混凝土結構基本原理-第七章--構件斜截面受剪性能課件

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1、第七章 構件受剪性能與計算同濟大學土木工程學院建筑工程系顧祥林一、概述彎筋箍筋PPs縱筋彎剪段（本章研究的主要內容）統稱腹筋幫助混凝土梁抵御剪力有腹筋梁既有縱筋又有腹筋無腹筋梁只有縱筋無腹筋hbAsv1sv1svnAA 箍筋肢數一、概述單肢箍n=1雙肢箍n=2四肢箍n=4二、簡支無腹筋梁的抗剪機制 1.構件的開裂bhh0As（E-1）AsPPaaAA0IMy0bIVS22tp42 22cp42 當tpmaxft(二軸抗拉強度)時，梁的剪彎段開裂，出現斜裂縫根據a的不同(M和V比值不同)裂縫可能由截面中部開始出現（腹剪裂縫）裂縫可能由截面底部開始出現二、簡支無腹筋梁的抗剪機制 1.構件的開裂bh

2、h0AsPPaa引入一名詞：剪跨比000VhMVhVaha反映了集中力作用截面處彎矩M和剪力V的比例關系計算剪跨比廣義剪跨比二、簡支無腹筋梁的抗剪機制 2.裂縫的發展及破壞形態3時斜拉破壞二、簡支無腹筋梁的抗剪機制 2.裂縫的發展及破壞形態所有的破壞均表所有的破壞均表現為脆性現為脆性二、簡支無腹筋梁的抗剪機制 3.抗剪機制以剪壓破壞為例以剪壓破壞為例(相對于斜壓破壞和斜拉破壞，它更能給人以破壞預告)VuVcCcVdViTsa銷栓力，隨著裂縫的發展逐漸增大咬合力，隨著裂縫的發展逐漸減小 dicuiscsin,0cos,0VVVVYVTCX數值很難估計數值很難估計三、影響無腹筋梁抗剪承載力的因素

3、1.剪跨比PPaa0.40.30.20.1012345cc0Vf bh斜壓剪壓斜拉三、影響無腹筋梁抗剪承載力的因素 2.混凝土的強度與縱筋的配筋率混凝土的強度提高縱筋配筋率增大抗剪承載力提高四、有腹筋梁的抗剪機制 1.構件的開裂開裂前構件的受力性能與無腹筋梁相似，腹筋中的應力很小A0IMy0bIVS22tp42 22cp42 PPsA當tpmaxft(二軸抗拉強度)時，梁的剪彎段開裂，出現斜裂縫開裂后，腹筋的應力增大，限制了斜裂縫的發展，提高了抗剪承載力四、有腹筋梁的抗剪機制 2.裂縫的發展及破壞形態3且腹筋配置量較小時，斜拉破壞，腹筋用量太少，起不到應有的作用四、有腹筋梁的抗剪機制 2.裂縫

4、的發展及破壞形態設計時應避免出設計時應避免出現此二種破壞形現此二種破壞形態態四、有腹筋梁的抗剪機制 3.抗剪機制以剪壓破壞為例以剪壓破壞為例Vdsinsin,0coscos,0bvdicubiscTTVVVVYTVTCX VuVcCcViTsaTvTb五、影響有腹筋梁抗剪承載力的因素 1.剪跨比和無腹筋梁類似0.40.30.20.10123450ccbhfV斜壓剪壓斜拉PPaa五、影響有腹筋梁抗剪承載力的因素 2.混凝土的強度與腹筋的配筋量混凝土的強度提高在一定的范圍內在一定的范圍內，腹筋配筋率增大抗剪承載力提高抗剪承載力提高六、受彎構件抗剪承載力分析1.無腹筋梁的抗剪承載力VuVcCcVdV

