4.1受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态4.2影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素4.3受弯构件的斜截面抗剪承载力4.4受弯构件的斜截面抗弯承载力4.5全梁承载力校核与构造要求4.6连续梁的斜截面抗剪承载力课程目标1.了解简支梁剪弯区的应力状态,斜截面可能出现的破坏形态及影响抗剪承载力的主要因素;2.掌握斜截面剪压破坏抗剪承载力计算图式及其计算公式的应用——腹筋的设计;3.完整地设计或复核各类截面(矩形截面、T形截面及箱形截面)钢筋混凝土简支梁(包括正截面、斜截面计算及构造要求)24.1受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态4.1.1无腹筋简支梁斜截面的受力状态(1)裂缝出现前的应力状态主应力轨迹线见下图4-134应力发生重分布:a.剪压区截面减小,τ、σ增大b.裂缝处纵筋拉应力增大,因需抵抗A-A截面弯矩(2)裂缝出现后应力变化见左图4-254.1.2无腹筋梁斜截面破坏的主要形态(1)剪跨比的概念0VhMm0hamb.狭义剪跨比:a.广义剪跨比:laaPPPP6(a)斜拉破坏(m>3)由梁底竖向裂缝延主压应力轨迹线迅速伸展至梁顶荷载垫板边缘——撕裂;破坏荷载低。(2)破坏形态特征及其发生原因(b)剪压破坏(1<m≤3)梁剪弯区段出现临界斜裂缝,延主压应力轨迹线伸展至荷载垫板下方保留一块混凝土即剪压区,在复合应力作用下圧酥而破坏;(c)斜压破坏(m≤1)腹部开裂,几条平行斜裂缝把梁腹分割成小柱体而压碎4.1.3有腹筋简支梁斜截面的受力状态腹筋——箍筋或箍筋+弯起筋1)有腹筋简支梁斜截面出现前后的应力状态开裂前:腹筋作用很小开裂后:腹筋应力增加显著;帮助混凝土一起抗剪的能力强大?72)有腹筋梁斜截面破坏的主要形态a.斜拉破坏发生条件:λ3且腹筋量少。破坏特征:受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展,构件很快破坏。(箍筋不能有效抑制斜裂缝,少筋。)89b.斜压破坏发生条件:λ≤1.0或腹筋多、腹板薄破坏特征:中和轴附近出现斜裂缝,然后向支座和荷载作用点延伸,破坏时在支座与荷载作用点之间形成多条斜裂缝,斜裂缝间混凝土突然压碎,腹筋不屈服。(腹部混凝土压碎时箍筋未屈服,超筋。)10c.剪压破坏发生条件:1.0<λ≤3或腹筋量适中破坏特征:受拉区边缘先开裂,然后向受压区延伸。破坏时,与临界斜裂缝相交的腹筋屈服,受压区混凝土随后被压碎。(箍筋受拉屈服,剪压区混凝土压碎,适筋)4.2影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素1)剪跨比m2)混凝土抗压强度fcu3)纵向钢筋配筋率4)配箍率和箍筋强度此外,截面形状及尺寸对Vu的影响较大。11vsvsvbSA配箍率计算方法思考11.配有腹筋梁的斜截面破坏形态有几种?各在什么情况下发生?2.你认为影响梁斜截面抗剪能力的最主要因素是哪些?124.3受弯构件的斜截面抗剪承载力4.3.1斜截面抗剪承载力计算的基本公式及适用条件1)基本公式13sbcsusbsvcuVVVVVVVsvsvkcusvccsffpbhVVV,03321)6.02()1045.0(ssbsdsbAfVsin)75.0(4.3受弯构件的斜截面抗剪承载力2)适用条件(1)上限值——截面最小尺寸14(2)下限值——按构造要求配置箍筋条件)kN()1051.0(0,30bhfVkcud)kN()105.0(0230bhfVtdd4-64-74.3.2等高度简支梁腹筋的初步设计已知:L、b×h、混凝土强度等级、纵筋及箍筋抗拉设计强度,跨中纵筋布置,梁的计算剪力包络图,见下图4-1215(1)验算截面上限(2)求构造配筋位置(3)求距支座h/2处剪力V’,令Vcs=0.6V’Vsb=0.4V’(4)按式(4-8)或(4-9)求配箍筋(5)按式(4-10)求每排弯起钢筋所需面积,按构造确定弯筋数量及位置。