混凝土结构设计原理 5、受弯构件斜截面课件.ppt

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1、第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算§5.1概述§5.2建筑工程中受弯构件斜截面设计方法§5.3公路桥涵工程中受弯构件斜截面设计方法§5.1概述第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算5.1.1受弯构件斜截面受力与破坏分析1斜截面开裂前的受力分析主应力轨迹线)))>45°45°<45°剪弯型腹剪型tpcp11213a)b)d)c)1...按材力公式分析：主拉应力：主压应力：第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算当弯剪区的主拉应力tp>ft时，即产生与主拉应力迹线大致垂直的斜裂缝，故其破坏面与梁轴斜交－称斜截面破坏。斜裂缝的类

2、型腹剪斜裂缝：中间宽两头窄弯剪斜裂缝：裂缝下宽上窄(b)弯剪斜裂缝(a)腹剪斜裂缝第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算为了抵抗主拉应力的钢筋：弯起钢筋，箍筋梁中设置纵向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，如图所示。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......箍筋及弯起钢筋第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算2无腹筋梁的受力及破坏分析梁斜裂缝中受力状态图：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DC(a)PP

3、BBDCAACaVAVaVdTsDcVcMBMA梁中斜裂缝的受力变化第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算BBDCAACaVAVaVdTsDcVcMBMA•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。应力状态变化分析：第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算破坏

4、时的受力模型：带拉杆的梳形拱模型此模型把梁的下部看成是被斜裂缝和垂直裂缝分割成一个个具有自由端的梳状齿，梁的上部与纵向受拉钢筋则形成带有拉杆的变截面两铰拱。齿的受力梳状齿的齿根与拱内圈相连，齿相当一悬臂梁，齿的受力情况如上图。梳状结构梳状齿的作用：⑴纵筋的拉力Z1和Zk。两者数量不等，Z1＜Zk；⑵纵筋的销栓力Vj和Vk，裂缝两边混凝土上下错动，纵筋受力引起；⑶裂缝间的骨料咬合力Sj和Sk，咬合力主要与轴力相平衡。第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算随着斜裂缝的逐渐加宽，咬合力下降，纵筋混凝土可能劈裂，销栓力会逐渐减弱，梳状齿作用减小，梁上荷载绝

5、大部分由上部拱体承担，拱的受力如下图。拱体的受力有效拱体是上图中的阴影线部分。◆梁中配置箍筋(stirrup)，出现斜裂缝后，梁的剪力传递机构由原来无腹筋梁的拉杆拱传递机构转变为桁架与拱的复合传递机构◆斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆(compressiondiagonals)◆箍筋的作用有如竖向拉杆◆临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆(compressionchord)◆纵筋相当于下弦拉杆(tensionchord)◆箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆，增加了混凝土传递受压的作用◆斜裂缝间的骨料咬合作用，还将一部分荷载传递到支座（拱

6、作用archmechanism）第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算3有腹筋梁的受力及破坏分析此模型把开裂后的有腹筋梁看成为拱形桁架，其拱体是上弦杆，裂缝间的齿块是受压的斜腹杆，箍筋则是受拉腹杆。如图所示；与梳形拱模型的主要区别：1）考虑了箍筋的受拉作用；2）考虑了斜裂缝间混凝土的受压作用。拱形桁架模型拱形桁架模型第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算此模型把有斜裂缝的钢筋混凝土梁比拟为一个铰接桁架，压区混凝土为上弦杆，受拉纵筋为下弦杆，腹筋为竖向拉杆，斜裂缝间的混凝土则为斜拉杆。如图所示：桁架模型第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算桁架模

7、型(a)450桁架模型(b)变角桁架模型本节思考题：试述剪跨比的概念及其对斜截面破坏的影响。梁上斜裂缝是怎样形成的？它发生在梁的什么区段内？斜裂缝有几种类型？有何特点？试述斜截面受剪破坏的三种形态及其破坏特征。试述简支梁斜截面受剪机理的力学模型。影响斜截面受剪性能的主要因素有哪些。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计算5.1.2影响斜截面受力性能的主要因素1剪跨比广义剪跨比：计算剪跨比：•在一定范围内，剪跨比增加，抗剪承载力下降。随着剪跨比的增加，梁的破坏形态按斜压（<1）、剪压（1<<3）和斜拉（

8、>3）的顺序演变，其受剪承载力则逐步减弱。当>3时，剪跨比的影响不明显。第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承