5、iTsa忽略ViVdbhh0As1h0)21(,0,0,001001cc01css01chhhbaVMhbVYAhbX 由后二式cc1c5.01ff 實際上是剪壓區的加載規律Vch0asAs1h0c六、受彎構件抗剪承載力分析1.無腹筋梁的抗剪承載力Vch0asAs1h0c6時當40.3fcA時，取Nc=0.3fcA 0.30.35.15.1/,5.1:33112/00n時，取時，取集中荷載為主時均布荷載其它構件時，??；當時，取當）（假定反彎點在柱中點框架柱：hahH柱的凈高八、有軸力作用構件抗剪承載力 2.有軸向壓力作用構件的抗剪承載力c0svyv0tu07.00.175.1NhsAfbhfV

6、 0ccmaxu25.0bhfV，當Nc0.3fcA時，取Nc=0.3fc Ac07.00.175.10tmin,uNbhfV 八、有軸力作用構件抗剪承載力 3.有軸向拉力作用構件的抗剪承載力t0svyv0tu2.00.175.1NhsAfbhfV 0t0svyvu0svyv36.0bhfhsAfVhsAf 取時，當上式的計算值小于八、有軸力作用構件抗剪承載力 4.鋼筋混凝土圓柱的抗剪承載力ssDD八、有軸力作用構件抗剪承載力 4.鋼筋混凝土圓柱的抗剪承載力sDsD0.040.030.020.010123c2cVf D2ctc1.00.0831.5Vf DN當Nc0.3fcA時，取Nc=0.3

7、fcA當3時，取=3。八、有軸力作用構件抗剪承載力 4.鋼筋混凝土圓柱的抗剪承載力sDVsAsv1fyvAsv1fyv45a a bissv1yvsiniVAfi計算復雜，有必要作簡化八、有軸力作用構件抗剪承載力 4.鋼筋混凝土圓柱的抗剪承載力sv1yvsv1yvs1248AfAfDVDsssDVsAsv1fyvAsv1fyv45a a biaasbaaVsAsv1fyv/sD/4sv1yvs2AfVDs八、有軸力作用構件抗剪承載力 4.鋼筋混凝土圓柱的抗剪承載力2u,maxcc0.25Vf D2u,mintc1.00.0831.5Vf DNsv1yv2utc1.0 0.0831.52AfVf

8、 DDNs當Nc0.3fcA時，取Nc=0.3fcAsDVuAsv1fyvAsv1fyv45a a bi九、箍筋的構造要求PPsyvtsvminsv/24.0ffbsA ，最小配箍率最大箍筋間距原則max0max,4Dshs圓柱具體數值教材表7-1（缺圓柱）十、基本公式的應用 1.基于承載力的斜截面配筋設計PPs0ccmaxu)25.02.0(bhfVV ，若不滿足調整截面尺寸 NNVV2.007.0c按最小配箍率配箍筋)25.1()7.0(sin8.02.007.00.175.1sbyb0svyv0tuAfNNhsAfbhfVV 預先選定求sAsvsvAyvtminsvsv/24.0ff ，

9、選定s十、基本公式的應用 2.既有構件斜截面抗剪承載力PPs NNVV2.007.0cu NNVVVbhfV2.007.0)25.02.0(minbsc0ccuminsv,sv minminmax,svsvsvsvss，或但十、基本公式的應用 3.計算截面的位置112233*支座邊緣處截面支座邊緣處截面11*縱筋彎起點處截面縱筋彎起點處截面22*箍筋面積或間距改變處截面箍筋面積或間距改變處截面33*腹板寬度改變處截面腹板寬度改變處截面十、基本公式的應用 4.鋼筋混凝土圓柱類似（略）類似（略）sDsD十一、保證斜截面受彎的措施 1.基本概念Mu斜VcCcTsTvTbZsvZsbZTs+TbMu正

