斜截面及构造.ppt

3.3受弯构件斜截面承载能力计算 受弯构件在荷载作用下除了承受弯构件在荷载作用下除了承受弯矩受弯矩M外，一般同时还承受剪外，一般同时还承受剪力力V 的作用 如图如图3-21所示在两所示在两集中力之间的纯弯区，剪力为零，集中力之间的纯弯区，剪力为零，弯矩最大，可能发生前面所述的弯矩最大，可能发生前面所述的正截面破坏；而在集中力和支座正截面破坏；而在集中力和支座之间的弯剪区，既有弯矩的作用之间的弯剪区，既有弯矩的作用又有剪力的作用，引起主拉应力又有剪力的作用，引起主拉应力和主压应力，主拉应力方向在下和主压应力，主拉应力方向在下边缘是水平方向，所以裂缝在下边缘是水平方向，所以裂缝在下边缘与水平方向垂直，随着裂缝边缘与水平方向垂直，随着裂缝的发展逐渐倾斜，故叫斜截面破的发展逐渐倾斜，故叫斜截面破坏图图3-21PPVV剪力图剪力图P纯弯区纯弯区弯剪区弯剪区弯剪区弯剪区M弯矩图弯矩图P a箍筋纵向受力筋架立钢筋弯起钢筋图图3-22 钢筋骨架钢筋骨架 为为了了防防止止梁梁发发生生斜斜截截面面破破坏坏，，除除了了梁梁的的截截面面尺尺寸寸应应满满足足一一定定的的要要求求外外，，还还需需在在梁梁中中配配置置与与梁梁轴轴线线垂垂直直的的箍箍筋筋，，必必要要时时还还可可采采用用由由纵纵向向钢钢筋筋弯弯起起而而成成的的弯弯起起钢钢筋筋，，以以承承受受梁梁内内产产生生的的主主拉拉力力应应力力，，箍箍筋筋和和弯弯起起钢钢筋筋统统称称为为腹腹筋筋。

配配置置腹腹筋筋的的梁梁称称为为有有腹筋梁腹筋梁（见图（见图3-22 ）） ；反之，称为；反之，称为无腹筋梁无腹筋梁3.6.2受弯构件斜截面的应力阶段及其破坏形式受弯构件斜截面的应力阶段及其破坏形式（（1）斜裂缝的形成）斜裂缝的形成 在支座附近由于弯剪的共同作用，当主拉应力超过混在支座附近由于弯剪的共同作用，当主拉应力超过混凝土的抗拉强度后，混凝土便沿着垂直于主拉应力的方向出凝土的抗拉强度后，混凝土便沿着垂直于主拉应力的方向出现裂缝，第一条斜裂缝出现后，还会出现新的斜裂缝，导致现裂缝，第一条斜裂缝出现后，还会出现新的斜裂缝，导致发生剪切破坏的一条主要裂缝叫发生剪切破坏的一条主要裂缝叫临界斜裂缝临界斜裂缝2）斜裂缝出现后应力状态的变化）斜裂缝出现后应力状态的变化 斜裂缝出现后梁的应力状态将发生质变，应力将重新分斜裂缝出现后梁的应力状态将发生质变，应力将重新分布我们来分析一下无腹筋梁临界斜裂缝靠支座端的隔离体布我们来分析一下无腹筋梁临界斜裂缝靠支座端的隔离体AA′BCD的受力情况，见的受力情况，见图图3-23（（3）受弯构件斜截面破坏的三种形式）受弯构件斜截面破坏的三种形式①①斜压破坏斜压破坏 斜斜压压破破坏坏多多发发生生在在剪剪跨跨比比较较小小（（λ<1，，集集中中荷荷载载至至支支座座的的距距离离称称为为剪剪跨跨，，剪剪跨跨a与与梁梁有有效效高高度度h0的的比比称称为为剪剪跨跨比比λ =a／／h0）），，配配置置的的腹腹筋筋很很多多或或T形形腹板较薄的梁中。

腹板较薄的梁中 斜压破坏的特征是梁腹部出现若干条大体互相平行的斜裂缝，随着荷载斜压破坏的特征是梁腹部出现若干条大体互相平行的斜裂缝，随着荷载的的 增加，梁腹部被这些斜裂缝分割成若干个倾斜的受压短柱，最后斜向的增加，梁腹部被这些斜裂缝分割成若干个倾斜的受压短柱，最后斜向的混凝土短柱由于混凝土达到其抗压强度而破坏，如混凝土短柱由于混凝土达到其抗压强度而破坏，如图图3.24（（a））所示所示斜压破坏是因为混凝土被压碎而引起的，属脆性破坏，且腹筋往往达不到屈服，破坏是因为混凝土被压碎而引起的，属脆性破坏，且腹筋往往达不到屈服，钢筋的强度不能充分利用，这种情况应尽量避免为了防止这种破坏，梁钢筋的强度不能充分利用，这种情况应尽量避免为了防止这种破坏，梁的腹板不能太薄，截面不能太小，腹筋不宜过多的腹板不能太薄，截面不能太小，腹筋不宜过多设计时不能超过最大配设计时不能超过最大配箍率 斜压斜压图图3-24（（a））斜压破坏斜压破坏③③斜拉破坏斜拉破坏 有腹筋梁当腹筋过少且剪跨比较大（有腹筋梁当腹筋过少且剪跨比较大（λ>3））时，可能发生这种破坏时，可能发生这种破坏 斜斜拉拉破破坏坏的的特特点点是是一一旦旦出出现现斜斜裂裂缝缝，，即即很很快快形形成成临临界界斜斜裂裂缝缝，，与与其其相相交交的的腹腹筋筋随随即即屈屈服服，，并并迅迅速速延延伸伸到到受受压压区区的的边边缘缘，，使使梁梁斜斜向向被被拉拉断断成成两两部部分而破坏，如分而破坏，如图图3.24c所示。

