混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理沈蒲生5受彎構(gòu)件斜截面承載力課件

1、湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-191&第五章 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-192一、概述一、概述 2224tpcp12()2arctg（1） （2） （一）斜截面破壞機(jī)理（一）斜截面破壞機(jī)理主壓應(yīng)力跡線主壓應(yīng)力跡線主拉應(yīng)力跡線主拉應(yīng)力跡線湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-193（二）、影響斜截面承載力的主要因素（二）、影響斜截面承載力的主要因素 定義：定義： 0MV h（3） 當(dāng)為對(duì)稱荷載時(shí)：當(dāng)為對(duì)稱荷載時(shí)： （4） 0000MPaPaaVhVhPhh2.腹筋（箍筋和彎起鋼筋）配筋率腹筋（箍筋和彎起鋼筋）

2、配筋率 3.材料的強(qiáng)度等級(jí)材料的強(qiáng)度等級(jí) 1.剪跨比剪跨比 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-194（三）、斜截面的主要破壞特征（三）、斜截面的主要破壞特征 1. 斜壓破壞斜壓破壞產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件： 3且腹筋量少。 破壞特點(diǎn)：破壞特點(diǎn)：受拉邊緣一旦出現(xiàn)斜裂 縫便急速發(fā)展，構(gòu)件很 快破壞。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-196（四）防止斜截面破壞的承載力條件（四）防止斜截面破壞的承載力條件 斜截面上有剪力，也有彎矩。為了防止斜截面破斜截面上有剪力，也有彎矩。為了防止斜截面破 壞，要求：壞，要求： VV Vu (5) MMu (6) 我國(guó)規(guī)范中：我國(guó)規(guī)范中： 式（

3、式（5 5）用）用計(jì)算計(jì)算保證，保證， 式（式（6 6）用）用構(gòu)造措施構(gòu)造措施滿足。滿足。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-197二、建筑工程中受彎構(gòu)件斜截面設(shè)計(jì)方法二、建筑工程中受彎構(gòu)件斜截面設(shè)計(jì)方法 （一）不配腹筋的板（一）不配腹筋的板00 .7Vf b hht（7） 式中 h截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h02000mm時(shí)， 取h0=2000mmm; ft 砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見附表1-2。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-198（二）（二）矩形、矩形、T形和形和I形截面受彎構(gòu)件形截面受彎構(gòu)件 1. 一般情況一般情況0YVVVVcsvsbVVcssb（8） 000

4、.71.25AVf bhfhssvcstyv0.8sinVf Asbysb （9） （10） 000.71.250.8sinAVf bhfhf Assvtyvysb (11) 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-199式中式中 ：fyv箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見附表2-3； Asv配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面 積: =n ,此處，n為在同一截面內(nèi) 箍筋的肢數(shù)， 為單肢箍筋的截面面積； AsvAsv1Asv1S 沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向的箍筋間距； 同一彎起平面內(nèi)彎起鋼筋截面面積； Asb彎起鋼筋與構(gòu)件軸向的夾角。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-19102.集中荷載下的獨(dú)

5、立梁集中荷載下的獨(dú)立梁 sv001.750.8sin1AVf bhfhf Astyvysb（12） 式中式中 計(jì)算截面的剪跨比，可取=a/h0, a為集中荷 載作用點(diǎn)至支座或節(jié)點(diǎn)的距離；當(dāng)3時(shí)，取=3。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-19113.基本公式的適用范圍基本公式的適用范圍 適用于剪壓破壞。適用于剪壓破壞。 （1）為了防止斜壓破壞，要求：）為了防止斜壓破壞，要求： 當(dāng) 時(shí) /4hb w00.25Vf bhcc （13） 當(dāng) 時(shí) /6hb w00.2Vf bhcc（14） 當(dāng) 時(shí) /4 6hb w00.025(14/ )Vhbf bhwcc（15） 式中式中 c混凝土強(qiáng)

