受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力設(shè)計

1、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算一、有腹筋梁受剪承載力計算基本公式1 矩形、 T 形和形截面的一般受彎構(gòu)件，斜截面受剪承載力計算公式為：VVcs0.7 ft bh01.25 f yvAsv h0(5-6)s式中f t 一混凝土抗拉強度設(shè)計值；b 一構(gòu)件的截面寬度，T 形和形截面取腹板寬度；h0 一截面的有效高度；f yv 一箍筋的抗拉強度設(shè)計值；Asv 一配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積，AsvnAsv1 ；n 一在同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)；Asv1 一單肢箍筋的截面面積；s 一箍筋的間距。2集中荷載作用下的獨立梁（包括作用多種荷載，且其中集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的7

2、5%以上的情況），斜截面受剪承載力按下式計算：V Vcs1.75f yvAsvh0(5-7)f t bh0s1.0式中一剪跨比，可取a / h0 ， a 為計算截面至支座截面或節(jié)點邊緣的距離，計算截面取集中荷載作用點處的截面。當(dāng)小于1.5 時，取1.5 ；當(dāng)大于 3.0 時，取3. 0 。獨立梁是指不與樓板整澆的梁。構(gòu)件中箍筋的數(shù)量可以用箍筋配箍率sv 表示 :svAsv(5-8)bs3當(dāng)梁內(nèi)還配置彎起鋼筋時，公式(5-4) 中Vb0.8 f y Asb sin s(5-9)式中f y 一縱筋抗拉強度設(shè)計值；Asb 一同一彎起平面內(nèi)彎起鋼筋的截面面積；s 一斜截面上彎起鋼筋的切線與構(gòu)件縱向軸線

3、的夾角，一般取45o ，當(dāng)梁較高時，可取 60 o 。剪壓破壞時， 與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋的拉應(yīng)力一般都能達到屈服強度，但是拉應(yīng)力可能不均勻。為此，在彎起鋼筋中考慮了應(yīng)力不均勻系數(shù)，取為0.8。另外，雖然縱筋的銷栓作用對斜截面受剪承載力有一定的影響，但其在抵抗受剪破壞中所起的作用較小，所以斜截面受剪承載力計算中沒有考慮縱筋的作用。二、混凝土的受剪承載力可以抵抗斜截面的破壞，可不進行斜截面承載力計算，僅需按構(gòu)造要求配置箍筋的條件V0.7 ft bh0(5-10)或V1.75(5-11)f t bh01.0三、計算公式的適用范圍（上限和下限）l 截面限制條件當(dāng)配箍特征值過大時，箍筋的抗拉強度

4、不能發(fā)揮，梁的斜截面破壞將由剪壓破壞轉(zhuǎn)為斜壓破壞，此時，梁沿斜截面的抗剪能力主要由混凝土的截面尺寸及混凝土的強度等級決定，而與配筋率無關(guān)。 所以， 為了防止斜壓破壞和限制使用階段的斜裂縫寬度，構(gòu)件的截面尺寸不應(yīng)過小，配置的腹筋也不應(yīng)過多。為此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定了斜截面受剪能力計算公式的上限值，即，截面限制條件。 由于薄腹梁的斜裂縫寬度一般開展要大一些，為防止薄腹梁的斜裂縫開展過寬，截面限制條件分一般梁和薄腹梁兩種情況給出。當(dāng) hw4 時，屬于一般梁，應(yīng)滿足bV 0.25 c fc bh0(5-12)當(dāng) hw6 時，屬于薄腹梁，應(yīng)滿足bV 0.20 c f cbh0(5-13)hw當(dāng) 46