思考21.梁的斜截面抗剪承载力基本公式是依据哪种破坏形态建立的?其适用范围是什么?2.规定截面最小尺寸的目的何在?若不满足此规定,应作何处理?3.如何避免梁发生斜拉破坏?16作业:习题4-94.4受弯构件的斜截面抗弯承载力4.4.1斜截面抗弯承载力计算17svsvsvsbsbsdsssdudZAfZAfZAfMM0实际设计中采用构造规定来满足上式,即:起弯点距该筋充分利用点距离满足S1≥0.5h04.4受弯构件的斜截面抗弯承载力4.4.2纵向受拉钢筋的弯起要求会作两种图:1)计算弯矩包络图2)材料抵抗弯矩图要求在图中明确两个点:1)弯筋的“充分利用点”2)弯筋的“不需要点”思考两个问题:1)满足正截面抗弯要求?2)满足斜截面抗弯要求?184.5全梁承载力校核与构造要求4.5.1斜截面抗剪承载力的复核利用式(4-6)检查截面尺寸利用式(4-5)进行抗剪复核,并注意:1)复核截面的选择,见P912)斜截面顶端位置的确定,见P91194.5.2有关的构造要求1)纵向钢筋在支座处的锚固2)纵向钢筋在梁跨间的截断与锚固3)钢筋的接头4)箍筋的构造要求5)弯起钢筋6)架立钢筋(P45)7)水平纵向钢筋(P45)20课堂作业什么情况下梁采用焊接钢筋骨架?试绘出焊接钢筋骨架T形截面简支梁配筋示意图,并说明各种钢筋的作用及构造要求。214.5.3装配式钢筋混凝土简支梁设计例题已知:简支梁计算跨径19.5m,T形截面,Ⅰ类环境,二级安全等级。C25混凝土,纵筋HRB335级,箍筋R235,直径8mm,控制截面弯矩及剪力组合设计值如下表:要求:配置纵筋,弯起筋及箍筋。22截面位置弯矩kN.m剪力kN跨中截面220084L/4跨截面1600——支座截面04404.5.3装配式钢筋混凝土简支梁设计例题23题图4.5.3装配式钢筋混凝土简支梁设计例题24跨中截面配筋图(纵筋)4.5.3装配式钢筋混凝土简支梁设计例题25半跨梁剪力分配图配筋图(下)及弯起筋布置示意图(上)4.5.3装配式钢筋混凝土简支梁设计例题26弯起钢筋细节图(左下)4.5.3装配式钢筋混凝土简支梁设计例题27弯起钢筋后梁正、斜截面抗弯验算见下图4-264.5.3装配式钢筋混凝土简支梁设计例题28弯起筋和斜及筋布置见图4-27其中a)、c)分别为弯矩、剪力包络图4.5.3装配式钢筋混凝土简支梁设计例题29斜截面抗剪承载力复核由图4-27及图4-28对各截面逐一进行复核课外作业教材P108,4-10304.6连续梁斜截面抗剪承载力314.6连续梁斜截面抗剪承载力4.6.1连续梁斜截面破坏特点依次裂缝:先垂直裂缝再临界裂缝后粘结裂缝应力重分布:纵筋外混凝土由压变为拉导致Vu↓324.6连续梁斜截面抗剪承载力Vu↓的影响因素:广义剪跨比m33MMhaVhMm)1(00Vu计算公式见式(4-5)4.6连续梁斜截面抗剪承载力4.6.2连续梁斜截面抗剪承载力计算方法(1)配箍筋和弯起筋,抗剪计算按式(4-5)进行,变高度梁式中Vd改用换算剪力设计值,截面尺寸验算满足式(4-6),对变高度梁尚应对截面急剧变化处进行验算(2)最大剪力组合设计值取值规定:等高:变高:(3)计算弯起钢筋时的,Vsb取值的规定(4)配筋构造要求344.6连续梁斜截面抗剪承载力35