4斜截面承载力计算.ppt

第四章 §4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态 将弯剪区段的典型微元进行应力分析，可以由?、?求得主拉应力和主压应力。 无腹筋梁出现斜裂缝后的隔离体图 二、无腹筋梁破坏的拱机理（见下图）： 三、无腹筋简支梁斜截面破坏形态： 破坏特征： 当斜裂缝一出现，很快形成一条主要斜裂缝（临界斜裂缝），并迅速延伸至荷载作用点，使梁斜向被拉断成两部分。破坏面较整齐，无压碎痕迹，同时，沿纵向钢筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。这种破坏即为斜拉破坏。 破坏特征：  梁在剪弯区段内出现斜裂缝，随着荷载的增大，陆续出现几条斜裂缝，其中一条发展成为临界斜裂缝。临界斜裂缝出现后，梁还能继续增加荷载，斜裂缝延伸至荷载垫板下，直到斜裂缝顶端的混凝土在正应力和剪应力共同作用下被压碎而破坏，这种破坏称为剪压破坏。 破坏特征： 在加载点和支座之间出现一条斜裂缝，然后出现若干条大体相平行的斜裂缝．梁腹被分割成若干个倾斜的小柱体。随着荷载增大，梁腹发生类似混凝土棱柱体被压坏的情况，即破坏时斜裂缝多而密，但没有主裂缝，故称为斜压破坏。 1、斜裂缝出现前，腹筋的应力很小，腹筋对阻止和推迟斜裂缝出现的作用也很小。但在斜裂缝出现后，腹筋将大大提高梁斜截面的承载力，特别是箍筋的作用，主要表现在： 与斜裂缝相交的箍筋直接参加抗剪，承受部分剪 力。 2、剪力传递机理（见下图）——桁架－拱模型： 3、破坏形态（与无腹筋梁类似） 斜压破坏： 产生条件：m＜1，但腹筋配置过多，以及腹板宽度较窄的T形或I字形梁。 避免措施：采用截面限制条件加以避免。  产生条件：1≤m≤3或适量配置腹筋。 避免措施：通过设计计算加以避免。 斜拉破坏： 产生条件：m＞3且腹筋配置过少。 避免措施：采用一定的构造加以避免。 §4.2 影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素 当m＝3时接近斜拉破坏，梁的抗剪能力取决于混凝土的抗拉强度，混凝土的抗拉强度并不随混凝土强度的提高而成比例增长，故混凝土强度影响较小； 另一方面，纵筋数量的增加，其销栓作用随之增大，销栓作用所传递的剪力也增大。随剪跨比的不同，纵筋的影响程度亦不同，剪跨比小时，纵筋的销栓作用较强，配筋率对抗剪能力的影响也较大；剪跨比较大时，纵筋的销栓作用减弱，则配筋率对抗剪能力的影响也较小。 二、《混凝土结构设计规范》规定影响有腹筋梁斜截面破坏强度的主要因素是: 1、剪跨比和跨高比: 对于承受集中荷载的梁，随着剪跨比的增大，受剪承载力下降。对于承受均布荷载荷载作用的梁，构件跨度与截面高度之比（简称跨高比）l0/h是影响受剪承载力的主要因素。随着跨高比的增大，受剪承载力降低。 2、箍筋的数量： 箍筋的数量增多时，斜截面的承载力增大。 3、混凝土强度等级 在剪跨比和其他条件相同时，斜截面受剪承载力随混凝土强度fcu的提高而增大，二者大致呈线性关系。 4、纵筋配筋率 其他条件相同时，纵向钢筋配筋率越大，斜截面承载力也越大，二者也大致呈线性关系。 5、其他因素: 截面形状:受压区翼缘的存在对提高斜截面承载力有一定的作用，一般T形截面比矩形截面提高10％～20％。 预应力：预应力能提高混凝土所承担的抗剪承载力和斜截面内箍筋的抗剪承载力。 梁的连续性：连续梁的受剪承载力与相同条件下的简支梁相比，仅在受集中荷载时在中间支座低于简支梁，而在受均布荷载时则是相当的。 三、计算过程： §4.3 受弯构件的斜截面抗剪承载力 计算剪力值的确定 《公路桥规》规定：取离支点中心线梁高一半处的剪力设计值 ；其中不少于60%由混凝土和箍筋共同承担；不超过40%由弯起钢筋（按45o弯起）承担，并且用水平线将剪力设计值包络图分割； 受拉区弯起钢筋的弯起点，应设在按正截面抗弯承载能力计算该钢筋强度全部被发挥的截面以外不小于 处；且弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外。弯起钢筋的末端（弯终点以外）应留有锚固长度：受拉区不应小于20 d，受压区不应小于10 d ，环氧树脂涂层钢筋增加25%；R235钢筋尚应设置半圆弯钩。 对简支梁和连续梁近边支点梁段 距支点中心梁高一半处截面（图a中截面1-1); 受拉区弯起钢筋弯起点处截面（图a中截面2-2、3-3）； 锚于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面（图中截面4-4）； 箍筋数量或间距有改变处的截面（图a中截面5-5）； 受弯构件腹板宽度改变处的截面。 2. 斜截面投影