结构设计原理 2012.10.12 chapter4.pptVIP

Concrete Structural Fundamentals 混凝土结构基本原理 主 讲：管 巧 艳 2012 - 10 - 12 4.3 Strength Calculation of Members under Shear（受弯构件的斜截面抗剪承载力） 斜压和斜拉破坏都是不理想的。因为斜压破坏在破坏时箍筋强度未得到充分发挥，斜拉破坏发生大十分突然，工程中应避免。剪压破坏时箍筋强度得到了充分发挥，且破坏时承载力较高，《公路桥规》斜截面承载力计算公式就是据这种破坏模型建立的。 4.3.1 基本公式和适用条件 1、基本假定： （1）按剪压破坏形态建立计算模型； （2) 构件破坏时，与临界斜裂缝相交的腹筋屈服； （3）忽略骨料的咬合作用和纵筋的销栓作用。 2、抗剪承载力 的组成 3、《公路桥规》根据国内外的有关资料，给出了配有腹筋梁的 斜截面抗剪承载力计算的半经验半理论公式： 4、公式的适用范围 1）上限值——截面最小尺寸（防止发生斜压破坏） 从上面的计算公式可知，随着箍筋、弯起钢筋配置数量的增加，斜截面受剪承载力提高，但斜截面的受剪承载力存在着一个上限值。 当梁的截面尺寸确定之后，增加配箍率到一定程度后，梁的受剪承载力几乎不再增加，腹筋的应力达不到屈服强度而发生斜压破坏。此时梁的受剪承载力取决于混凝土的抗压强度和梁的截面尺寸。 为了防止这种情况发生， 上限值是为了防止斜压破坏，限制梁所必须具有的最小截面 尺寸，在只配箍筋的情况下也限制了最大配箍率。 如果上述条件不能满足，则应加大梁截面尺寸或提高混凝土强度等级 2）下限值——按构造要求配置箍筋 如果箍筋配量过少，则斜裂缝一出现，箍筋就很快达到了 屈服强度发生斜拉破坏，为了防止这种情况发生，《规范》规 定若 则不需进行抗剪承载力的计算， 而按构造配置箍筋 4.3.2 等高度简支梁腹筋的初步设计 1、已知条件： 2、设计步骤： （1）找到最大剪力计算值 ，验算截面尺寸是否满足要求。 （2）由式（4-7）求取按构造要求配置箍筋的最大剪力值 确定按构造配置箍筋的区段长度 （3）其余区段的计算剪力应有混凝土、箍筋和弯起钢筋共同 承担，分别承担的比例分配原则： 混凝土和箍筋不少于60%，弯起钢筋承担不超过40%。 （4）箍筋设计： （5）弯起钢筋的数量及初步的弯起位置 4.4 受弯构件的斜截面抗弯承载力 解决了梁斜截面抗剪承载力的问题后，如果有纵向钢筋弯起 时，还需考虑弯起的位置是否合理，不合理时还会引起斜截面的 受弯破坏。 4.4.1 斜截面抗弯承载力计算 确定 前，必须先求取受压区高度x，由纵向投 影之和为零，即下式可求得： 实际设计中，一般不具体按式（4-11）—式（4-13）求取斜 截面抗弯承载验算是否满足要求，而是采用构造措施避免斜截面 受弯破坏。即确定弯起钢筋起弯点的位置。 由图4-14，截面1-1上，正截面抗弯承载力满足： 取斜裂缝AB左边梁段为隔离体，对受压区合力作用点求矩： 斜截面AB上作用的荷载效应仍为 ，要想不发生斜截面的 受弯破坏，需满足： 代入各式，整理可得： 当纵向钢筋的弯起点设在该钢筋的“充分利用点”截面以外不小于h0／2处时，可不进行斜截面抗弯承载力的计算。 4.4.2 纵向受拉钢筋的弯起位置 对梁进行设计时，必须同时满足：正截面抗弯承载力、斜截面 抗剪承载力和斜截面抗弯承载力。 正截面抗弯承载力：怎样满足？ 斜截面抗剪承载力：怎样满足？ 斜截面抗弯承载力：怎样满足？ 后两种都与纵向钢筋的弯起位置有关，怎样确定弯起位置？ 抵抗弯矩图（材料图）与计算弯矩包络图 只需满足：弯起钢筋以后的抵抗弯矩图能包裹住计算弯矩包络图。 弯矩包络图：沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图，其 纵坐标表示该截面上作用的最大设计弯矩。 抵抗弯矩图：沿梁长各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能 产生的抵抗弯矩图，即表示各正截面所具有的抗弯 承载力。 4.5 全梁承载能力校核与构造要求 4.5.1 斜截面抗剪承载力复核 钢筋弯起后，如果材料图能包裹住设计弯矩图包络图，则正截面 抗弯承载力满足要求；如果弯起点远离充分利用点不小