顾祥林版混凝土设计原理第七章构件斜截面的性能与计算ppt课件.ppt

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1、,同济大学土木工程学院 顾祥林,第七章 构件斜截面性能与计算,混凝土结构基本原理,弯剪段（本章研究的主要内容）,统称腹筋-帮助混凝土梁抵御剪力,有腹筋梁-既有纵筋又有腹筋无腹筋梁-只有纵筋无腹筋,箍筋肢数,一、概述,单肢箍n=1,双肢箍n=2,四肢箍n=4,一、概述,当tpmaxft(二轴抗拉强度)时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝,根据a的不同(M和V比值不同),裂缝可能由截面中部开始出现（腹剪裂缝）裂缝可能由截面底部开始出现,二、简支无腹筋梁的抗剪机制,1. 构件的开裂,引入一名词：剪跨比,反映了集中力作用截面处弯矩M和剪力V的比例关系,计算剪跨比,广义剪跨比,二、简支无腹筋梁的抗剪机制,1.

2、 构件的开裂,1时斜压破坏,二、简支无腹筋梁的抗剪机制,2. 裂缝的发展及破坏形态,1 3时剪压破坏,二、简支无腹筋梁的抗剪机制,2. 裂缝的发展及破坏形态,3时斜拉破坏,二、简支无腹筋梁的抗剪机制,2. 裂缝的发展及破坏形态,所有的破坏均表现为脆性,二、简支无腹筋梁的抗剪机制,2. 裂缝的发展及破坏形态,以剪压破坏为例(相对于斜压破坏和斜拉破坏，它更能给人以破坏预告),销栓力，随着裂缝的发展逐渐增大,咬合力，随着裂缝的发展逐渐减小,数值很难估计,二、简支无腹筋梁的抗剪机制,3. 抗剪机制,三、影响无腹筋梁抗剪承载力的因素,1. 剪跨比,混凝土的强度提高,纵筋配筋率增大,抗剪承载力提高,三、影

3、响无腹筋梁抗剪承载力的因素,2. 混凝土的强度与纵筋的配筋率,开裂前构件的受力性能与无腹筋梁相似，腹筋中的应力很小,当tpmaxft (二轴抗拉强度)时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝,开裂后，腹筋的应力增大，限制了斜裂缝的发展，提高了抗剪承载力,四、有腹筋梁的抗剪机制,1. 构件的开裂,1或较大但腹筋配置较多时，斜压破坏，腹筋在破坏时未屈服,四、有腹筋梁的抗剪机制,2. 裂缝的发展及破坏形态,1 3时，剪压破坏，腹筋屈服后，剪压区混凝土压碎,四、有腹筋梁的抗剪机制,2. 裂缝的发展及破坏形态,3且腹筋配置量较小时，斜拉破坏，腹筋用量太少，起不到应有的作用,四、有腹筋梁的抗剪机制,2. 裂缝的发展

4、及破坏形态,设计时应避免出现此二种破坏形态,四、有腹筋梁的抗剪机制,2. 裂缝的发展及破坏形态,以剪压破坏为例,四、有腹筋梁的抗剪机制,3. 抗剪机制,五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素,1. 剪跨比-和无腹筋梁类似,混凝土的强度提高,在一定的范围内，腹筋配筋率增大,抗剪承载力提高,抗剪承载力提高,五、影响有腹筋梁抗剪承载力的因素,2. 混凝土强度与腹筋的配筋量,实际上是剪压区的加载规律,六、受弯构件抗剪承载力分析,1. 无腹筋梁的抗剪承载力,1时为斜压破坏，1=0,较大时， 1近似为纯弯时的b,1值在0b之间变化,对不同的=15，采用线性插值可确定不同所对应的1。于是可得出一组对于不同的/fc

5、-c/fc的关系直线（加载曲线）,六、受弯构件抗剪承载力分析,1. 无腹筋梁的抗剪承载力,六、受弯构件抗剪承载力分析,1. 无腹筋梁的抗剪承载力,六、受弯构件抗剪承载力分析,1. 无腹筋梁的抗剪承载力,简化成桁架,单元左侧：,六、受弯构件抗剪承载力分析,2. 有腹筋梁的抗剪承载力,单元右侧：,六、受弯构件抗剪承载力分析,2. 有腹筋梁的抗剪承载力,在所取的单元体上，沿水平面再切一单元体，则切面混凝土的斜向压力产生两个分量为：,由底部纵筋的拉力平衡,由箍筋的拉力平衡,六、受弯构件抗剪承载力分析,2. 有腹筋梁的抗剪承载力,设nv为单位长度上箍筋的拉力则有：,当箍筋屈服时,六、受弯构件抗剪承载力分

6、析,2. 有腹筋梁的抗剪承载力,考虑到混凝土的抗剪贡献，且将hcor换为h0，则有,由试验确定,六、受弯构件抗剪承载力分析,2. 有腹筋梁的抗剪承载力,混凝土结构设计规范（GB50010）取试验结果的下包值：,集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75%以上的独立梁,矩形、T形、I形截面的一般受弯构件,七、实用抗剪承载力计算公式,七、实用抗剪承载力计算公式,不配箍筋的一般板类受弯构件的抗剪承载力,七、实用抗剪承载力计算公式,配置弯筋和箍筋的受弯构件的抗剪承载力,考虑到弯筋位于斜裂缝顶端时达不到屈服强度而引入的修正系数,七、实用抗剪承载力计算公式,抗剪承载力的上限,当hw/b 4时,矩

