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1、5.1 概述 受弯构件可能在弯矩的作用下发生正截面的破坏，我们通过配置纵向受力钢筋和构造措施来防止。即使在非常情况下发生，只要配筋适当，破坏也是延性破坏。,受弯构件还可能在剪力和弯矩的共同作用下发生斜截面的破坏，这种破坏是脆性破坏，必须严格加以防止。斜截面破坏有两种 一是斜截面抗剪能力不足发生斜截面剪切破坏，这通过计算配置抗剪钢筋和构造措施来防止；二是斜截面抗弯能力不足发生斜截面受弯破坏，这一般不计算，而是通过构造措施来防止。,抗剪钢筋，又称腹筋有两种：1.箍筋，主要的；垂直布置，以便施工；能有效地控制斜裂缝的开展，一般都必须采用。2.弯起钢筋，次要的。可能在弯起处形成劈裂裂缝。故位置不宜在梁
2、侧，直径不宜太粗。,5.2 斜裂缝,剪跨比及斜截面受剪破坏形态5.2.1弯剪斜裂缝、腹剪斜裂缝,斜裂缝的形成,当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时，就会出现与主拉应力迹线大致垂直的裂缝。抵抗主拉应力的钢筋：弯起钢筋 箍筋,腹筋,斜裂缝的类型（1）弯剪斜裂缝 特点：裂缝下宽上窄（2）腹剪斜裂缝,特点：裂缝中间宽两头窄,5.2.2 剪跨比,广义剪跨比：集中荷载下的简支梁，计算剪跨比为：,实质上反映截面上正应力和剪应力的相对比值，影响了梁斜截面的破坏形态和受剪承载力。,5.2.3 斜截面剪切破坏的三种形态1.无腹筋梁斜截面剪切破坏的三种形态,斜拉破坏,剪压破坏,斜压破坏,1)斜压破坏 1,(以
3、剪为主，在梁腹中垂直于主拉应力方向，先后出现若干条大致相互平行的腹剪斜裂缝，梁的腹部被分割成若干斜向的受压短柱。随着荷载的增大，混凝土短柱沿斜向最终被压酥破坏。腹筋不屈服。,抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度,2)剪压破坏 约为13，首先在剪跨区出现数条短的弯剪斜裂缝，其中一条延伸最长、开展较宽的裂缝成为临界斜裂缝；临界斜裂缝向荷载作用点延伸，使混凝土受压区高度不断减小，最后在压应力和剪应力共同作用下，导致剪压区混凝土达到复合应力状态下的极限强度而破坏。,抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应力下的抗压强度（剪力、压力）,3)斜拉破坏 3,首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂缝；随即，其中一条弯曲裂缝很快
4、地斜向伸展到梁顶的集中荷载作用点处，形成所谓的临界斜裂缝，将梁劈裂为两部分而破坏，同时，沿纵筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。,这三种破坏都是脆性破坏。尤其是斜拉破坏。,抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度,受剪破坏均属于脆性破坏，其中斜拉破坏最明显，斜压破坏次之，剪压破坏稍好。,2.有腹筋梁斜截面破坏形态钢筋混凝土有腹筋梁有三种斜截面破坏形态，都应避免。影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比l 和配箍率rsv,斜压破坏通过满足截面最小尺寸的条件来防止；斜拉破坏通过满足最小配箍率和最大箍筋间距的条件来防止；剪压破坏因其承载力变化幅度较大，必须通过计算配置腹筋来防止。所以，计算公式是针对剪压破坏建立的。,
5、除了这三种破坏外还有斜截面受弯破坏，纵筋锚固破坏，支座处局部挤压破坏等。这些都有构造措施来防止。,5.3简支梁斜截面受剪机理5.3.1 无腹筋简支梁的受剪机理一.斜裂缝出现前的受力状态 内力小，按变形协调条件，将钢筋混凝土截面换算成等效的混凝土截面，采用材料力学公式来分析梁的应力。二.斜裂缝出现后的受力状态 平截面假定已不再适用。,无腹筋梁在加载后期主要是拱体受力.如图拱体：外荷载引起弯矩Mc和剪力VA。作用在截面CGJ上的内力有：1)混凝土残余截面上的压力Dc 和剪力Vc；2)斜裂缝上的骨料咬合力F，其分力为DF，VF；3)纵筋拉力Zj 4)纵筋销栓力Vj拱体的平衡方程式如下：Dc+DF=Z
6、j VA=Vc+VF+Vj Mc=VA a=Zjh0+Vjc-Fg,剪力V由几部分承担：,（1）剪压区剪力VC,（2）骨料咬合力分力VF,（3）纵筋销栓力VJ,目前还不能用这组方程式进行计算但是可以利用它们来分析，随着斜裂缝开展：1)剪力主要由残余截面承担，其上剪应力加大；2)压力也集中到残余截面，其上压应力也加大；3)C截面弯矩主要由J截面纵筋承担，J截面纵筋拉应力大大加大，J截面纵筋承担C截面的弯矩。4)纵筋销栓力V主要由保护层混凝土承担，比较小，且可能引起撕裂裂缝。,三.带拉杆的梳形拱模型,5.3.2 有腹筋梁的受剪机理,斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，增强了梁的剪力传递能力；箍筋控制了
7、斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，使Vc增加，骨料咬合力Va也增加；吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，增强了纵筋销栓作用Vd；箍筋参与斜截面的受弯，使斜裂缝出现后纵筋应力ss 的增量减小；配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响，也不能提高斜压破坏的承载力，即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大剪跨比情况，箍筋配置如果超过某一限值，则产生斜压杆压坏，继续增加箍筋没有作用。,箍筋的作用,斜裂缝出现后的受力机制腹筋的抗剪作用：1)穿过斜裂缝的腹筋直接承受很大的剪力；2)腹筋限制了斜裂缝的开展，使骨料咬合力加大；3)腹筋遏制了撕裂裂缝，加大了纵筋销栓力；4)腹筋限制了斜裂缝的开展，残余截面加大。因此，腹筋
