受弯构件斜截面

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时间:2018-11-24

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1、第五章受弯构件斜截面受剪承载力计算5.1.1.斜裂缝破坏的应力分析图5-1主应力轨迹线如图5-1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。§5.1概述)))>45°45°<45°剪弯型腹剪型tpcp11213a)b)d)c)1...在弯剪区段,由于M和V的存在产生正应力和剪应力。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。…5-1…5-2主拉应力:主压应力:并可求得主应力方向。剪弯区段的主应力迹线如图5-1所示。主应力的

2、作用方向与梁轴线的夹角α1按下式确定: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。…5-35.1.2.斜裂缝的类型斜裂缝的类型腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝(b)弯剪斜裂缝(a)腹剪斜裂缝图5-2斜裂缝1、斜裂缝梁中受力状态图:现将梁沿斜裂缝AAB切开,取出斜裂缝顶点左边部分脱离体。AABBDC(a)BDCAACaVAVaVdTsDcVcMBMAPP图5-3梁中斜裂缝的受力变化2、应力状态变化分析:•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

3、的力偶应由TS及D来平衡,残余面上既受剪又受压--剪压区,且,明显增大。•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。5.1.3.斜截面配筋的形式梁中设置钢筋承担开裂后的拉力:箍筋、弯筋、纵筋、架立筋–––形成钢筋骨架,如图5-3所示。图5-3箍筋及弯起钢筋有腹筋梁:箍筋、弯起钢筋(斜筋)、纵筋无腹筋梁:纵筋····弯终点弯起点弯起筋纵筋箍筋架立筋ash0Asvssb......剪跨比反映了

4、截面上正应力和剪应力的相对比值,梁中弯矩和剪力的组合情况。5.2.1.无腹筋梁的受剪破坏形态剪跨比的定义广义剪跨比:计算剪跨比:…5-4…5-5混凝土第五章§5.2斜截面受剪破坏形态(b)内力图(a)裂缝示意图图5-4简支梁受力图(a)(b)…5-6对矩形截面梁,截面上的正应力σ和剪应力τ可表达为:故…5-7a1,a2——与梁支座形式、计算截面位置等有关的系数;λ——广义剪跨比。1、主应力迹线分布图图5-5剪跨比与主应力迹线分布由图可见,剪跨比与无腹筋梁的斜截面破坏形态有很重要的关系。2、破坏形态:aaPPaPPPP(a)

5、(b)(c)图5-6斜截面破坏形态(a)斜压破坏(b)剪压破坏(c)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。承载力与开裂荷载接近。1<3,tpft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。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。•斜拉破坏:•剪压破坏:•斜压破坏:3、破坏形态分析:4、承载能力:斜压>剪压>斜拉5、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

6、固破坏(粘结裂缝、撕裂裂缝)或局部受压破坏。图5-7斜截面破坏的F-f曲线6、影响无腹筋梁斜截面承载力的主要因素•剪跨比λ,在一定范围内,•混凝土强度等级•纵筋配筋率,抗剪承载力c,抗剪承载力,抗剪承载力5.2.2有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态1、配置箍筋抗剪裂缝出现后,形成桁架体系传力机构。=(a)单肢箍(b)双肢箍(c)四肢箍图5-8箍筋的肢数衡量配箍量大小的指标…5-8–––配箍率Asv1ssbAsv-配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积,见图5-9;Asv1-单肢箍筋的截面面积;图5-9配箍率n––箍筋的肢数,

7、一般取n=2,当b400mm时n=4,见图5-8。s—沿构件长度方向箍筋的间距;b—梁的宽度。2、有腹筋梁的破坏形态配箍率sv很低,或间距S较大且较大的时候;sv很大,或很小(1)斜向压碎,箍筋未屈服;配箍和剪跨比适中,破坏时箍筋受拉屈服,剪压区压碎,斜截面承载力随sv及fyv的增大而增大。•斜拉破坏:•斜压破坏:•剪压破坏:3、影响斜截面受剪承载力的主要因素1).剪跨比λ随着剪跨比λ的增加,梁的破坏形态按斜压(λ<1)、剪压(1<λ<3)和斜拉(λ>3)的顺序演变,其受剪承载力则逐步减弱。当λ>3时,剪跨

8、比的影响不明显。2).混凝土强度等级梁斜压破坏时,受剪承载力取决于混凝土的抗压强度;梁斜拉破坏时,受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度;剪压破坏时,混凝土强度的影响则居于上述两者之间。3).箍筋配筋率在图5-10中横坐标为配筋率ρsv与箍筋强度fyv的乘积,纵坐标VU/bh0称为名义剪应力,即所用在垂直截面

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