7、形截面取h0；T形取h0-hf；I形取h-hf-hf,当hw/b6时,当4hw/b6时,按线性插值,对T形或I形截面的简支受弯构件，当有实际经验时，,七、实用抗剪承载力计算公式,抗剪承载力的下限,无腹筋梁的抗剪承载力,七、实用抗剪承载力计算公式,八、有轴力作用构件抗剪承载力,1. 轴向力对抗剪承载力的影响,当Nc0.3fcA时，取Nc=0.3fcA,柱的净高,八、有轴力作用构件抗剪承载力,2. 有轴向压力作用构件的抗剪承载力,混凝土结构设计规范（GB50010）,八、有轴力作用构件抗剪承载力,2. 有轴向压力作用构件的抗剪承载力,混凝土结构设计规范（GB50010）,八、有轴力作用构件抗剪承载

8、力,3. 有轴向拉力作用构件的抗剪承载力,混凝土结构设计规范（GB50010）,八、有轴力作用构件抗剪承载力,4. 矩形截面双向受剪柱的抗剪承载力,单向受剪时和剪力平行方向的箍筋肢受力,双向受剪时所有的箍筋肢均受力,两者性能有明显差别,请自学相关的内容,八、有轴力作用构件抗剪承载力,5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力,当Nc0.3fcA时，取Nc=0.3fcA,当3时，取=3。,八、有轴力作用构件抗剪承载力,5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力,i计算复杂，有必要作简化,八、有轴力作用构件抗剪承载力,5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力,八、有轴力作用构件抗剪承载力,5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力,八

9、、有轴力作用构件抗剪承载力,5. 钢筋混凝土圆柱的抗剪承载力,最小配箍率,发生斜拉破坏的无腹筋梁,配置最少量的箍筋时,九、箍筋的构造要求,最小配箍率,九、箍筋的构造要求,最小配箍率,最大箍筋间距,原则,具体数值,教材表7-1（缺圆柱）,略大于k=2时的值,九、箍筋的构造要求,若不满足调整截面尺寸,按最小配箍率配箍筋,预先选定,十、基本公式的应用,1. 基于承载力的斜截面配筋设计,十、基本公式的应用,2. 既有构件斜截面的抗剪承载力,*支座边缘处截面1-1,*纵筋弯起点处截面2-2,*箍筋面积或间距改变处截面3-3,*腹板宽度改变处截面4-4,十、基本公式的应用,3. 计算截面的位置,类似（略）

10、,十、基本公式的应用,4. 钢筋混凝土双向受剪柱及圆柱,十、基本公式的应用,5. 支座处计算截面的剪力,设计剪力（当然，设计时直接取支座边缘的剪力时偏于安全，但进行进行既有构件安全性评定时不同的剪力值会带来相反的结果）,十、基本公式的应用,5. 支座处计算截面的剪力,注意：下列情况只能取支座边缘的剪力,十、基本公式的应用,6. 变截面梁的剪力,截面随弯矩的增大而增大,十、基本公式的应用,6. 变截面梁的剪力,截面随弯矩的增大而减小,十、基本公式的应用,6. 变截面梁的剪力,均布荷载下的屋面梁,十、基本公式的应用,6. 变截面梁的剪力,均布荷载下的加腋梁,斜截面受弯承载力总能满足,支座处纵筋锚固

11、不足,纵筋弯起、切断不当,需采取构造措施,十一、保证斜截面受弯的措施,1. 基本概念,抵抗弯矩,抵抗弯矩图,设计时，应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图，且两者越近越经济,十一、保证斜截面受弯的措施,2. 抵抗弯矩图,开裂前A处的弯矩为MA开裂后斜截面的弯矩为MB,开裂后钢筋的拉力Ts明显增大。若las不够则容易发生锚固破坏,十一、保证斜截面受弯的措施,3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固,简支板或连续板下部纵筋伸入支座的长度,纵向钢筋的直径,十一、保证斜截面受弯的措施,3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固,简支梁或连续梁简支端下部纵筋伸入支座的长度,纵向钢筋的直径,如梁内支座处的锚固不能满足上述要求，应采取

12、加焊锚固钢板等有效措施,十一、保证斜截面受弯的措施,3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固,纵筋的弯起必须满足三方面的要求：,*保证正截面的受弯承载力,*保证斜截面的受剪承载力,*保证斜截面的受弯承载力,计算及构造确定,构造确定,计算及构造确定,十一、保证斜截面受弯的措施,4. 纵向受力钢筋的弯起,d在2点以外保证正截面受弯,保证斜截面受弯？,十一、保证斜截面受弯的措施,4. 纵向受力钢筋的弯起,未弯起时,弯起后,十一、保证斜截面受弯的措施,4. 纵向受力钢筋的弯起,十一、保证斜截面受弯的措施,4. 纵向受力钢筋的弯起,跨中受拉钢筋一般不宜截断，支座负筋的截断应符合下列规定,十一、保证斜截面受弯的措施,5. 纵向受力钢筋的截断,跨中受拉钢筋一般不宜截断，支座负筋的截断应符合下列规定,十一、保证斜截面受弯的措施,5. 纵向受力钢筋的截断,当l0/h2.0时，取l0/h=2.0,十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力,1. 均布荷载下,当l0/h2.0时，取=0.25；当2.0l0/h5.0，取=a/h0，（0.42 l0/h 0.58） （0.92 l0/h 1.58）,十二、深受弯构件的斜截面受剪承载力,2. 集中荷载下（包括集中荷载在支座截面产生的剪力超过75%的情况）,参见教材中的相关内容,十三、钢筋混凝土墙的抗剪性能,谢谢！,