5.3有腹筋梁受剪性能幻灯片.ppt

以上的三种剪切破坏形态，就它们的抗剪承载力而言，对同样的构件，斜拉破坏最低，剪压破坏较高，斜压破坏最高，但就破坏性质而言，均属脆性破坏，其中斜拉破坏脆性最突然，斜压破坏次之，剪压破坏稍好，因此对于受弯构件，应尽可能设计成强剪弱弯，即若梁破坏，应尽可能使构件发生正截面破坏。 受弯构件沿斜截面除了可能发生上述三种剪切破坏外，还可能发生沿斜截面的抗弯破坏，这种破坏亦通过构造要求来避免。 影响受弯构件抗剪承载力的主要因素 一. 剪跨比l ◆ 影响荷载传递机构，从而直接影响到梁中的应力状态 随着剪跨比λ的增加，梁的破坏形态按斜压(λ＜1)、剪压(1≤λ≤3)和斜拉(λ＞3)的顺序演变，其受剪承载力则逐步减弱。当λ＞3时，剪跨比的影响将不明显。 三.混凝土强度等级 ◆ 剪切破坏是由于剪压区应力达到复合应力（剪压）状态下强度而发生的，故混凝土强度对受剪承载力有很大影响。 ◆ 试验表明，随着混凝土强度的提高，Vu与 ft 近似成正比。 ◆ 事实上，斜拉破坏取决于ft ，剪压破坏也基本取决于ft，只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于fc。 ◆ 而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。 三. 纵筋配筋率 纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面积也越大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积还可限制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。 在一定范围之内，随箍筋配筋强度的增大，梁的抗剪 承载能力不断提高。 图5-14 箍筋的肢数 (a)单肢箍；(b)双肢箍；(c)四肢箍 图5-15 箍筋的配筋率对梁 受剪承载力的影响 五. 预应力的影响 对构件施加预应力，在一定范围内可以提高构件的抗剪承载能力。 6 截面尺寸和形状 (1)截面尺寸的影响 截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力有较大的影响，尺寸大的构件，破坏时的平均剪应力比尺寸小的构件要低。有试验表明，在其他参数(混凝土强度、纵筋配筋率、剪跨比)保持不变时，梁高扩大4倍，破坏时的平均剪应力可下降25%～30%。 对于有腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。 (2)截面形状的影响 这主要是指T形梁，其翼缘大小对受剪承载力有影响。适当增加翼缘宽度，可提高受剪承载力25%，但翼缘过大，增大作用就趋于平缓。另外，加大梁宽也可提高受剪承载力。 5.4.2 斜截面受剪承载力的计算公式 1 基本假设 国内外许多学者曾在分析各种破坏机理的基础上，对钢筋混凝土梁的斜截面受剪承载力给出过不少类型的计算公式，但终因问题的复杂性而不能实际应用。 我国规范目前采用的是半理论半经验的实用计算公式。 对于斜压破坏，通常用控制截面的最小尺寸来防止；对于斜拉破坏，则用满足箍筋的最小配筋率条件及构造要求来防止；对于剪压破坏，因其承载力变化幅度较大，必须通过计算，使 构件满足一定的斜截面受剪承载力，从而防止剪压破坏。 基本假定 根据梁的剪压破坏特征，建立以下的基本假定： 1.忽略斜裂缝结合面上骨料咬合力以及纵筋销栓作用的抗剪能力，假定斜截面的抗剪承载力 Vu由剪压区混凝土、箍筋和弯起钢筋三者提供，即： Vu=Vc+Vsv+Vsb 2. 梁沿斜截面发生剪压破坏时，假定与斜裂缝相交的箍筋与斜筋均达到其屈服强度，但考虑其应力不均匀的影响。 Vc Vu Dc rh0 a 斜裂缝水平投影长度 s s c 计算简图 2.1 仅配有箍筋的梁 《规范》公式是以剪压破坏的受力特征作为建立计算公式的基础： Vcs＝Vc+Vsv 式中： Vsv ––– 配有箍筋梁的抗剪承载力的提高部分。 VCS/ bh0 与?t 及 之间存在着线性关系，即有：VCS/bh0＝αc·?t ＋ αs v ρ s v ?y v 变成无量纲形式 相对名义剪应力 配箍系数 待定系数，与截面形式、荷载情况有关 2.1.1 矩形、T形和I形截面一般受弯构件 写成极限状态设计表达式为： 本公式适用于矩形、T形、工字形截面简支梁、连续梁、约束梁等一般受弯构件 2.1.2 受集中荷载为主的矩形、T形和I形独立梁 受集中荷载为主——指受不同荷载形式时，集中荷载在支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况。 独立梁——不与楼板整体现浇的梁，包括简支梁、连续梁、约束梁 注意： λ：取计算剪跨比， ， a 为计算截面到支座截面或节点边缘的距离 a 取值示意 截面宽度b取值 b b b 四. 受弯构件斜截面承载力的计算步骤 一般由正截面承载力确定截面尺寸b?h，纵筋数量As，然后由斜截面受剪承载力确定箍筋或弯筋的数量。 截面设计步骤： 2、 验