混凝土结构设计 第五章

研制单位：湖南大学高等教育出版社高等教育电子音像出版社混凝土结构设计原理(第5章电子教案)第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章本章重点了解斜截面破坏的主要形态及影响因素；掌握桥涵工程中受弯构件斜截面承载力了解材料抵抗弯矩图的画法；掌握深受弯构件斜截面承载力计算方法掌握建筑工程受弯构件斜截面承载力的计算方法及防止斜压和斜拉破坏的措施；及构造要求；的计算方法及构造要求。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章§5.1概述5.1.1斜截面破坏机理由材料力学可知：…5-12tp2cp24…5-212arctan()2第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章5.1.2影响斜截面承载力的主要因素1.剪跨比定义：…5-30VhM当为右图所示的对称荷载时：laaPPPP第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章2.腹筋（箍筋和弯起钢筋）配筋率3.材料的强度等级…5-40000haPhPaVhPaVhM第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章5.1.3斜截面的主要破坏型态1.斜压破坏产生条件λ1.5或腹筋多、腹板薄。破坏特点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。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章2.剪压破坏3.斜拉破坏产生条件1.5≤λ≤3且腹筋量适中。破坏特点受拉区边缘先开裂，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。产生条件λ3且腹筋量少。破坏特点受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展，构件很快破坏。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章5.1.4防止斜截面破坏的承载力条件…5-6斜截面上有剪力，也有弯矩。为了防止斜截面破坏，要求：…5-5V≤VuM≤Mu我国规范规定:式（5）通过计算满足;式（6）用构造措施保证。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章5.2.1矩形、T形和I形截面受弯构件1.一般情况0YcsvsbVVVVcssbVVsvcst0yv00.71.25AVfbhfhssbysb0.8sinVfA§5.2建筑工程中受弯构件斜截面设计方法第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章fyv——箍筋抗拉强度设计值；Asv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积:=n,此处，n为在同一截面内箍筋的肢数，为单肢箍筋的截面面积；AsvAsv1Asv1S——沿构件长度方向的箍筋间距；Asb——同一弯起平面内弯起钢筋截面面积；——弯起钢筋与构件轴线的夹角。svt0yv0ysb0.71.250.8sinAVfbhfhfAs…5-7第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章2.集中荷载下的独立梁…5-8sv001.750.8sin1AVfbhfhfAstyvysbλ——计算截面的剪跨比，可取λ=a/h0,a为集中荷载作用点至支座或节点的距离；当λ1.5时，取λ=1.5；当λ3时，取λ=3。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章3.基本公式的适用范围适剪压破坏。为了防止斜压破坏，要求：当时/4hbw…5-90cc25.0bhfV/6hbw当时…5-100cc2.0bhfV当时/4~6hbw0ccw)/14(025.0bhfbhV…5-11c——混凝土强度影响系数，当fcu,kC50时，取=1.0；c当混凝土强度等级为C80时，取=0.8；其间按线性内插法取用。c第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章hw——截面的腹板高度，按下图确定：hwhwhw第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章为了防止斜拉破坏，要求：①箍筋的间距应满足表5-1要求：表5-1梁高h/mmV0.7ftbh0V≤0.7ftbh0150h≤300150200300h≤500200300500h≤800250350h800300600第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章②箍筋的直径满足表5-2要求：表5-2梁高h(mm)箍筋直径(mm)h≤8006h8008第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章③当时，配箍率尚应满足：t00.7Vfbh…5-12yvtminsv,sv24.0ffsbAsvsvsb第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章4.可以按构造配置箍筋的条件当满足下列条件时，可按表5-1和表5-2配筋。一般情况：…5-130t7.0bhfV集中荷载下的独立梁：…5-140t175.1bhfV第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章5.斜截面受剪承载力的计算位置支座边缘处截面；腹板宽度改变处剪力。箍筋间距或截面面积改变处截面；受拉钢筋弯起点处截面；第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章6.斜截面承载力计算步骤⑴确定计算截面及其剪力设计值；⑵验算截面尺寸是否足够；⑶验算是否可以按构造配筋；⑷当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量；⑸验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否满足要求。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章7.保证斜截面抗弯承载力的条件⑴荷载弯矩图与抵抗弯矩图的概念荷载弯矩图抵抗弯矩图保证斜截面抗弯承载力的条件：抵抗弯矩各截面不小于荷载弯矩，或抵抗弯矩图要包住荷载弯矩图。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章⑵弯起钢筋的抵抗弯矩图荷载弯矩图抵抗弯矩图荷载弯矩图抵抗弯矩图≥h0/2≥h0/2结论宜采用箍筋作为承受剪力的钢筋。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章8.构造要求（1）负弯矩钢筋的切断位置强度充分利用截面计算不需要该钢筋截面荷载弯矩图抵抗弯矩图ld2ld1ld1——粘结锚固长度;ld2——外伸长度从ld1和ld2中选外伸较长者。