混凝土结构设计原理之钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算

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Ø 了解斜截面破坏的主要形态及影响因素；Ø 掌握桥涵工程中受弯构件斜截面承载力Ø 了解材料抵抗弯矩图的画法； Ø 掌握深受弯构件斜截面承载力计算方法Ø 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 由材料力由材料力学可知：学可知： 5-15-2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： 5-3当为右图所示的 对称荷载时： 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 5-4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 3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： 5-5VVu MMu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 §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 助下一章箍筋抗拉强度设计值； 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； S 沿构件长度方向的箍筋间距； 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。 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 5-8计算截面的剪跨比，可取=a/h0, a为集中荷 载作用点至支座或节点的距离；当3时，取=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。 v 为了防止斜压破坏，要求： 当 时 5-9当 时 5-10当 时 5-11混凝土强度影响系数，当 C50时，取 =1.0； 当混凝土强度等级为C80时，取 =0.8；其间按 线性内插法取用。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v 为了防止斜拉破坏，要求： 箍筋的间距应满足表5-1要求：表5-1 梁高h/ mmV>0.7ftbh0V0.7ftbh0150800300600第 5 章混凝土结构设计原理主 页目 录上一章帮 助下一章 箍筋的直径满足表5-2要求： 表5-2 梁高h(mm)箍筋直径(mm)h8006h>8008第 5 章混凝土结构设计原理主 页目 录上一章帮 助下一章 当 时，配箍率尚应满足： 5-12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： 5-13集中荷载下的独立梁： 5-14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 Ø 支座边缘处截面；Ø 腹板宽度改变处剪力。 Ø 箍筋间距或截面面积改变处截面；Ø 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 确定计算截面及其剪力设计值； 验算截面尺寸是否足够； 验算是否可以按构造配筋； 当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量； 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 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 弯起钢筋的抵抗弯矩图 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ld1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-。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ld1ld2V0.7ftbh01.2la20dV0.7ftbh01.2la+h020d且h0V0.7ftbh0 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 当V0.7ftbh0时，las5d； 当V0.7ftbh0时，las12d（带肋） las15d（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：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：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：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。受拉受压第 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。可用禁用第 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）： 5-15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）：5-16计算剪跨比，当l0/h0.2时，取=0.25；当2.0l0/h5.0时，取=a/h0；的上限值按=0.42l0/h-0.58计算； l0/h跨高比，当l0/h2.0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/b4时 当hw/b6时 当hw/b在46之间时 按线性内插法取用。 l0 计算跨度，当l02h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：5-17Vk 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： 截面宽度： 140mm； 当l0/h1时，h/b25； 当l0/h1时，l0/b25。 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 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： (1.5l0/h2.5)(1l0/h1.5)(l0/h1)第 5 章混凝土结构设计原理主 页目 录上一章帮 助下一章 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/h1.5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 5-18h截面高度影响系数，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5-19Vd 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； 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； 纵向受拉钢筋配筋百分率，P=100, =As/bh0,当P2.5时，取=2.5； fcu,k边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值,MPa；sv 斜截面内箍筋配筋率，sv=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。 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：5-205.3.3 可不作斜截面抗剪验算的条件 5-21ftd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： 5-22Zsb与斜截面相交的同一弯起平面弯筋合力点至受压区中心点的距离； Zsv与斜截面相交的同一平面内箍筋合力点至受压区中心点的距离。 第 5 章混凝土结构设计原理主 页目 录上一章帮 助下一章斜截面水平投影长度c ：为求zsb和zsv ，需求斜截面水平投影长度c， 水平投影长度c可按下式计算： 5-23c=0.6mh0 m斜截面受压端正截面处的广义剪跨比， m =Md/Vdh0；当m 3.0时，取m =3.0。 第 5 章混凝土结构设计原理主 页目 录上一章帮 助下一章表5-5 建筑工程与桥涵工程受弯构件抗剪计算公式比较 建筑工程桥桥涵工程计计 算 公 式截面尺寸应