所示 斜斜拉拉破破坏坏的的受受剪剪承承载载力力比比以以上上两两种种破破坏坏的的都都低低，，并并且且一一开开裂裂就就破破坏坏，，破破坏坏非非常常突突然然，，故故设设计计中中必必须须防防止止这这就就要要求求腹腹筋筋配配置置不不能能过过少少，，箍箍筋筋间间距不能过大距不能过大设计时不能小于最小配箍率设计时不能小于最小配箍率图图 3.24（（ c））斜拉破坏斜拉破坏3.6.3影响斜截面抗剪强度的主要因素影响斜截面抗剪强度的主要因素 影响斜截面承载力的因素很多，其中剪跨比影响斜截面承载力的因素很多，其中剪跨比和配箍率是影响斜截面承载力的两个重要参数和配箍率是影响斜截面承载力的两个重要参数1）剪跨比）剪跨比 是一个无量纲的参数广义剪跨比系指计算是一个无量纲的参数广义剪跨比系指计算截面的弯矩截面的弯矩M与剪力与剪力V和有效高度乘积的比值，和有效高度乘积的比值，即：即： λ= M／／ Vh0 （（3.49））式式中中　　　　M、、V—梁梁计计算算截截面面所所承承受受的的弯弯矩矩和和剪剪力剪跨比反映了正应力和剪应力之间的关系剪跨比反映了正应力和剪应力之间的关系。

对对图图3-21平平行行集集中中荷荷载载作作用用的的简简支支梁梁，，集集中中荷荷载载作作用用截截面面的的弯弯矩矩M=Pa,,剪剪V=P,因因此此该该截截面面的的剪剪跨跨比为比为: λ= M／／ Vh0 =a ／／ h0 （（3.50））式式中中 a —集集中中荷荷载载作作用用点点至至支支座座之之间间的的距距离离，，称剪跨图图3-21PPVV剪力图剪力图P纯弯区纯弯区弯剪区弯剪区弯剪区弯剪区M弯矩图弯矩图P a受弯构件的构造要求3.7.4 受弯构件内钢筋构造要求补充受弯构件内钢筋构造要求补充（（1）基本锚固长度）基本锚固长度《《 规范规范》》是以拔出试验为基础确定是以拔出试验为基础确定基本锚固长度基本锚固长度的取粘结强度的取粘结强度t tu与混凝与混凝土抗拉强度土抗拉强度 ft 成正比，并根据试验结果，取钢筋受拉时的基本锚固长度为：成正比，并根据试验结果，取钢筋受拉时的基本锚固长度为：表表3-12纵向受拉钢筋基本锚固长度纵向受拉钢筋基本锚固长度钢筋类别混凝土强度等级C15C20C25≥C30HPB23540d30d25d20dHRB33550d40d35d30dHRB400——45d40d35dRRB400250mm（（2））纵向钢筋在支座处的锚固纵向钢筋在支座处的锚固①①剪支板剪支板 剪支板的下部纵向受力钢筋应伸入支座，由于支座处有横向压应力，使剪支板的下部纵向受力钢筋应伸入支座，由于支座处有横向压应力，使粘结作用得到改善，因此支座处的锚固长度粘结作用得到改善，因此支座处的锚固长度las可比基本锚固长度可比基本锚固长度la减小。