6、度影響系數(shù)，當(dāng) fcu,k C50時(shí)，取 c=1.0；當(dāng) fcu,k=C80時(shí)，取 c=0.8；其間按線性內(nèi)插法取用。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1912hw截面的腹板高度，按下圖確定：截面的腹板高度，按下圖確定： hwhwhw湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1913（2）為了防止斜拉破壞，要求：為了防止斜拉破壞，要求：箍筋的間距應(yīng)滿足表箍筋的間距應(yīng)滿足表1 1要求；要求；表表1 1 梁高梁高h(yuǎn)(mm)V0.7ftbh0V0.7ftbh0150h300150200300h500200300500800300600湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-

7、4-1914箍筋的直徑滿足表箍筋的直徑滿足表2 2要求；要求； 表表2 梁高梁高h(yuǎn)(mm)箍筋直徑箍筋直徑(mm)h8006h8008湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1915 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，配箍率尚應(yīng)滿足：時(shí)，配箍率尚應(yīng)滿足： 00.7Vf bhtAsbsvsv0.24fftsvsv,m inyv （16） 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-19164. 可以按構(gòu)造配置箍筋的條件可以按構(gòu)造配置箍筋的條件當(dāng)滿足下列條件時(shí)，可按表當(dāng)滿足下列條件時(shí)，可按表1和表和表2配筋。配筋。 一般情況： 00.7Vf bht（17） 集中荷載作用下的獨(dú)立梁： 01.751Vf bht（

8、18） 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-19175. 斜截面受剪承載力的計(jì)算位置斜截面受剪承載力的計(jì)算位置v支座邊緣處截面；v腹板寬度改變處截面。 v箍筋間距或截面面積改變處截面；v受拉鋼筋彎起點(diǎn)處截面；湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-19186.斜截面承載力計(jì)算步驟斜截面承載力計(jì)算步驟 確定計(jì)算截面及其剪力設(shè)計(jì)值；確定計(jì)算截面及其剪力設(shè)計(jì)值； 驗(yàn)算截面尺寸是否足夠；驗(yàn)算截面尺寸是否足夠； 驗(yàn)算是否可以按構(gòu)造配筋；驗(yàn)算是否可以按構(gòu)造配筋； 當(dāng)不能按構(gòu)造配箍筋時(shí)，計(jì)算腹筋用量；當(dāng)不能按構(gòu)造配箍筋時(shí)，計(jì)算腹筋用量； 驗(yàn)算箍筋間距、直徑和最小配箍率是否驗(yàn)算箍筋間距、直

9、徑和最小配箍率是否 滿足要求。滿足要求。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-19197.保證斜截面抗彎承載力的條件保證斜截面抗彎承載力的條件 荷載彎矩圖與抵抗彎矩圖的概念荷載彎矩圖與抵抗彎矩圖的概念 保證斜截面抗彎承載力的條件：保證斜截面抗彎承載力的條件： 抵抗彎矩各截面不小于荷載彎矩，或抵抗彎抵抗彎矩各截面不小于荷載彎矩，或抵抗彎矩圖要包住荷載彎矩圖。矩圖要包住荷載彎矩圖。 抵抗彎矩圖荷載彎矩圖湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1920 彎起鋼筋的抵抗彎矩圖彎起鋼筋的抵抗彎矩圖 h0/2h0/2結(jié)論：結(jié)論： 宜采用宜采用箍筋箍筋作為承受剪力的鋼筋。作為承受剪力的鋼

10、筋。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-19218.構(gòu)造要求：構(gòu)造要求：粘結(jié)錨固長(zhǎng)度外伸長(zhǎng)度 荷載彎矩圖抵抗彎矩圖強(qiáng)度充分利用截面計(jì)算不需要該鋼筋截面 （1） 負(fù)彎矩鋼筋的切斷位置負(fù)彎矩鋼筋的切斷位置表表3 從從ld1和和ld2中選外伸較長(zhǎng)者中選外伸較長(zhǎng)者 ； ld1和和ld2 的取值見表的取值見表3。截面條件截面條件ld1ld2V0.7ftbh01.2la20dV0.7ftbh01.2la+h020d且且h0V0.7ftbh0且斷點(diǎn)仍在負(fù)彎矩受拉區(qū)內(nèi)且斷點(diǎn)仍在負(fù)彎矩受拉區(qū)內(nèi)1.2la+1.7h020d且且1.3h0混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章20

