混凝土结构设计基本原理-第4章-钢筋混凝讲义土受弯构件斜截面承载力计算

纵筋
M图
箍筋总面积
单肢箍面积
Asv nAsv1
箍筋肢数
V图
混凝土结构设计基本原理
第四章
第二节 无腹筋简支梁斜裂缝的形成
一、斜裂缝形成前的应力状态
P
...1
2 A1
31
a
2
1
3
P
a
tp cp >45° 45° <45°
lp
2
2 2
4
cp
2
2 2
4
h0 h As
A
M y0
I0
b
（E-1）As
M bh02 V bh0
1 2
M Vh0
对于集中荷载的简支梁
广义剪跨比
计算剪跨比
M a 剪跨比
Vh0 h0
反映截面上弯曲正应力与剪应力的比值。
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。
VS0
bI0
纯弯段 0
12arctan2
弯剪段 中和轴以上 中和轴 中和轴以下
45 45
45
混凝土结构设计基本原理
第四章
当 max lp
ft
时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝
裂缝可能由截面底部开始出现（弯剪斜裂缝）
裂缝可能由截面中部开始出现（腹剪斜裂缝）
弯剪斜裂缝
腹剪斜裂缝
适用条件，防止斜压和斜拉破坏的措施；
➢ 熟悉构造要求。
交 作 业！
混凝土结构设计基本原理
第一节 概 述
第四章
h s
b
Asv1
正截面受弯破坏
斜截面受剪破坏 斜截面受弯破坏
弯剪段（本章研究的主要内容）
弯筋
P
P
箍筋
统称腹筋----帮助混凝土 梁抵御剪力
有腹筋梁----既有纵筋又有腹筋 无腹筋梁----只有纵筋无腹筋
➢ 受剪面积减小，受压区混凝土剪 应力、压应力显著增大（剪压区）
E
C
E
Va Asr0h0
MC Asr0h0
➢ 截面E处的钢筋应力 s 取决于临界斜裂缝 顶点截面C处的弯距 M C ，即与 M C 成正比， 纵筋应力增大。
混凝土结构设计基本原理
第四章
第三节 无腹筋梁的破坏形态
一、剪跨比
1 2
此处加标题
混凝土结构设计基本 原理-第4章-钢筋混凝 土受弯构件斜截面承 载力计算
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第四章 钢筋混凝土受弯构件 斜截面承载力计算
混凝土结构设计基本原理
本章重点
第四章
➢ 了解受弯构件斜裂缝形成前后的应力状态； ➢ 斜截面破坏的主要形态及特点； ➢ 影响斜截面受剪承载力的主要因素； ➢ 掌握受弯构件斜截面承载力的计算公式及
2. 主拉应力产生的极限拉应变超过混凝土的极限拉应变； 3. 斜截面受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度。
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第四章
2. 剪压破坏
产生条件 13
破坏特点
1. 受拉边缘先裂，形成弯剪斜裂缝，几条弯剪斜裂缝形成 一条主要的斜裂缝（临界斜裂缝）；临界斜裂缝开展， 梁上部混凝土剪压区减小，最终由于混凝土被压酥而破 坏；
破坏的大
斜压破坏
1
箍筋过多或梁 腹过薄
支座处形成斜 向短柱压坏
脆性破坏
抗剪能力比剪 压破坏的大
混凝土结构设计基本原理
有腹筋梁斜截面剪压破坏试验
第四章
混凝土结构设计基本原理
第四章
第四节 影响斜截面受剪承载力的主要因素
1. 剪跨比
➢ 斜拉破坏 ➢ 剪压破坏 ➢ 斜压破坏
➢ 剪跨比越大，受剪承载力越低。 ➢ 当剪跨比大于3时，剪跨比的影响不 明显。 V
腹部混凝土分割成几个倾斜的受压柱体，最后受压柱 体混凝土被压碎，形成斜压破坏。
混凝土结构设计基本原理
梁斜截面破坏的主要形态
第四章
• 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。
混凝土结构设计基本原理
混凝土结构设计基本原理
第四章
二、沿斜截面破坏的主要形态
（一）无腹筋梁斜截面破坏的主要形态
取决于剪跨比
➢ 斜拉破坏
➢ 剪压破坏
➢ 斜压破坏
的大小
斜拉破坏试验 剪压破坏试验 斜压破坏试验
剪跨比的大小对主压应力的影响
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第四章
1. 斜拉破坏
产生条件 破坏特点
3
1. 受拉边缘一旦出现斜裂缝便迅速延伸至集中荷载作用 点，使梁沿斜向拉裂成两部分而突然破坏；
c
压力 C
c
骨料咬合力 V i
X 0 Cc Ts Y 0 Vc V M 0 Tsr0h0 Va
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第四章
斜裂缝出现前
E
➢ 剪力由整个截面承受
Ts
Vs
➢ 弯剪段某截面（如图E截面）的钢 Vu
筋应力 s 与该截面的弯距 M E 成正比
ME
Vc Cc
C
h0
Vi
MC
斜裂缝出现后
2. 破坏是由于梁上部剪压区混凝土在剪应力、水平向压应 力以及集中荷载作用点处竖向压应力共同作用造成；
3. 斜截面受剪承载力高于斜拉破坏。
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第四章
3. 斜压破坏
产生条件 破坏特点
1
1. 在支座反力和荷载作用下，梁腹部出现斜裂缝，然后 向支座和荷载作用点延伸，随荷载增加，斜裂缝将梁
第四章
（二）有腹筋梁斜截面破坏的主要形态
取决于箍筋的配置数量
➢ 斜拉破坏 ➢ 剪压破坏 ➢ 斜压破坏
1. 斜拉破坏 限制最小配箍率
产生条件 2. 剪压破坏
3 ，且箍筋配置数量过少
计算确定腹筋的配置数量
产生条件 箍筋配置数量适当
3. 斜压破坏 限制截面最小尺寸
产生条件
1、箍筋配置数量过多，箍筋不屈服 2、梁腹过薄
下宽上窄 最常见
中间宽两头小 常见于薄腹梁
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第四章
斜裂缝由主拉应力造成； 斜裂缝的方向与主拉应力迹线垂直；
箍筋 弯起钢筋
腹筋
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二、斜裂缝形成后的应力状态
第四章
E
Ts Vs
Vu
Vc Cc
C
h0
Vi
荷载产生的剪力 V
裂缝上端混凝土承受的剪力 V
纵筋拉力 T s 纵筋销栓力 V s
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第四章
梁沿斜截面剪切破坏的主要形态及其特点
主要破坏形态
斜拉破坏
无腹 产生 筋梁
3
条件
有腹 筋梁
箍筋过少，且 3
破坏特点
沿斜裂缝上、下突然 拉裂
破坏类型
脆性破坏
破坏荷载只稍高于斜 截面抗剪能力 裂缝出现时的荷载，
固抗剪能力最低
剪压破坏
13
箍筋适量
剪压区压碎
脆性破坏 破坏荷载比斜裂 缝出现时的大， 抗剪能力比斜拉
f c bh 0
0.4
0.3
0.2来自百度文库
图4－8
0.1
0
1
斜压
2
3
剪压
4
5
斜拉
2. 混凝土强度等级
混凝土强度等级与受剪承载力 大致为线性关系。
图4－9
混凝土结构设计基本原理
3.配箍率 s v 和箍筋强度 f s v