3.受弯构件斜截面抗剪承载力计算(1)(ppt文档)

斜裂缝出现后，梁内的应力状态重新分布， 有两个显著变化：
全截面抵抗
剪压面或剪压区截面抵抗，
剪压区的正应力和剪应力显著增大；
截面BB处的纵筋拉应力则由截面AA处弯矩MA决定，
钢筋应力' 也是显著增大。
'
'
'
'
'
x 0 Y 0 M 0
Dc Ts VA VC VA a Ts z
4.3 受弯构件的斜截面抗剪承载力
4.3.1 斜截面抗剪承载力计算的基本公式及适 用条件
Vu Vc Vsv Vsb
弯筋的抗剪承载力
Vu Vcs Vsb
混凝土与箍筋共同的抗剪承载力
《公路桥规》斜截面抗剪承载力的计算式
公式中抗剪承载力有2部分组成 半经验半理论公式，使用时必须按规定的单位
由上述有腹筋梁的抗剪机理分析可见，配置箍筋是提高梁 抗剪承载力的有效措施。
弯起钢筋或斜筋只有与临界斜裂缝相交后才能发挥作用， 可以提高梁的抗剪承载力。
弯筋不宜单独使用，而总是与箍筋联合使用。
4.2 影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素
1) 剪跨比
剪跨比m是影响受弯构件斜截面破坏形态和抗剪能力的主要 因素。剪跨比m实质上反映了梁内正应力σ与剪应力τ的相对比值。
无腹筋梁受力机理：拱机理
设拉杆的拱结构
拱模型 可看作是一个设拉杆的拱结构，
斜裂缝顶部的残余截面为拱顶， 纵筋为拉杆，拱顶至支座间的斜 面向受压混凝土为拱体。
拱破坏 当拱顶的强度或Leabharlann Baidu体的抗压强
度不足时，就会发生梁的截面破 坏。这就是无腹筋梁沿斜截面破 坏的拱机理。
拱机理示意图
4.1.2 斜截面受剪破坏的三种主要形态
等高度简支梁腹筋的初步设计
已知：计算跨径l，截面尺寸b、h、h0，材料强度fcu,k、 fsd 和 fsv 。
支座中心线
计
梁 跨
算
中
剪
梁中轴线
力
包
络
图
弯起钢筋承 受的剪力
混凝土与箍筋承受的剪力 l
×
等高度简支梁腹筋的初步设计
1）验算截面尺寸是否满足要求
第四章 受弯构件的斜截面承载力
东南大学交通学院 吴文清
第4章 受弯构件的斜截面承载力
本章要求内容
受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态 影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素 斜截面抗剪承载力的计算公式与适用范围 斜截面抗剪承载力计算方法和步骤 保证斜截面抗弯承载力的构造措施 全梁承载能力校核与构造要求
配箍sv 量一bA般Ssvv用配箍率（As又v 称 箍na筋sv配筋率）ρ sv表示，即
下课
4.3 受弯构件的斜截面抗剪承载力
钢筋混凝土梁沿斜截面的主要破坏形态有斜压破 坏、斜拉破坏和剪压破坏等。
在设计时，对于斜压和斜拉破坏，一般是采用截 面限制条件和一定的构造措施予以避免。
对于常见的剪压破坏形态，梁的斜截面抗剪能力 变化幅度较大，故必须进行斜截面抗剪承载能力 的计算。《公路桥规》的基本公式就是针对这种 破坏形态的受力特征而建立的。
1)斜拉破坏：当加载截面剪跨比较 大(m>3)时，或箍筋配置不足时出现。
以单个集中荷载加载为例
2)斜压破坏：当剪跨比较小(m<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。
3)剪压破坏：当剪跨比一般(1<m<3)时，箍筋配置适中时出 现。此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致。
2) 混凝土抗压强度fcu
斜截面破坏是因混凝土到达极限强度而发生的，故斜截面 受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。
3） 纵向钢筋配筋率
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都有着积极的影响。
代入数值 公式适用条件
公式适用条件
1）上限值——截面最小尺寸，防止斜压破 坏
2）下限值——按构造要求配置箍筋，防止 斜拉破坏
有关按构造要求配置箍筋的事项，参见本章第4.5.2节。
4.3.2 等高度简支梁腹筋的初步设计
根据梁斜截面抗剪承载力要求配置箍筋、初 步确定弯起钢筋的数量及弯起位置 。
剪跨比m: P
剪跨比是一个无量纲常数，用 m M 来表示， Vh0
此处 M 和 V 分别为剪弯区段中某个竖直截面
的弯矩和剪力， h0 为截面有效高度。
a
P a
h0 h As b
广义剪跨比
狭义（计算）剪跨比
m

M Vh0
VaVh0

a h0
反映了集中力作用截面处弯矩M和剪力V的比例关系
无腹筋梁的斜截面三种受剪破坏形态 斜拉破坏、斜压破坏和剪压破坏
（2）降低拱顶剪压区的应力状态
• 腹筋 将拱体II、III传递过来的主压应力，传到基本拱体I上断面尺寸较 大的还有潜力的部位上去，这就减轻了基本拱体I拱顶处所承压的应 力，从而提高了梁的抗剪承载力；
（3）抑制斜裂缝的宽度
• 腹筋能有效地减小斜裂缝开展宽度，从而提高了斜截面上混凝土骨料 咬合力。
临界斜裂缝 (Critical oblique crack)
注意：不同剪跨比无腹筋简支梁的破坏形态虽有不同，但荷
载达到峰值时梁的跨中挠度都不大，而且破坏较突然，均属于脆 性破坏，而其中斜拉破坏最为明显。
4.1.3 有腹筋简支梁斜裂缝出现后的受力状态
破坏机理
拱形桁架模型
在斜裂缝出现后受力特点，类似于桁架
在拱形桁架模型中，基本拱体I视为拱形桁架的 上弦压杆，拱体II、III是受压腹杆，纵向钢筋 是下弦拉杆，箍筋等腹筋是受拉腹杆。
箍筋的三个作用(P79)
在斜裂缝出现后，腹筋的作用表现在： （1）提高纵筋的销栓作用
• 把小拱体II、III向上拉住（图4-5b），使沿纵向钢筋的撕裂裂缝不发 生，从而使纵筋的销栓作用得以发挥，这样，小拱体II、III就能更多 地传递主压应力；
4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态
4.1.1 无腹筋简支梁斜裂缝出现前后的受力状态
h
b
asv
弯剪段（本章研究的主要内容）
P
弯筋
P
箍筋
统称腹筋----帮助混凝土 梁抵御剪力
s 纵筋
有腹筋梁----既有纵筋又有腹筋 无腹筋梁----只有纵筋无腹筋
4.1.1 无腹筋简支梁斜裂缝出现前后的受力状态 无腹筋梁主应力轨迹线