其减小其锚固长度锚固长度las不应小于不应小于5d当采用焊接网配筋时，其末端应至少有一根横向钢当采用焊接网配筋时，其末端应至少有一根横向钢筋配置在支座内；如不能满足要求，应在末端制成弯钩或加焊附加横向钢筋筋配置在支座内；如不能满足要求，应在末端制成弯钩或加焊附加横向钢筋a)支座边缘内已支座边缘内已有横向钢筋有横向钢筋（（b））受力钢筋末受力钢筋末端制成弯钩端制成弯钩（（c））附加横向锚固钢附加横向锚固钢筋（图中筋（图中蓝色蓝色所示）所示）②②简支梁简支梁 支座处有横向压应力，使支座处有横向压应力，使粘结作用得到改善因此支粘结作用得到改善因此支座处的锚固长度座处的锚固长度las可比基本可比基本锚固长度锚固长度la减小 光面钢筋末端应设置标准光面钢筋末端应设置标准弯钩当伸入支座的锚固长弯钩当伸入支座的锚固长度不符合要求时，可在钢筋度不符合要求时，可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋焊接在梁端预埋件上焊接在梁端预埋件上当当V≤0.7ftbh0时，时，las≥5d当当V>0.7ftbh0时，时， 带肋钢筋带肋钢筋las≥12d 光面钢筋光面钢筋las≥15d(3)梁内弯起钢筋和箍筋的最大间距梁内弯起钢筋和箍筋的最大间距 梁内箍筋和弯起钢筋的间距不能太大，以防止斜裂缝发生在箍筋或弯起梁内箍筋和弯起钢筋的间距不能太大，以防止斜裂缝发生在箍筋或弯起钢筋之间。

钢筋之间s ＜＜Smaxs ＜＜Smax表表3-13 梁中箍筋和弯起钢筋最大间距梁中箍筋和弯起钢筋最大间距梁高hv ＞＞0.7ftbh0v ≤ 0.7ftbh0梁高hv ＞＞0.7ftbh0v ≤ 0.7ftbh0150 ＜h ≤300150200500 ＜h ≤800250350300＜h ≤500200300 h ＞＞ 800300400（四）腰筋和拉筋（四）腰筋和拉筋 当梁高大于当梁高大于450mm时，应在梁的两侧沿梁高每隔时，应在梁的两侧沿梁高每隔200mm处各设置一根处各设置一根直径不小于直径不小于10mm的腰筋，并用拉筋联系，拉筋的间距一般为箍筋的的腰筋，并用拉筋联系，拉筋的间距一般为箍筋的2倍设置腰筋的作用，是为了防止当梁太高时由于混凝土收缩和温度变形产生设置腰筋的作用，是为了防止当梁太高时由于混凝土收缩和温度变形产生的竖向裂缝，同时也可加强钢筋骨架的刚度见下图的竖向裂缝，同时也可加强钢筋骨架的刚度见下图h ≥450mm腰腰 筋筋拉筋拉筋（（3）保证斜截面受剪承载力）保证斜截面受剪承载力 当弯起钢筋作为抗剪腹筋时当弯起钢筋作为抗剪腹筋时，数量通过计，数量通过计算确定，其间距还应满足抗剪的构造要求，同算确定，其间距还应满足抗剪的构造要求，同时弯折终点应有一直线段锚固长度，当直线段时弯折终点应有一直线段锚固长度，当直线段位于受拉区时，直线段长度不小于位于受拉区时，直线段长度不小于20d20d；；当直线当直线段位于受压区时，直线段长度不小于段位于受压区时，直线段长度不小于10d10d。

当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载力要求时的承载力要求时，可单独设置仅作为受剪的弯，可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载或支座两侧均设置起钢筋，但必须在集中荷载或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起钢筋称为弯起钢筋，这种弯起钢筋称为“鸭筋鸭筋” ◆◆不不得采用浮筋作为弯起钢筋得采用浮筋作为弯起钢筋图图3-32钢筋弯起及构造钢筋弯起及构造3.7.3 纵向钢筋的截断纵向钢筋的截断◆◆◆◆ 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的◆◆◆◆ 根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断◆◆◆◆ 但在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，加之锚固长度很长，通但在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，加之锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意义不大因此，常已基本接近支座，截断钢筋意义不大因此，一般不在跨中受拉一般不在跨中受拉区将钢筋截断区将钢筋截断◆◆◆◆ 对于连续梁、框架梁对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯矩区段中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢筋，的上部受拉钢筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。

一般不在受拉区截断可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断一般不在受拉区截断◆◆◆◆ 截断钢筋必须有足够的锚固长度，截断钢筋必须有足够的锚固长度，但这里的锚固与钢筋在支座或但这里的锚固与钢筋在支座或节点内的锚固受力情况不同，节点内的锚固受力情况不同，因为要考虑斜裂缝对钢筋应力的影响、因为要考虑斜裂缝对钢筋应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、以及无支座压力的弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、以及无支座压力的影响延伸长度延伸长度ld钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离⑴⑴V<0.7ftbh0：：当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断当最大负弯矩较小时，钢筋可一次全部截断◆◆ a点点 为钢筋的充分利用点为钢筋的充分利用点◆◆ b点点 为全部钢筋的不需要点为全部钢筋的不需要点（理论断点）（理论断点）◆◆ c点点 为钢筋实际截断点为钢筋实际截断点由于由于ab间还有一段弯矩变化区，间还有一段弯矩变化区，实际截断点实际截断点c到钢筋充分利用点到钢筋充分利用点a 的锚固长度（的锚固长度（即延伸长度即延伸长度ld））要求要求比基本锚固长度比基本锚固长度la大。