[理学]混凝土结构第4章.ppt

4.4.2 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。 (1) 梁发生剪压破坏时，斜截面所承受的剪力设计值由三部分组成， 见图4-16，即 图4-16 受剪承载力的组成 (2) 梁剪压破坏时，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度，但要考虑拉应力可能不均匀，特别是靠近剪压区的箍筋有可能达不到屈服强度。 (3) 斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力，在无腹筋梁中的作用还较显著，两者承受的剪力可达总剪力的50%～90%，但在有腹筋梁中，由于箍筋的存在，虽然使骨料咬合力和销栓力都有一定程度的提高，但它们的抗剪作用已大都被箍筋所代替，试验表明，它们所承受的剪力仅占总剪力的20%左右。另外，研究表明，只有当纵向受拉钢筋的配筋率大于1.5%时，骨料咬合力和销栓力才对无腹筋梁的受剪承载力有较明显的影响。所以为了计算简便，将不计入咬合力和销栓力对受剪承载力的贡献。 图4-16 受剪承载力的组成 (4)截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件，故仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。 (5)剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一，但为了计算公式应用简便，仅在计算受集中荷载为主的独立梁时才考虑了λ的影响。 2 无腹筋梁混凝土剪压区的受剪承载力试验结果与取值 我国《混凝土结构设计规范》规定的受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式主要是以无腹筋梁的试验结果为基础的。 图4-17 无腹筋梁混凝土剪压区受剪承载力的试验结果 (a)均布荷载作用下；(b)集中荷载作用下 3 计算公式 (1)仅配置箍筋的矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力设计值 (2)当配置箍筋和弯起钢筋时，矩形、T形和I形截面受弯构件的 斜截面承载力设计值 图4-18 弯起钢筋承担的剪力 (3)不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件， 其斜截面受剪承载力设计值 4对计算公式的说明 (1)Vcs由二项组成，前一项αcsftbh０是由混凝土剪压区承担的剪力，后一项fyvAsvsh０中大部分是由箍筋承担的剪力，但有小部分属于混凝土的，因为配置箍筋后，箍筋将抑制斜裂缝的开展，从而提高了混凝土剪压区的受剪承载力，但是究竟提高了多少，很难把它从第二项中分离出来，并且也没有必要。因此，应该把Vcs理解为混凝土剪压区与箍筋共同承担的剪力。 (2)与λ＝1.5～3.0相对应的αcs=0.7～0.44，这说明当λ＞1.5时，均布荷载作用下的无腹筋独立梁，它的受剪承载力比其他梁的低，λ愈大，降低愈多。 (3)现浇混凝土楼盖和装配整体式混凝土楼盖中的主梁虽然主要承受集中荷载，但不是独立梁，所以除吊车梁和试验梁以外，建筑工程中的独立梁是很少见的。 (4)试验研究表明，箍筋对受弯构件抗剪性能的提高优于弯起钢筋，故《混凝土结构设计规范》规定，“混凝土梁宜采用箍筋作为承受剪力的钢筋”，同时考虑到设计与施工的方便，现今建筑工程中的一般梁(除悬臂梁外)、板都已经基本上不再采用弯起钢筋了，但在桥梁工程中，弯起钢筋还是常用的。 (5)计算公式(4-11)和式(4-14)都适用于矩形、T形和I形截面，并不说明截面形状对受剪承载力没有影响，只是影响不大。 对于厚腹的T形梁，其抗剪性能与矩形梁相似，但受剪承载力略高。这是因为受压翼缘使剪压区混凝土的压应力和剪应力减小，但翼缘的这一有效作用是有限的，且翼缘超过肋宽两倍时，受剪承载力基本上不再提高。 对于薄腹的T形梁，腹板中有较大的剪应力，在剪跨区段内常有均匀的腹剪裂缝出现，当裂缝间斜向受压混凝土被压碎时，梁属斜压破坏，受剪承载力要比厚腹梁低，此时翼缘不能提高梁的受剪承载力。 5 计算公式的适用范围 由于梁的斜截面受剪承载力计算公式仅是针对剪压破坏形态确定的，因而具有一定的适用范围，也即公式有其上、下限值。 (1)截面的最小尺寸(上限值)。 当梁截面尺寸过小，而剪力较大时，梁往往发生斜压破坏，这时，即使多配箍筋，也无济于事。因而，为避免斜压破坏，梁截面尺寸不宜过小，这是主要的原因，其次也为了防止梁在使用阶段斜裂缝过宽(主要是薄腹梁)。《混凝土结构设计规范》对矩形、T形和I形截面梁的截面尺寸作如下的规定： 当hwb≤4时(厚腹梁，也即一般梁)，应满足V≤0.