5、 時，按線性內(nèi)插法求得。b以上各式中，hw 為截面的腹板高度，矩形截面取有效高度h0 ，T 形截面取有效高度減去上翼緣高度；形截面取腹板凈高。設(shè)計中如果不滿足式(5-12) 或式 (5-13) 要求，應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土強度等級。同時，考慮到高強混凝土的抗剪性能，引入了混凝土強度影響系數(shù)c ，當(dāng)混凝土強度等級小于 C50 時，c 取 1.0；當(dāng)混凝土強度等級為C80 時，c 取 0.8，其間按線性內(nèi)插法取用。2最小箍筋配筋率試驗表明，若箍筋配筋率過小，或箍筋間距過大，一旦出現(xiàn)斜裂縫，箍筋可能迅速達到屈服強度，斜裂縫急劇開展，導(dǎo)致斜拉破壞。為此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定了在需要按計算配置箍筋

6、時的最小箍筋配筋率，即配箍率sv的下限值：sv, min0.24 f t(5-14)f yv需要注意的是， 即使?jié)M足公式 (5-10) 和 (5-11)，即不需要按計算配置箍筋， 也必須按最小箍筋用量的要求配置構(gòu)造箍筋，即應(yīng)滿足箍筋最大間距和箍筋最小直徑的構(gòu)造要求。四、計算截面位置與剪力設(shè)計值的取值在進行斜截面受剪承載力設(shè)計時，計算截面位置應(yīng)為斜截面受剪承載力較薄弱的截面。如圖 5-17，計算截面位置按下列規(guī)定采用：(1) 支座邊緣處的截面；(2) 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面；(3) 箍筋截面面積和間距改變處的截面；(4) 腹板寬度改變處的截面。圖 5-17斜截面受剪承載力的計算截面位置同時

7、，箍筋間距以及彎起鋼筋前一排 （對支座而言） 的彎起點至后一排彎起終點的距離應(yīng)符合箍筋最大間距的要求，同時，箍筋也應(yīng)滿足最小直徑的要求。計算截面的剪力設(shè)計值應(yīng)取其相應(yīng)截面上的最大剪力值。五、箍筋的構(gòu)造要求1箍筋的肢數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定：梁寬大于400mm，且一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于4 根時，可用四肢箍筋；梁寬很小時，也可以用單肢箍筋。對計算不需要箍筋的梁，截面高度大于 300mm 時，仍應(yīng)沿梁全長設(shè)置箍筋；對截面高度為150 mm 300 mm 的梁，可僅在構(gòu)件端部容易出現(xiàn)斜裂縫的各1/4 跨度范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，但當(dāng)構(gòu)件中部1/2 跨度范圍內(nèi)有集中荷載作用時，則應(yīng)沿梁全長設(shè)置箍筋；截面高度為

8、150mm 以下時，可不設(shè)置箍筋。2箍筋間距為了保證每一個斜裂縫內(nèi)都有必要數(shù)量的箍筋與之相交，發(fā)揮箍筋的作用，對箍筋的最大間距有限制要求。梁中縱向鋼筋搭接長度范圍內(nèi)的箍筋最大間距宜符合表5-2 的規(guī)定。表 5-2梁中箍筋的最大間距Smax （mm）梁高 hV 0.7 ft bh0V 0.7 ft bh0150h300300h500500h800h8001502002003002503503004003箍筋的間距當(dāng)梁中配有計算需要的縱向受壓鋼筋時，箍筋應(yīng)為封閉式，箍筋的間距在綁扎骨架中不應(yīng)大于 15d ，在焊接骨架中不應(yīng)小于20d （ d 為縱向受壓鋼筋的最小直徑），同時在任何情況下均不應(yīng)大于4

9、00mm；當(dāng)一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于3 根時，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋；當(dāng)一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于5 根時且直徑大于18mm 時，箍筋間距不應(yīng)大于10d ；當(dāng)梁的寬度不大于 400mm，且一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋不多于4 根時，可不設(shè)置復(fù)合箍筋。4箍筋的最小間距箍筋除了承受剪力外，還起著固定縱筋與之形成鋼骨架的作用。為了保證鋼骨架有足夠的剛度，需要限制箍筋的最小直徑。梁中箍筋最小直徑如表5-3 所示。表 5-3箍筋的最小直徑（mm）梁寬h箍筋直徑h8008h8006當(dāng)梁中配有按計算需要的縱向受壓鋼筋時，箍筋直徑還應(yīng)滿足不小于d / 4 （ d 為縱向受壓鋼筋的直徑）的要求。5箍筋的配筋率配有箍筋的梁一旦出現(xiàn)