10、CcZsbbsvvs斜uZTZTZTM ZTTM)(bs正u ZsbZ正u斜uMM 斜截面受彎承載力總能滿足支座處縱筋錨固不足縱筋彎起、切斷不當異常情況需采取構造措施十一、保證斜截面受彎的措施 2.抵抗彎矩圖抵抗彎矩)5.0(cys0syuRbffAhAfMM ssRR/AAMMii 畫出每個截面的抵抗彎矩抵抗彎矩圖1、2、3分別為、筋的充分利用點2、3、a分別為、筋的不需要點設計時，應盡量使抵抗彎設計時，應盡量使抵抗彎矩圖包住彎矩圖，且兩者矩圖包住彎矩圖，且兩者越近越經濟越近越經濟qAB325彎矩圖ba3211125125125抵抗彎矩圖lalala十一、保證斜截面受彎的措施 3.縱向受力鋼

11、筋在支座處的錨固ABqlasMAMB開裂前A處的彎矩為MA開裂后斜截面的彎矩為MBABMM開裂后鋼筋的拉力Ts明顯增大。若las不夠則容易發生錨固破壞十一、保證斜截面受彎的措施 3.縱向受力鋼筋在支座處的錨固ABqlasMAMB簡支板或連續板下部縱筋伸入支座的長度dl5as 縱向鋼筋的直徑十一、保證斜截面受彎的措施 3.縱向受力鋼筋在支座處的錨固ABqlasMAMB簡支梁或連續梁簡支端下部縱筋伸入支座的長度時當0t7.0bhfV 縱向鋼筋的直徑dl5as 時當0t7.0bhfV dl12as 帶肋鋼筋：dl15as 光圓鋼筋：如梁內支座處的錨固不能滿足上述要求，應采取加焊錨固如梁內支座處的錨固

12、不能滿足上述要求，應采取加焊錨固鋼板等有效措施鋼板等有效措施十一、保證斜截面受彎的措施 4.縱向受力鋼筋的彎起縱筋的彎起必須滿足三方面的要求：*保證正截面的受彎承載力保證正截面的受彎承載力*保證斜截面的受剪承載力保證斜截面的受剪承載力*保證斜截面的受彎承載力保證斜截面的受彎承載力計算及構造確定構造確定計算及構造確定十一、保證斜截面受彎的措施 4.縱向受力鋼筋的彎起d在2點以外保證正截面受彎保證斜截面受彎 的措施2/01hs 1e幾何中心軸321acdADE200b十一、保證斜截面受彎的措施 4.縱向受力鋼筋的彎起TsTbs1ZZsb 未彎起時ZTZTMbs斜u 彎起后sbbs斜uZTZTM 保

13、證不發生斜截面破壞ZZsZ cossin1sbsin)cos1(1Zs2/01hs 1e幾何中心軸321acdADE200b十一、保證斜截面受彎的措施 4.縱向受力鋼筋的彎起TsTbs1ZZsb sin)cos1(1Zs0)77.091.0(hZ 取010010)445.0525.0(,60)319.0372.0(,45hshs統一取015.0 hs 跨中受拉鋼筋一般不宜截斷，支座負筋的截斷應符合下列規定十一、保證斜截面受彎的措施 4.縱向受力鋼筋的截斷ls1ACB acb12lalals2ls1ACB acb12lala跨中受拉鋼筋一般不宜截斷，支座負筋的截斷應符合下列規定十一、保證斜截面受

14、彎的措施 4.縱向受力鋼筋的截斷延伸長度，具體數值可參閱有關規范十二、深受彎構件的斜截面受剪承載力 1.均布荷載下bhl0shsvAsvAsh0vshyh00hsvyv00t0u6)/5(3)2/(25.13)/8(7.0hsAfhlhsAfhlbhfhlV 當l0/h2.0時，取l0/h=2.0十二、深受彎構件的斜截面受剪承載力 1.集中荷載下（包括集中荷載在支座截面產生的剪力超過75%的情況）bhl0shsvAsvAsh0vshyh00hsvyv00tu6)/5(3)2/(175.1hsAfhlhsAfhlbhfV 當l0/h2.0時，取=0.25；當2.0l0/h5.0，取=a/h0，（0.42 l0/h 0.58）（0.92 l0/h 1.58）十三、鋼筋混凝土墻的抗剪性能參見教材中的相關內容