建筑结构 上册 —混凝土结构部分 张玉敏第5章 受弯构件斜截面承载力计算.pptx

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1、第五章受弯构件斜截面承载力计算主要内容5.1概述5.2剪跨比及斜截面受剪破坏形态5.3斜截面受剪承载力的计算公式及适用范围5.4受弯构件纵向钢筋的构造要求5.1概述构件在跨中正截面抗弯承载力有保证的情况下，有可能在剪力和弯矩的共同作用下，在支座附近区段发生斜截面破坏（或称为剪切破坏）。5.1概述各点主拉应力方向连成的曲线即为主拉应力轨迹线，如图5-2中所示实线；图中虚线则为主压应力轨迹线。主拉应力轨迹线与主压应力轨迹线是正交的。图5-2梁的主应力轨迹线5.1概述梁的斜裂缝形成主要有两种：一种是因受弯正截

2、面拉应力较大，梁底先出现垂直弯曲裂缝，然后向上沿主压应力轨迹线发展，形成弯剪斜裂缝，如图5-3（a）所示；另一种斜裂缝通长出现在梁腹部剪应力较大处，由于梁腹主拉应力σtp超过混凝土抗拉强度ft而开裂，然后分别向上、向下沿主压应力轨迹线发展，形成腹剪斜裂缝，如图5-3（b）所示。图5-3斜裂缝的形成（a）弯剪斜裂缝（b）腹剪斜裂缝5.1概述腹筋包括箍筋和弯起钢筋。在施工时，箍筋和梁的纵向钢筋绑扎（或焊接）形成钢筋骨架，以保证各种钢筋的正确位置。箍筋在斜截面抗剪中起非常重要的作用，密集配置的箍筋还可以约束混

3、凝土，提高混凝土的强度和延性（这在抗震设计中尤为重要）。当梁承受的剪力较大时，在优先采用箍筋的前提下，还可将梁内按正截面受弯计算配置的一部分纵向钢筋弯起以承担部分剪力，这种钢筋称为弯起钢筋。配置了箍筋、弯起钢筋和纵筋的梁称为有腹筋梁，仅有纵筋而未配置腹筋的梁称为无腹筋梁。由腹筋、纵筋以及架立筋构成的钢筋骨架及配筋示意图如图所示。5.2剪跨比及斜截面受剪破坏形态5.2.1剪跨比广义剪跨比集中荷载作用下的简支梁，集中荷载作用截面的剪跨比为：a—集中荷载作用点至支座的距离，称为剪跨。5.2剪跨比及斜截面受剪破

4、坏形态5.2.2无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态图5-5斜截面受剪破坏形态（a）斜压破坏（b）斜拉破坏（c）剪压破坏1斜压破坏（λ<1）当集中荷载作用点至支座较近时，剪跨比很小，拱作用很大。斜裂缝出现后，梁转变为拱形式，荷载主要通过拱作用直接传递到支座。主压应力方向与支座和荷载作用点的连线基本一致，拱体如同斜向受压短柱，如图5-5(a)所示。最后拱体混凝土在斜向压应力的作用下受压破坏，呈受压脆性破坏的特性。斜压破坏主要依靠拱机构传递剪力，因此受剪承载力主要取决于混凝土的抗压强度。5.2剪跨比及斜截面受剪

5、破坏形态5.2.2无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态3剪压破坏（1<λ<3）当剪跨比1<λ<3时，由于剪跨比适中，有一定拱作用。斜裂缝出现后，部分荷载通过拱作用传递到支座，承载力没有很快丧失。随着荷载继续增加，剪弯段还会出现一些其他斜裂缝。当荷载增大到一定程度时，其中一条形成临界斜裂缝。这条临界斜裂缝虽向斜上方伸展，但仍能保留—定的压区混凝土截面而不裂通，直到斜裂缝顶端处混凝土在剪应力和压应力共同作用下，达到混凝土的复合受力下的强度而破坏，破坏时也同样为脆性，如图5-5(b)所示。临界斜裂缝出现后，梁机构

6、剪力传递失效，剪力传递主要依靠拉杆-拱机构。由于梁的最后破坏是因为临界斜裂缝迅速发展引起的，因此剪压破坏的承载力在很大程度上取决于混凝土的抗拉强度，也部分取决于斜裂缝顶端剪压区混凝土的复合（剪压）受力强度，介于斜拉破坏和斜压破坏之间。2斜拉破坏（λ>3）当剪跨比很大时，也较大，主压应力角度较小，因此拱作用较小。剪力主要依靠（梁机构）传递到支座，斜裂缝一出现就很快形成临界斜裂缝，整个构件被斜拉为两部分，剪力传递路线被切断，承载力急剧下降，脆性性质显著，属于受拉脆性破坏，如图5-5(c)所示。破坏是由于混凝

7、土（斜向）拉坏引起的，称为斜拉破坏，因此斜拉机构的承载力主要取决于混凝土的抗拉强度。5.2剪跨比及斜截面受剪破坏形态5.2.2无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态各种破坏形态的斜截面承载力各不相同，斜拉破坏最低，剪压破坏较高，斜压破坏最高。均属于无预兆的脆性破坏。5.2剪跨比及斜截面受剪破坏形态5.2.3有腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态有腹筋梁的破坏形态不仅与剪跨比λ有关，还与梁的配箍率ρsv有关。配箍率是指混凝土单位水平截面面积上的箍筋截面面积。5.2剪跨比及斜截面受剪破坏形态5.2.3有腹筋梁斜截面受剪

8、破坏的主要形态有腹筋梁的斜截面受剪破坏，其主要形态也可分为斜压破坏、斜拉破坏和剪压破坏三种。1配箍率ρsv很少如果箍筋数量配置很少，不足以承担沿斜裂缝截面的拉应力，当斜裂缝一出现时，原来由混凝土承担的拉力转由箍筋承受，箍筋就达到屈服，不能限制斜裂缝开展，破坏性质同无腹筋梁。当剪跨比较大时，产生斜拉破坏。2配箍率ρsv适量如果箍筋数量配置适量，斜裂缝出现时，与斜裂缝相交的箍筋不会立即屈服，由于箍筋的受力，限制了斜裂缝的开展，荷载可以继续增加，