(新)第5章：钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算

第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力混凝土结构基本原理教师：张茂雨

本章重点 了解斜截面破坏的主要形态及影响因素； 掌握建筑工程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

及构造要求； 掌握桥涵工程中受弯构件斜截面承载力的 计算方法及构造要求。

1.概 述弯剪段(本章研究的主要内容)h

Pb

P

弯筋

箍筋

统称腹筋：帮助混凝土梁抵御剪力

Asv1

s1 纵筋Q图

有腹筋梁----既有纵筋 又有腹筋无腹筋梁----只有纵筋 无腹筋

Asv nAsv1

箍筋肢数 M图

1.1 斜截面破坏机理

由材料力学可知：

tp cp

2

24

2

…5-1

1 2 arctan( ) 2

…5-2

1.1 斜截面破坏机理当 tpmax>ft时， 2 tp 2 2 4

2 cp 2 2 4

梁的剪弯段开裂，出现斜裂 缝

A

My I0

根据a的不同(M和V比值不同)

VS bI0裂缝可能由截面中部开始出现(腹剪斜裂缝) 裂缝可能由截面底部开始出现(弯剪斜裂缝)

1.2剪跨比

影响斜截面承载力的主要因素 M Vh 0

定义：

…5-3

a

P l

P a

当为右图所示的 对称荷载时：P

P

M Pa Pa a Vh0 Vh0 Ph0 h0

…5-4

1.2腹筋配筋率

影响斜截面承载力的主要因素0.40.3 0.2

V f c bh0

材料的强度等级

纵筋配筋率其他 a.截面形状 c.梁的连续性

0.1

0 1 2 3

斜 压

4

5

剪 压

斜 拉

b.预应力 d.尺寸效应

1.3 斜截面的主要破坏型态斜压破坏产生条件: λ <1或腹筋多、腹板薄。

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。 脆性破坏

1.3 斜截面的主要破坏型态剪压破坏产生条件： 1≤λ≤3且腹筋量适中。 破坏特点： 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。 脆性破坏

1.3 斜截面的主要破坏型态斜拉破坏产生条件:

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。 脆性破坏

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： …5-5 V≤Vu M≤Mu我国规范规定:式(5-5)通过计算满足; 式(5-6)用构造措施保证。 …5-6

2. 斜截面设计方法2.1 矩形、T形和I形截面受弯构件

Y

0

V Vc Vsv Vsb

Vcs Vsb

2.1 矩形、T形和I形截面受弯构件

Vc

考虑无腹筋构件

V Vc Vsv Vsb

Vc c h

f t bh0反映剪跨比 影响反映纵筋配 筋率影响 反映截面尺 寸影响

0.7 c 1.75 1

均布荷载

集中荷载

忽 略 掉

2.1 矩形、T形和I形截面受弯构件

Vsv

考虑箍筋作用

V Vc Vsv Vsb裂缝与水平方 向大致夹角

Vsv f yv Asv

f yv Asv

' h0 a s

s

ctg

Asv 1.25 f yv s h0 均布荷载 f Asv h 集中荷载 新规范去掉此系数 yv s 0

2.1 矩形、T形和I形截面受弯构件

Vvb

考虑弯筋作用

V Vc Vsv Vsb

Vsb 0.8 f y Asb sin ??弯筋与水平方 向的夹角

2.1 矩形、T形和I形截面受弯构件1 2 一般情况V 0.7 f t bh0 1.25 f yv Asv h0 0.8 f y Asb sin s

集中荷载下的独立梁

Asv 1.75 V f t bh0 f yv h0 0.8 f y Asb sin 1 sAsv ——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积: Asv =n Asv1 ,

A 此处，n为在同一截面内箍筋的肢数， sv1 为单肢箍面积；

S ——沿构件长度方向的箍筋间距；λ ——计算截面的剪跨比，可取λ =a/h0, a为集中荷载作用点至支 座或节点的距离；当λ <1.5时，取λ =1.5; 当λ >3时，取 λ =3。

3. 公式适用范围 为了防止斜压破坏，要求： 当 hw / b 4 时 当 hw / b 6 时 适剪压破坏

V 0.25 c f c bh0V 0.2 c f c bh0

…5-9 …5-10

当 hw / b 4 ~ 6 时

V 0.025(14 hw / b) c f c bh0

…5-11

c ——混凝土强度影响系数，当 fcu,k C50时，取 c =1.0; 当混凝土强度等级为C80时，取 c =0.8;其间按线性内插法取用。

3. 公式适用范围

hw

——截面的腹板高度，按下图确定：

hw

hw

hw

3. 公式适用范围 为了防止斜拉破坏，要求： ①箍筋的间距应满足表5-1要求： 表5-1

梁高h/ mm150<h≤300 300<h≤500 500<h≤800 h>800

V>0.7ftbh0150 200 250 300

V≤0.7ftbh0200 300 350 600