8、大大地提高了梁斜截面受剪承载力。,（1）拱形桁架模型 可以把开裂后的有腹筋梁看作一拱形桁架。,（2）桁架模型,斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆(compression diagonals)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(compression chord),纵筋相当于下弦拉杆(tension chord)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（拱作用arch mechanism）,5.4 斜截面受剪承载力计算公式5.4.1 影响斜截面抗剪承载力的主要因素,1.剪跨比实质上反映了
9、截面上正应力和剪应力的相对比值，影响了梁斜截面的破坏形态和受剪承载力。,2.混凝土强度,斜压破坏：抗压强度；斜拉破坏：抗拉强度；剪压破坏：介于两者之间，计算取抗压强度。,3.箍筋配箍率,配箍率对梁的受剪承载力影响明显，两者呈线性关系。,4.纵筋配筋率 销拴力利于限制斜裂缝开展5.骨料咬合力 对无腹筋梁影响大6.截面尺寸和形状 1)截面尺寸效应 2)截面形状，翼缘与梁宽无腹筋梁受剪承载力不高，且不可靠，破坏突然所以工程上除h150mm的小梁，均须配置腹筋，主要是箍筋。,5.4.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算公式1.基本假定,依靠试验研究，分析影响梁受剪承载力的主要因素，建立起计算公式的表达式，
10、再与试验数据配合，定出待定系数：计算公式是针对剪压破坏建立的。,2.计算公式(1)一般情况下的矩形，T形和I形截面简支梁的受剪承载力的计算公式,(2)受集中荷载为主的矩形,T形和I形截面独立简支梁（包括作用有多种荷载，且集中荷载在支座截面所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况）的受剪承载力计算公式:,若3,取=3=a/h0,所谓以集中荷载为主是指集中荷载在支座上引起的剪力占总剪力的75以上.,独立梁是指不与楼板整体浇筑的梁。,(3)配有弯起钢筋梁的受剪承载力的计算公式,当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂缝相交来提高受剪承载力。,a 为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取4560。,为防止弯筋间距
11、太大，出现不与弯筋相交的斜裂缝，使弯筋不能发挥作用，规范规定当按计算要求配置弯筋时，前一排弯起点至后一排弯终点的距离不应大于表中V0.7ftbh0栏的最大箍筋间距smax的规定。,bc为高强混凝土的强度折减系数fcu,k 50N/mm2时，bc=1.0fcu,k=80N/mm2时，bc=0.8其间线性插值。,(4)计算公式的适用范围,1)受剪截面的最小尺寸限制:防止斜压破坏当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。规范是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜
12、压破坏和使用阶段斜裂缝开展过宽,2)最小配箍率及箍筋的最大间距：防止斜拉破坏,当配箍率小于一定值时，斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力，而很快达到屈服，其受剪承载力与无腹筋梁基本相同。当剪跨比较大时，可能产生斜拉破坏。为防止这种少筋破坏，规范规定当V0.7ftbh0时，配箍率应满足,对于一般受弯构件，相应受剪承载力为，,箍筋最大间距见表5-2对箍筋的最小直径的规定见 页.,(5)厚板计算公式,*如以集中荷载为主,注意设计中梁必须配置箍筋.板一般不配腹筋,必要时配置弯起钢筋.,以均布荷载为主,=8002000mm,(6)连续梁的抗剪性能及受剪承载力计算破坏特点集
13、中荷载受剪能力低于相同广义剪跨比的简支梁但高于相同计算剪跨比的简支梁均布荷载受剪能力不低于相同条件下的简支梁,2)连续梁的受剪承载力计算规范采用与简支梁相同的公式.式中采用计算剪跨比.,受集中荷载为主的矩形,T形和I形截面独立梁的受剪承载力计算公式,一般情况下的矩形，T形和I形截面独立梁和梁板结构的受剪承载力的计算公式,5.5 斜截面受剪承载力的设计方法和步骤一.设计方法,应选择下列计算截面位置：1)支座边缘处斜截面：剪力设计值最大(1-1)；2)弯起钢筋弯起点处：受剪承载力变化(2-2)；3)箍筋数量和间距变化处：受剪承载力变化(3-3)；4)腹板宽度变化处：受剪承载力变化(4-4)。,二.设计步骤荷载内力计算已完成。1)正截面受弯承载力计算，此时截面尺寸，材料等级，纵筋数量已定；2)验算截面尺寸，防止斜压破坏；3)验算是否需要计算配置箍筋 如VV0.7ftbh0(1)仅配箍筋：(2)兼配弯起钢筋：5)验算最小配箍率和最大箍筋间距是否满足。防止斜拉破坏。当VVc时不需满足最小配箍率。6)满足构造要求，防止斜截面受弯破坏。见第七节。,
