结构设计原理课件5.ppt

本章主要内容 掌握斜截面破坏的三种形态 掌握影响斜截面受剪承载力的主要因素 掌握斜截面承载力计算公式及其适用条件 掌握斜截面受剪承载力的设计计算步骤 掌握有关保证斜截面承载力的构造措施 混凝土梁按照材料力学描述 剪跨比是一个无量刚的量，反映了见面上的弯矩与剪力的相对大小，也反映了截面上的正应力与剪应力的相对大小 二、受弯构件斜截面破坏的三种形态 与正截面的破坏类似，梁的斜截面破坏不止一种。由于配箍率、剪跨比等因素的不同， 梁的斜截面破坏也有多种形态，主要有三种破坏形式。 （7）配箍率及箍筋强度在一定范围内，随着配箍率的增大，梁的抗剪强度增大，但当箍筋挂时，梁将发生斜压破坏 ，其抗剪强度将部再增加。当梁的截面尺寸及混凝土强度一定时，梁有一个最大抗剪承载力。 5.4.2有腹筋梁的抗剪强度计算一、基本表达式 由平衡条件得： 式中Vc并不等于无腹筋梁的抗剪承载力，它包括了由于箍筋的存在，抑制了斜裂缝的发展，使混凝土剪压区面积增大，从而导致抗剪强度提高，还反映了由于钢筋骨架的约束使混凝土强度得到充分发挥，而使混凝土抗剪强度提高的程度。 Vc与无腹筋梁相比提高了多少与箍筋配置有关，但无法确定，为了计算简单，《规范》规定就取无腹筋梁的抗剪强度， Vs 也就不单纯是箍筋承担的剪力，它包括了箍筋承担的剪力和混凝土抗剪承载力提高的部分。设Vcs——混凝土和箍筋共同承担的剪力,即 二、仅配箍筋时抗剪强度计算 我国规范所给定的抗剪强度计算公式，仍然是在试验的基础上，经过回归分析，找出一些主要影响因素，选取一个既满足强度要求，又满足正常使用极限状态时裂缝宽度不超过0.2mm的抗剪公式，它是一个半理论半经验的实用计算公式。 二、截面校核 例：一钢筋混凝土矩形截面简支梁，两端搁置再厚度为370mm的砖墙上，梁净跨为4M，截面尺寸b*h=200*500mm,承受均布荷载设计值为q=100KN/m(包括自重），混凝土为C25，箍筋一级，由抗弯计算配有4?20+2 ?18纵向钢筋（纵筋二级），求梁的腹筋 （3）验算是否需要按计算配筋0.7ftbh0=78.232kNV 需要计算 例：条件同上题，已知配有双肢?8 @150箍筋，求弯起钢筋 例：钢筋混凝土T型截面简支梁，截面尺寸为b*h=250*700mm,bf’*hf’=600*200mm,如图受集中荷载作用，AB段配有双肢?8 @150箍筋，并有一排弯起钢筋，弯起钢筋为1?25，弯起角度为45。，BC段配有双肢?8 @200箍筋，砼C30，纵筋6?25，求集中荷载P的最大设计值。（忽略自重） 5.5受弯构件抗剪强度计算的几个问题 连续梁与简支梁的区别在于，连续梁在支座截面附近有负弯矩；在梁的剪跨段中有反弯点；斜截面的破坏形态受弯矩比的影响很大。。 集中荷载下连续梁---粘接破坏 由于在该段内存在有正负两向弯矩，因而在弯矩和剪力的作用下，剪跨段内会出现二条临界斜裂缝，一条位于正弯矩范围内，从梁下部伸向集中荷载作用点，另一条则位于负弯矩范围内，从梁上部伸向支座。 集中荷载连续梁的粘接破坏--降低了连续梁的受剪承载力 沿纵筋水平位置混凝土上出现一些断断续续的粘结开裂裂缝。临近破坏时，上下粘结开裂裂缝分别穿过反弯点向压区延伸，使原先受压纵筋变成受拉，造成在两条临界斜裂缝之间的上下纵筋都处于受拉状态。 受均布荷载的连续梁弯矩比的影响--试验研究 均布荷载作用下的连续梁，一般不会出现前述的沿纵筋的粘结开裂裂缝，这是由于梁顶的均布荷载对混凝土保护层起着侧向约束作用，从而提高了钢筋和混凝土之间的粘结强度，故负弯矩区段内不会有严重的粘结开裂裂缝，即使在正弯矩区段内虽存在粘结破坏，但也不严重。 均布荷载作用下连续梁的受剪承载力，不低于相同条件下简支梁的抗剪承载力。 抵抗弯矩图(材料图，以下简称MR图)，表示构件抵抗弯矩能力大小的图形，就是沿梁长各正截面实际配置的纵筋抵抗弯矩的图形。 梁配置的纵筋为2?25+1 ? 22 如果钢筋的总面积等于计算面积，则材MR图的外围水平线正好与M图上最大弯矩点相切， 若钢筋的总面积略大于计算面积，则可根据实际配筋量利用下式来求得MR 图外围水平线的位置，即 每根钢筋所承担的Mri：可近似按该钢筋的面积Asi与总钢筋面积As的比值乘以材料图MR 钢筋“充分利用点”， “不需要点” 弯起钢筋 二、纵向钢筋的弯起 在受弯构件中，按正截面受弯所配置的纵向钢筋，其所依据的弯矩都取自最大弯矩的截面，实际上，沿梁的统长弯矩是变化的。从正截面抗弯角度来看，梁上各截面的纵筋数量是可以随弯矩的减小而减少，在实际工程中，可将纵筋截断或弯起，弯起的纵筋正好利用其受剪，达到经济的效果。 Z--内力臂（垂直截面内力臂）