10、斜裂縫后， 斜裂縫處的拉力則由箍筋全部承擔(dān)， 如果箍筋配置過少，則箍筋很快屈服， 就不能有效阻止斜裂縫的開展， 同時斜裂縫過寬會使骨料間的咬合力消失，抗剪作用消弱，甚至箍筋被拉斷，發(fā)生斜拉破壞。所以，箍筋除滿足對其最小直徑及最大間距的要求外，箍筋的配筋率sv （ Asv ）尚不應(yīng)小于 0.24f t 。bsf yv六、設(shè)計步驟梁的斜截面受剪承載力設(shè)計計算分截面選擇和承載力校核兩類問題。（一）受剪承載力設(shè)計步驟可歸納如下1構(gòu)件的截面尺寸和縱筋由正截面承載力計算已初步選定，所以進行斜截面受剪承載力計算時應(yīng)首先復(fù)核是否滿足截面限制條件，如不滿足應(yīng)加大截面或提高混凝土強度等級。當(dāng) hw4 時，屬于一般

11、梁，應(yīng)滿足：V0.25c f cbh0b當(dāng) hw6 時，屬于薄腹梁，應(yīng)滿足：V0.20c f cbh0bhw當(dāng) 46 時，按線性內(nèi)插法求得。b2判定是否需要按照計算配置箍筋，當(dāng)不需要按計算配置箍筋時，應(yīng)按照構(gòu)造滿足最小箍筋用量的要求。V 0.7 ft bh0 或 V1.75f t bh01.03需要按計算配置箍筋時，按計算截面位置采用剪力設(shè)計值；（ 1）支座邊緣處的截面；（ 2）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面；（ 3）箍筋截面面積和間距改變處的截面；（ 4）腹板寬度改變處的截面。4按計算確定箍筋用量時，選用的箍筋也應(yīng)滿足箍筋最大間距和最小直徑的要求；（ 1）矩形、 T 形和形截面的一般受彎構(gòu)件，

12、矩形、 T 形和形截面的一般受彎構(gòu)件，只配箍筋而不用彎起鋼筋V 0.7 f t bho1.25 f yvn Asv1 hosn Asv1V 0.7 f t bh0根據(jù)此值選擇箍筋，并應(yīng)符合箍筋間距要求；s1.25 f yv h0（ 2）集中荷載作用下的獨立梁（包括作用多種荷載，且其中集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75%以上的情況），只配箍筋而不用彎起鋼筋V Vcs1.75f t bh0 f yvAsv h01.0snAsv1V1.75f t bh01.0根據(jù)此值選擇箍筋，并應(yīng)符合箍筋間距要求；sf yvh05當(dāng)需要配置彎起鋼筋時，可先計算Vcs ，再計算彎起鋼筋的截面面積，這時剪力設(shè)計值按如下方法取用：計算第一排彎起鋼筋（對支座而言）時，取支座邊緣的剪力；計算以后每排彎起鋼筋時， 取前一排彎起鋼筋彎起點處的剪力； 兩排彎起鋼筋的間距應(yīng)小于箍筋的最大間距。（ 1）彎起鋼筋承擔(dān)的剪力：Vsb0.8Asbf y sin s混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力：VcsV Vsb170880 77406 93474N（ 2）余下計算按第 4 步進行。（二）承載力校核步驟可歸納如下已知：材料強度設(shè)計值fc、 f y ；截面尺寸b、 ho ；配箍量n、 Asv1、 s等，解：1復(fù)核斜截面所能承受的剪力Vu （僅配箍筋）（ 1）矩形、 T 形和形截面的一