ld1和ld2见表5-３。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章表5-3截面条件ld1ld2V≤0.7ftbh01.2la20dV＞0.7ftbh01.2la+h020d且h0V＞0.7ftbh0且断点仍在负弯矩受拉区内1.2la+1.7h020d且1.3h0第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章（2）纵筋在支座处的锚固las当V≤0.7ftbh0时，las≥5d；当V＞0.7ftbh0时，las≥12d（带肋）las≥15d（光面）第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章节点中的直线锚固：≥la≥la第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章节点中的弯折锚固：15d≥0.4la≥0.4la第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章节点或支座范围外的搭接：ll第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章（3）弯筋终点应有直线段，光面钢筋端部还应做弯钩。20dd受拉10dd受压第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章（4）不得采用浮筋做弯筋。鸭筋可用浮筋禁用第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章（5）梁受扭或承受动荷载时，不得使用开口钢箍开口箍密闭箍注意——弯钩及开口应布置在受压区。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章9.深受弯构件斜截面设计（1）计算公式一般情况（只配箍筋抗剪）：…5-150svyv00t03)2/(25.13)/8(7.0hsAfhlbhfhlV第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章集中荷载独立梁（只配箍筋抗剪）：…5-160svyv00t3)2/(175.1hsAfhlbhfVλ——计算剪跨比，当l0/h≤0.2时，取λ=0.25；当2.0＜l0/h＜5.0时，取λ=a/h0；λ的上限值按λ=0.42l0/h-0.58计算；l0/h——跨高比，当l0/h＜2.0时，取l0/h=2.0。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章（2）截面尺寸要求：为防止斜压破坏，截面尺寸应满足：当hw/b≤4时当hw/b≥6时当hw/b在4~6之间时按线性内插法取用。001(7/)60Vlhfbhcc001(10/)60Vlhfbhccl0——计算跨度，当l0＜2h时，取l0=2h。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章（3）可不进行斜截面受剪承载力计算的条件：…5-170tkk5.0bhfVVk——按荷载标准组合计算的剪力值；ftk——混凝土抗拉强度标准值。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章（4）构造要求：①截面宽度：≥140mm；当l0/h≥1时，h/b≤25；当l0/h＜1时，l0/b≤25。②混凝土强度：≥C20。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章③纵向受力钢筋：第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章下部纵筋宜均匀布置在梁的下部0.2h范围内，连续深梁中间支座上纵筋按下图分配：(1.5＜l0/h≤2.5)(1＜l0/h≤1.5)(l0/h≤1)第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章④深梁宜配双排钢筋网，水平和竖向分布钢筋的直径均不应小于8mm，间距不应大于200mm，且应满足表—4最小配筋百分率的要求：表-4钢筋种类纵向受力筋水平分布筋竖向分布筋HPB2350.25%0.25%0.20%HRB335、HRB400、RRB4000.20%0.20%0.15%注：当集中荷载作用于连续深梁上部1/4高度范围内且l0/h＞1.5时，竖向分布筋最小配筋百分率应增加0.05。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章5.2.2不配腹筋的板…5-180th7.0bhfVβh——截面高度影响系数，当h0800mm时,取h0=800mm;当h02000mm时,取h0=2000mm;ft——混凝土轴心抗拉强度设计值。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章§5.3公路桥涵工程中受弯构件斜截面设计方法5.3.1计算公式第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章…5-19sbcsd0VVVsvsvkcu,0331)P6.02(1045.0ffbh3sdsbs0.7510sinfA11Vd——斜截面受压端正截面上的最大剪力组合设计值；——异号弯矩影响系数，计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承载力时，取=1.0；计算连续梁和悬臂梁近中间支点梁段的抗剪承载力时，取=0.9；——受压翼缘影响系数，取=1.1；331第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章b——斜截面受压端腹板截面宽度；h0——斜截面受压端截面有效高度；ρ——纵向受拉钢筋配筋百分率，P=100ρ,ρ=As/bh0,当P＞2.5时，取ρ=2.5；fcu,k——边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值,MPa；ρsv——斜截面内箍筋配筋率，ρsv=Asv/svb；fsv——箍筋抗拉强度设计值；第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章fsd——弯筋抗拉强度设计值；Asb——斜截面内同一弯起平面的弯筋面积；——弯筋与水平线夹角。s当同时配有箍筋和弯筋抗剪时，由混凝土和箍筋共同承担的剪力不少于60％，由弯筋承担的剪力不大于40％。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章5.3.2截面尺寸验算矩形、T形和I形截面应满足：…5-2030dcu,k00.5110Vfbh5.3.3可不作斜截面抗剪验算的条件…5-2130d2td00.5010Vfbhftd——混凝土抗拉强度设计值。对于板式受弯构件，公式（21）右边可乘以1.25的提高系数。第5章混凝土结构设计原理主页目录上一章帮助下一章5.3.4斜截面抗弯承载力验算办法验算公式：…5-22svsvsvsbsbsdsssdd0ZAfZAfZAf