11、22-4-1923 （2）縱筋在支座處的錨固縱筋在支座處的錨固 las當(dāng)V0.7ftbh0時(shí)，las5d； 當(dāng)V0.7ftbh0時(shí)，las12d（帶肋） las15d（光面） 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1924節(jié)點(diǎn)中的直線錨固：節(jié)點(diǎn)中的直線錨固：lala湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1925節(jié)點(diǎn)中的彎折錨固：節(jié)點(diǎn)中的彎折錨固：0.4la0.4la15d湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1926節(jié)點(diǎn)或支座范圍外的搭接：節(jié)點(diǎn)或支座范圍外的搭接：ll搭接長(zhǎng)度湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1927受拉受拉受壓受壓（3）彎筋終點(diǎn)應(yīng)有

12、直線段，光面鋼筋端彎筋終點(diǎn)應(yīng)有直線段，光面鋼筋端 部還應(yīng)做彎鉤。部還應(yīng)做彎鉤。湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1928（4）不得采用浮筋做彎筋。不得采用浮筋做彎筋。鴨筋鴨筋可用可用浮筋浮筋禁用禁用湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1929 （5）梁受扭或承受動(dòng)荷載時(shí)，不得使用開口鋼箍梁受扭或承受動(dòng)荷載時(shí)，不得使用開口鋼箍開口箍開口箍不可用不可用密閉箍密閉箍宜用宜用 彎鉤及開口應(yīng)布置在壓區(qū)。彎鉤及開口應(yīng)布置在壓區(qū)。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1930 9. 深受彎構(gòu)件斜截面設(shè)計(jì)深受彎構(gòu)件斜截面設(shè)計(jì) （1）計(jì)算公式）計(jì)算公式一般情況（只配箍筋抗剪

13、）： 0000(8/ )(/2)0.71.2533lhlhAVf bhfhssvtyv(19) 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1931集中荷載獨(dú)立梁（只配箍筋抗剪）：集中荷載獨(dú)立梁（只配箍筋抗剪）：000(/2)1.7513lhAVf bhfhssvtyv（20） 式中式中 計(jì)算剪跨比，當(dāng)l0/h0.2時(shí)，取=0.25； 當(dāng)2.0l0/h5.0時(shí)，取=a/h0；的上限 值按=0.42l0/h0.58計(jì)算； l0/h跨高比，當(dāng)l0/h2.0時(shí)，取l0/h=2.0。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1932（2）截面尺寸要求：截面尺寸要求：為防止為防止斜壓破壞斜壓

14、破壞，截面尺寸應(yīng)滿足：，截面尺寸應(yīng)滿足：當(dāng)hw/b4時(shí) 001(10/ )60Vlhf bhcc當(dāng)hw/b6時(shí) 001(7/ )60Vlhf bhcc當(dāng)hw/b在46之間時(shí) 按線性內(nèi)插法取用。 式中式中 l0 計(jì)算跨度，當(dāng)計(jì)算跨度，當(dāng)l02h時(shí)，取時(shí)，取l0=2h。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1933 （3）可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算的條件：可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算的條件：0.5Vfbhktk0（23） 式中式中 Vk 按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的剪力值；按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的剪力值； ftk 砼抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，見附表砼抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，見附表1-1。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原

15、理.第五章2022-4-1934 （4）構(gòu)造要求：構(gòu)造要求： 截面寬度： 140mm； 當(dāng)l0/h1時(shí)，h/b25；當(dāng)l0/h1時(shí)，l0/b25。 砼強(qiáng)度： C20。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1935 縱向受力鋼筋：縱向受力鋼筋： 下部縱筋宜均勻布置在下部下部縱筋宜均勻布置在下部0.2h范圍內(nèi)，連續(xù)范圍內(nèi)，連續(xù)深梁中間支座上縱筋按下圖分配：深梁中間支座上縱筋按下圖分配： (1.5l0/h2.5) (1.0l0/h1.5) (l0/h1.0) 深梁宜配雙排鋼筋網(wǎng)，水平和豎向分布鋼筋的直深梁宜配雙排鋼筋網(wǎng)，水平和豎向分布鋼筋的直 徑均不應(yīng)小于徑均不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)大于

