第五章：钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算讲解材料

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• （1）对矩形、T形和Ⅰ形截面的一般受弯构件，受剪承载力设计值可按下列公式计算：
Vc 0.7ftbh0
b——矩形截面的宽度或T形截面和Ⅰ形截面的腹板宽度。
• （2）集中荷载作用下的矩形、T形和Ⅰ形截面独
立梁（包括作用有多种荷载，且集中荷载在支座
截面所产生的剪力值占总剪力值的75％以上的情
混凝土结构设计原理
第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力
研制单位：湖南大学
高等教育出版社高等教育电子音像出版社
混凝土结构设计原理
第5章
本章重点
➢ 了解斜截面破坏的主要形态及影响因素； ➢ 掌握受弯构件斜截面承载力的计算方法及防止斜压和斜拉破坏的措施；
➢ 了解材料抵抗弯矩图的画法； ➢ 掌握深受弯构件斜截面承载力计算方法
sv,m ax
剪压
下一章
sv,m in
帮助
斜拉
0
1
3
斜截面破坏形态分区示意图
• 受剪破坏均属于脆性破坏，其中斜拉破坏最明显，斜压破坏次之，剪压破坏稍好。
5. 2. 3 斜裂缝形成后的应力状态及破坏分析
剪力V由几部分承担：（1）剪压区剪力VC
（2）骨料咬合力分力Vay （3）纵筋销栓力Vd
• 当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时，就会出现与主拉应力迹线大致垂直的裂缝。
• 抵抗主拉应力的钢筋：
腹筋弯起钢筋箍筋
弯起钢筋
弯起钢筋可利用正截面受弯的纵向钢筋直接弯起而成。弯起钢筋的方向可与主拉应力方向一致，能较好地起到提高斜截面承载力的作用，但因其传力较为集中，有可能引起弯起处混凝土的劈裂裂缝。在设计中，首先选用竖直箍筋，然后再考虑采用弯起钢筋。选用的弯筋位置不宜在梁侧边缘，且直径不宜过粗。
产生条件
λ>3且腹筋量少。破坏特点
受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展，构件很快破坏。
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混凝土结构设计原理
第5章
小结 •斜拉：抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度
• 剪压：抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应力下的抗压强度
•卸压：抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度
sv
斜压
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2
M2 VBh0
VBa2 VBh0
a2 h0
1. 剪跨比的对斜截面破坏的影响
混凝土结构设计原理
第5章
2.腹筋（箍筋和弯起钢筋）配筋率
(a)
(b) 弯终点 s s
A sv
弯起点
架立筋
as h0
箍筋
弯起筋 b
纵筋
腹筋的数量增多时，斜截面的承载能力增大。
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（3）混凝土强度
Vu f tb 0 h
（4）加载方式
2.0 1.5 1.0 0.5
01 234 s/%
(a) 集中荷载
4.0 3.0 2.0 1.0
01 234 s/%
(b )均布荷载
2
5
l0/ h = l0/ h = 9
l0/ h =
Vu f tb 0 h
• （5）纵筋配筋率
在其他条件相同时，纵向钢筋率越大，斜截面承载力也越大，二者大致呈线性关系。配筋率影响剪压区高度、斜裂缝开展抑制程度、斜裂面间骨料咬合作用、纵筋销栓力。
应力状态发生变化：（1）剪压区剪应力和压应力明显增大（2）与斜裂缝相交的纵筋应力突然增大
破坏时的受力模型： ——拉杆—拱结构
混凝土结构设计原理
第5章
5.1.4 防止斜截面破坏的承载力条件
斜截面上有剪力，也有弯矩。为了防止斜截面破坏，要求：
V
≤
V u
…5-5
M ≤ Mu
…5-6
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在受弯构件的剪弯区段，在M、V作用下，有可能发生斜截面破坏。
斜截面破坏：斜截面受剪破坏——通过抗剪计算来满足受剪承载力要求；斜截面受弯破坏——通过满足构造要求来保证受弯承载力
要求。
在设计受弯构件时，应避免使其产生斜截面受剪破坏。因此，设计中采用“强剪弱弯”的概念
5.2.6 无腹筋梁受剪承载力计算公式
破坏特点
中和轴附近出现斜裂缝，然后向支座和荷载作用点延伸，破坏时在支座与荷载作用点之间形成多条斜裂缝，斜裂缝间混凝土突然压碎，腹筋不屈服。
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混凝土结构设计原理 2. 剪压破坏
3. 斜拉破坏
第5章
产生条件 1≤λ≤3且腹筋量适中。
破坏特点
主页
受拉区边缘先开裂，然后向受压区延伸。破坏时，与临界斜裂缝相交的腹筋屈服，受压区混凝土随后被压碎。
混凝土结构设计原理
第5章
6.截面形状
T形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（20%）；但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高，因为斜压破坏主要发生在腹板中。
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帮助
7. 截面尺寸及尺寸效应
梁截面尺寸增大，抗剪承载力提高，但对于无腹筋梁，高度很大时，撕裂裂缝较明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也较大，骨料咬合作用削弱。受剪承载力降低。对于高度较大的梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。
➢8：预应力； ➢9：梁的连续性；
混凝土结构设计原理
第7章
5.1.3 斜截面的主要破坏型态
aa a F F F F
剪跨比：
MPaPaa
V0h V0h P0h h0
a FF
斜拉破坏
aF
F
剪压破坏
aF
F
斜压破坏
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混凝土结构设计原理 1. 斜压破坏
第5章
主页
目录
产生条件 λ <1或腹筋多、腹板薄。
况），受剪承载力设计值应按下列公式计算:
a h0
Vc
1.75
1.0
ftbh0
，当λ＜l.5时，取λ = 1.5，当λ＞3
时，取λ=3 。α为集中荷载作用点到支座或节点边
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第5章
5.1.2 影响斜截面承载力的主要因素
1. 剪跨比
定义：
当为右图所示的对称荷载时：
M Vh 0
…5-3
aP
Pa
l
P
P
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• 广义剪跨比：
M Vh 0
• 集中荷载下的简支梁，
计算剪跨比为：
a h0
1
M1 VAh0
VAa1 VAh0
a1 h0
及构造要求。
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混凝土结构设计原理
第5章
§5.1 概述 5.1.1 斜截面破坏机理
主页目录上一章下一章帮助5.1.1 斜截面开裂前来自应力分析My 0 I0
VS 0
I 0b
tp21 2 242
cp21 2 242
1arctan2()
2
5.1.2 斜裂缝的形成