昆明理工大学建筑工程学院混凝土结构设计原理课件 第5章（3）.ppt

* 5.3 无腹筋梁的受剪性能5.3.1斜裂缝出现后梁中受力状态的变化 1、斜裂缝出现前，梁中剪力由全截面砼承担。 2、斜裂缝出现后，剪力一部分由梁上部砼Vc承担，并由上部砼拱传递到支座； 另一部分通过斜裂缝间的骨料咬合力Va以及纵向钢筋的销拴作用Vd传到支座。因此，剪力传递主要由三部分组成： V=Vc+Vay+Vd 3、随荷载的增加，会有一条斜裂缝形成临界斜裂缝。最后顶部砼（剪压区）在压力和剪力的共同作用下发生破坏。 临界斜裂缝 剪压区 V c V a V d 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 ⑴斜裂缝出现后， 剪压区面积的减小使受压区混凝土剪力增大。 5.3 无腹筋梁的受剪性能 5.3.1斜裂缝出现后梁中受力状态的变化 临界斜裂缝 V c V a V d a a b b 剪压区 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 ⑴斜裂缝出现后， 剪压区面积的减小使受压区混凝土剪力增大。 ⑵斜裂缝出现前，支座附近截面a—a的钢筋应力ss与Ma成正比； 5.3 无腹筋梁的受剪性能 5.3.1斜裂缝出现后梁中受力状态的变化 a a b b M a M b V c V a V d a a b b 剪压区 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 5.3.1斜裂缝出现后梁中受力状态的变化 ⑴斜裂缝出现后， 剪压区面积的减小使受压区混凝土剪力增大。 ⑵斜裂缝出现前，支座附近截面a—a的钢筋应力ss与Ma成正比 ⑶斜裂缝出现后，截面a—a 处ss取决于临界斜裂缝顶点截面b—b处的Mb，即与Mb成正比。 ⑷因此，斜裂缝出现使支座附近的ss与跨中截面的ss相近，这对纵筋的锚固提出更高的要求。 ⑸同时，销栓作用Vd使纵筋周围的混凝土产生撕裂裂缝，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。 梁由原来的梁传力机制变成拉杆拱传力机制 5.3 无腹筋梁的受剪性能 a a b b V d ， T a ≈ T b T b M a M b 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 拉杆拱 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 请看动画 对集中荷载简支梁 h0 a 5.3.2无腹筋梁的剪切破坏形态 Shear Failure Mode 1、剪跨比λShear span ratio ∵在剪弯区段 λ—为第一个集中荷载的作用点到支座的距离 a 与截面有效高度 h0 的比值。 剪跨 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 请看动画 （l1） ①剪跨比很小（l1） ，拱作用很大。荷载主要通过拱作用传递到支座。 ②主压应力的方向沿支座与荷载作用点的连线。 ③最后拱上混凝土在斜向压应力的作用下受压破坏。 ④斜压传力机构，取决于混凝土的抗压强度，脆性破坏。 P f 斜压破坏 diagonal compression failure 2、斜截面破坏的三种形态 ⑴斜压破坏 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 （l 3） ①剪跨比l 较大（l 3） ，主压应力角度较小，拱作用较小。 ②剪力主要依靠拉应力（梁作用）传递到支座， ③一旦出现斜裂缝，就很快形成临界斜裂缝，荷载传递路线被切断，承载力急剧下降，脆性性质显著。 ④破坏是由于混凝土（斜向）拉坏引起的，称为斜拉破坏。 ④斜拉传力机构，取决于混凝土的抗拉强度（一裂即坏）。 P f 斜拉破坏 diagonal tension failure ⑵斜拉破坏 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 ③最后，拱顶处混凝土在剪应力和压应力的共同作用下，达到混凝土的复合受力下的强度而破坏。 ④部分拱作用，部分斜拉传递，取决于混凝土的复合应力下（剪压）的强度。 P f ①剪跨比较小，有一定拱作用 ②斜裂缝出现后，部分荷载通过拱作用传递到支座，承载力没有很快丧失，荷载可以继续增加，并出现其它斜裂缝。 剪压破坏 shear compression failure （1l 3） ⑶剪压破坏 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 无腹筋梁的受剪破坏都是脆性破坏！ ⑴斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著，承载力最低； ⑵斜压破坏为受压脆性破坏，承载力最大； ⑶剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。 不同破坏形态的原因主要是由于传力路径的变化引起应力状态的不同而产生的。 P f 斜压破坏 剪压破坏 斜拉破坏 混凝土结构设计原理 5.受弯构件斜截面承载力计算 影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑，而且受剪破坏都是脆性的。 《规范》根据大量的试验结果，取具有一定可靠度（95%）的偏下限经验公式来计算受剪承载力。 ⑴矩形、T形和工形截面的一般受弯构件 Vc=0.7bh br ftbh0 3、无腹筋梁受剪承载力的计算 bh为截面尺寸效应影响