1、第四章 受弯构件斜截面承载力计算,4-1 概述配置箍筋是提高梁抗剪强度的有效方法。配箍率:反映梁中箍筋的数量。用sv表示腹筋:箍筋、弯起筋统称为腹筋。箍筋的形式:P105箍筋的作用: 提高斜截面受剪承载力; 与纵筋绑扎,形成钢筋骨架 便于施工; 防止纵筋过早压曲,约束核心混凝土。,Asv- 同一截面内箍筋的截面面积;b - 梁截面宽度;s - 箍筋间距;n - 同一截面内箍筋肢数;Asv1- 单肢箍筋截面面积;,4-2 受弯构件斜截面破坏的主要形态及影响因素,一、斜截面破坏的主要形态 1、斜拉破坏 当腹筋很少,且集中力作用点至支座距离较远时,一旦出现裂缝,很快发展为临界斜裂缝,并迅速伸展到受压
2、区,使梁斜拉为两部分而破坏。属于无明显预兆的脆性破坏,且砼没有得到充分利用。通过适用条件保证不发生斜拉破坏。,2、剪压破坏腹筋配置适当,集中力至支座距离适中,在弯剪区出现一些垂直裂缝和细微斜裂缝,随荷载增加,临界斜裂缝出现,并很快向上伸展,最后砼在正应 力和剪应力共同作用下,砼被压碎而 破坏。属于没有预兆的脆性破坏。作为建立计算公式的基础。即工程中主要应从计算上考虑的一种破坏形态。通过经验公式计算保证不发生剪压破坏。,3、斜压破坏当腹筋配置较多,截面尺寸较小,集中荷载距支座较近时,由于支座反力和荷载引起的直接压应力影响,集中荷载和支座反力之间的砼犹如一个斜向短柱,破坏时斜裂缝多而密,类似短柱压
3、毁。属于没有预兆的脆性破坏。箍筋达不到屈服。通过适用条件保证不发生斜压破坏。,斜拉破坏:,剪压破坏:,斜压破坏:,二、影响斜截面承载力的主要因素 1、砼强度;强度越高,斜截面抗剪能力越大。 2、配箍率及箍筋强度;配箍率及强度越高 ,斜截面抗剪能力越大。 3、剪跨比;广义剪跨比:截面的弯矩(M)与剪力(V)和截面有效高度(ho)乘积的比值。用表示。,对于集中荷载作用下的简支梁:当 1 为斜压破坏;13 为剪压破坏;3 为斜拉破坏;,4、纵筋配筋率随纵筋配筋率增加,斜截面抗剪能力提高。 5、其他截面尺寸、截面形状、加载方式和约束类型等对抗剪能力也有影响。,4-3 斜截面抗剪承载力计算公式,通过计算
4、(经验公式)保证不发生剪压破坏;通过适用条件保证不发生斜拉破坏和斜压破坏; 一、无腹筋梁所有剪力由砼承担:Vc 1、矩形、T形、工字型一般受弯构件:,2、集中荷载作用下的矩形独立梁:(包括作用有多种荷载,集中荷载产生的剪力占总剪力值的75%以上的情况),引入承载力条件:,若满足,可不设腹筋,但是: 出于便于施工,构造要求和可靠性方面考虑,除了高度在150mm以下的梁可不设置箍筋外,其他梁仍需按规定配置箍筋。 当h=150300mm,可仅在梁端各1/4跨范围内设置箍筋,但在构件中部1/2跨范围内有集中荷载时,则应沿梁全长设置箍筋。 当h300mm,应沿梁全长设置箍筋。,二、有腹筋梁,配置箍筋是提
5、高梁抗剪强度的有效方法。,剪力由砼、箍筋和弯起筋共同承担。即:,对矩形、T形、工字形 一般受弯构件:,对集中荷载作用下的矩形 独立梁:,三、适用条件 (1)当 仅需要按构造要求配置最低数量箍筋,而不需要进行斜截面计算。对于一般钢筋砼实心板,不需要进行抗剪计算,且不必设置箍筋。(2)为防止斜拉破坏,(3)为防止斜压破坏;引入截面限制条件:,按直线插入法确定;,四、斜截面承载力的计算位置( P93),1、支座边缘处截面(11); 2、拉区弯起钢筋起点处截面(22,33); 3、箍筋数量与间距改变处的截面(44); 4、腹板宽度改变处的截面;上述截面均为斜截面受剪承载力较薄弱的位置,计算时取该范围内
6、的最大剪力设计值。,五、计算方法 1、设计类 (1)确定有关数据;计算相关截面剪力设计值; (2)验算截面尺寸; (3)验算按计算配置腹筋还是按构造配置腹筋; (4)A)仅配置箍筋:初步选定箍筋直径和肢数,根据公式求出箍筋间距S并验算配箍率。B)同时配置箍筋和弯起筋:根据已有纵筋确定弯起钢筋截面面积,求出,2、复核类 (1)复核截面尺寸是否满足要求; (2)复核配箍率; (3)根据已配腹筋由公式求出所能承受的最大剪力,4-4 保证斜截面受弯承载力构造要求,一、材料抵抗弯矩图(材料图) 1、定义:按实际布置的纵筋所画出的反映梁上各正截面能承受(抵抗)的弯矩图。即各截面在实际配筋情况下所能抵抗的弯
7、矩图。反映了沿梁长正截面上材料的抗力,故称为材料图。,必须使抵抗弯矩图包在实际弯矩图的外面,才能保证正截面的抗弯强度,并紧贴实际弯矩图才较经济。 材料图的意义:通过画出材料图,与设计弯矩图进行比较,来决定构件内纵筋的“理论截断点”和“理论弯起点”。 2、材料图的画法 (1)绘出荷载作用下的弯矩图(设计弯矩图); (2)计算(3)确定各种钢筋所能抵抗的弯矩;,(4)按比例画出各根钢筋的抵抗图;直在内,弯在外;先弯在内,后弯在外; 相对支座而言,近者为先。先断在外,后断在内;相对梁轴而言,近者为内。 (5)找出各根钢筋的“充分利用点”和“不需要点”(理论断点)充分利用点:该钢筋抵抗图的外线与设计图的交点。不需要点(理论断点):相邻内侧钢筋的充分利用点。 (6)由构造要求确定弯筋位置,然后定其抵抗图,若包在设计弯矩图外面,则满足抗弯要求;由抵抗图定出钢筋理论断点位置,确定实际断点位置(伸出理论断点一个尺寸)P102,二、纵向钢筋的截断、弯起和锚固P102三、箍筋的其他构造要求P105,