16、，間距不應(yīng)大于200mm，且應(yīng)，且應(yīng) 滿足表滿足表4最小配筋百分率要求：最小配筋百分率要求：表表4 注：注：當(dāng)集中荷載作用于連續(xù)深梁上部當(dāng)集中荷載作用于連續(xù)深梁上部1/4高度范圍內(nèi)高度范圍內(nèi) 且且l0/h1.5時(shí)，豎向分布筋最小配筋百分率應(yīng)時(shí)，豎向分布筋最小配筋百分率應(yīng) 增加增加0.05。 鋼筋種類鋼筋種類縱縱 向向受力筋受力筋水水 平平分布筋分布筋豎豎 向向分布筋分布筋HPB2350.250.250.20HRB335、HRB400、RRB4000.200.200.15混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1937 1.計(jì)算公式計(jì)算公式三、公路橋涵工程中受彎

17、構(gòu)件斜截面設(shè)計(jì)方法三、公路橋涵工程中受彎構(gòu)件斜截面設(shè)計(jì)方法sfsvAsvfsdAsbVd0VVVdcssb31300.45 10(20.6 )bhff cu,ksvsvP30.7510sinfAsdsbs（24） 式中式中 Vd 斜截面受壓端正截面上的最大剪力組合設(shè)計(jì)值； 1異號(hào)彎矩影響系數(shù)，計(jì)算連續(xù)梁和懸臂梁近中間 支點(diǎn)梁的抗剪承載力時(shí)考慮，取 = 0.9； 13受壓翼緣影響系數(shù)，取 =1.1； 3混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1939b 斜截面受壓端腹板截面寬度； h0斜截面受壓端截面有效高度； 縱向受拉鋼筋配筋百分率，P=100, =As/bh

18、0,當(dāng)P2.5時(shí)，取P=2.5； fcu,k邊長(zhǎng)為150mm的砼立方體抗壓強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）； sv 斜截面內(nèi)箍筋配筋率，sv=Asv/svb； fsv 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見附表10-6； 但不宜大于280MPa；湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1940 fsd 彎筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見附表10-6； Asb 斜截面內(nèi)同一彎起平面的彎筋面積； 彎筋與水平線夾角。 s 當(dāng)同時(shí)配有箍筋和彎筋抗剪時(shí)，由砼和箍 筋共同承擔(dān)的剪力不少于60，由彎筋承擔(dān) 的剪力不大于40。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1941 2.截面尺寸驗(yàn)算：截面尺寸驗(yàn)算：矩形、T形和I形截面應(yīng)

19、滿足：3000.6 10Vfbhdcu,k （25） 3.可不作斜截面抗剪驗(yàn)算的條件：可不作斜截面抗剪驗(yàn)算的條件：30200.53 10Vf bhdtd（26） 式中 ftd砼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見附表10-2。 對(duì)于板式受彎構(gòu)件，公式（26）右邊計(jì)算值可乘以1.25的提高系數(shù)。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1942 4. 4.斜截面抗彎承載力驗(yàn)算辦法：斜截面抗彎承載力驗(yàn)算辦法：驗(yàn)算公式： 0Mf A Zf A Zf A Zdsdsssdsbsbsvsvsv（27） 式中 Zsb與斜截面相交的同一彎起平面彎筋合力點(diǎn) 至受壓區(qū)中心點(diǎn)的距離； Zsv與斜截面相交的同一平面內(nèi)箍筋合力點(diǎn)至 受壓區(qū)中心點(diǎn)的距離。 湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第五章2022-4-1943斜截面水平投影長(zhǎng)度斜截面水平投影長(zhǎng)度c ： 為求zsb和zsv ，需求斜截面水平投影長(zhǎng)度 c，水平投影長(zhǎng)度c可按下式計(jì)算： c=0.6mh0（28） 式中 m斜截面受