱ、Ⅲ拱体上的压应力传到Ⅰ上，减轻了剪 压区的应力
➢有效减少斜裂缝开展宽度，提高了斜截面上骨 料的咬合力
弯起筋应与主拉应力方向一致作用较好，但易产生 劈裂裂缝，所以工程中，先考虑采用垂直箍筋，且 易于施工
22
二、 有腹筋梁沿斜截面破坏的形态及受弯构件斜截面计算 防止破坏措施
有腹筋梁沿斜截面的破坏形态除与剪跨比有关外，还 与箍筋数量有关。
B
Vs
Ts C
a
MB MA
M 0
Ts 0 h0 V a
3、梁内应力状态变化：
受弯构件斜截面计算
剪压区的 ， 明显增大
开裂前，VA由全截面承受；开裂后，VA为残余的 较小面积承受；同时VA和VC组成的力偶应由TS及Cc来
平衡，残余面上既受剪又受压
BB‘处钢筋应力突增
开裂前，BB‘处钢筋应力由MB决定；开裂后，BB处钢 筋应力由MA决定， MA > MB ，所以BB‘处钢筋应力
主要内容与基本要求
受弯构件斜截面计算
1．熟悉无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状 态。
2．掌握剪跨比的概念、无腹筋梁斜截面受 剪的三种破坏形态以及腹筋对斜截面受 剪破坏形态的影响。
3．熟练掌握矩形、T形和I字形等截面受弯 构件斜截面受剪承载力的计算模型、计 算方法及限制条件。
4．掌握受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的 弯起、截断及锚固等构造要求。
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。
腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣 核形，常见于薄腹梁中，如图所示。
腹剪斜裂缝
2、受力情况
受弯构件斜截面计算
现将梁沿斜裂缝AAB切开，取出斜裂缝顶点左边部分
斜裂缝的类型
弯剪斜裂缝 下宽上窄
最常见
腹剪斜裂缝 中间宽两头小
常见于薄腹梁
7
在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向 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，向集中荷载作用点发展， 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，这种裂缝上细下宽，是最常见的，如下图所 示。
17
受弯构件斜截面计算
➢斜压破坏：
1，由腹剪斜裂缝形成多条斜裂缝将弯剪区段分为 斜向短柱，最终短柱压坏。承载力取决于混凝土的抗压强 度。
aP
P
(c)
18
• 承载能力： 斜压>剪压>斜拉
•破坏性质： 斜截面受剪均属于脆性破坏。除发生以
上三种破坏形态外，还可能发生纵筋锚固破 坏(粘结裂缝、撕裂裂缝)或局部受压破坏。
2
2 2
4
cp
2
2 2
4
1 2
arctg
2
剪弯区段的主应力迹线如图所示。
主拉应力迹线
主拉应力迹线
图4-4 梁在开裂前的应力状态
受弯构件斜截面计算
二 、 无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态
1、斜裂缝的形成 成因：
• 由于弯剪区的主拉应力tp > ft时，即产生斜裂缝，
故其破坏面与梁轴斜交 ––– 称斜截面破坏。
...1
2 1
3
a) 1
tp
2
1
3
b)
cp >45°
45° c)
<45°
d)
剪弯型
腹剪型
4
在弯剪区段，由于M和V的存在产生正应力和剪应力。
My0
I0
Vs0
bI0
I0 S0 y0 ——换算截面特征值
将弯剪区段的典型微元进行应力分析，可以由，
求得主拉应力和主压应力，并可求得主应力方向。
tp
1
第四章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
§4-1 概述 §4-2 无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 §4-3 有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 §4-4 影响斜截面受剪承载力的主要因素 §4-5 斜截面受剪承载力计算 §4-6 构造要求
4.1 概述
受弯构件斜截面计算
剪弯段 纯弯段 剪弯段
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。
3
受弯构件斜截面计算
4.2 无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态
一、 无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态
如图所示，简支梁 在两个对称荷载作用下 产生的效应是弯矩和剪 力。在梁开裂前可将梁 视为匀质弹性体，按材 力公式分析。
脱离体。
P
P
D
B Aห้องสมุดไป่ตู้
A
C
B
(a)
D
B
A Vc Cc
C
Vi A
B
Vs
Ts C
γ0h0
VA
a
MB MA
10
纵向钢筋的销栓力
有：剪压区的Vc、Cc 及Vi、Vs、Ts。
忽略Vi、Vs，由平衡条件有：
D
斜裂缝两侧砼发生相对错动产
生的骨料咬合力
C
X 0
Cc Ts
V
Y 0
Vc V
B
A Vc Cc
Vi A γ0h0
突增。
最终随着荷载加大，斜裂缝形成，梁的受力有如一 拉杆拱的作用。
12
4、斜裂缝走向与剪力传力机理
受弯构件斜截面计算
I
ⅡⅢ
Ⅰ
13
受弯构件斜截面计算
三、 无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形式
1、剪跨比
❖ 定义
M
V ho
截面弯矩值与截面的剪力值和有效高度乘积之比
λ称为广义剪跨比，简称剪跨比。
λ：反映截面上M与V的比值，即σ与τ的比 值实际反映梁内正应力与剪应力的比值，而 σ与τ的大小决定了主拉应力的大小和方向， 从而影响截面破坏形态。
14
❖计算剪跨比
简支梁在集中荷载作用下集中荷载作用点 处的剪跨比
a
ho
a称为剪跨
M V a a
Vh0 V h0 h0
受弯构件斜截面计算
2、无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形式
无腹筋梁斜拉破坏试验 无腹筋梁剪压破坏试验 无腹筋梁斜压破坏试验
➢斜拉破坏
>3，一裂，即裂缝迅速向集中荷载作用点延伸，
一般形成一条斜裂缝将弯剪段拉坏。受剪承载力取决于混 凝土的抗拉强度。承载力与开裂荷载接近。
a
PP
(a)
16
受弯构件斜截面计算
➢剪压破坏
1<3 ，tpft开裂，其中某一条裂缝发展成为临界 斜裂缝，最终剪压区减小，在，共同作用下，主压应力 破坏。承载力取决于剪压区的高度及混凝土的抗压强度。
aP
P
(b)
受弯构件斜截面计算
4.3 有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 腹筋的形式：箍筋与斜筋
箍筋过少时斜截面破坏试验 箍筋适量时斜截面破坏试验 箍筋过多时斜截面破坏试验 剪跨比的对抗剪性能影响试验
20
受弯构件斜截面计算
一、 有腹筋梁斜裂缝出现后的受力特点
1、剪力传力机理（与无腹筋梁不同）
Ⅰ ⅡⅢ
21
2、腹筋的作用