斜截面受剪承载力计算
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第四章 第四节 斜截面受剪承载力计算公式及适用范围
一般受弯构件
V ≤ Vu = Vcs = 0.7 f t bh0 + 1.25 f yv Asv h0 s
集中荷载作用下的独立梁
Vcs = 1.75 f t bh0 A + f yv sv h0 λ + 1.0 s
第四节 斜截面受剪承载力计算公式及适用范围 一、计算公式 有腹筋梁 2、同时配有箍筋和弯起钢筋
第四节 斜截面受剪承载力计算公式及适用范围 一、计算公式 《规范》采用抗剪承载力试验下限值保证安全 无腹筋梁
V ≤ Vc = 0.7 β h f t bh0
β h = (800 / h0 )1 / 4
有腹筋梁
斜拉破坏 斜压破坏 剪压破坏
构造措施
计算控制
第四节 斜截面受剪承载力计算公式及适用范围 一、计算公式 有腹筋梁 1、仅配有箍筋
下限值
最小配箍率
ρ sv =
Asv ≥ ρ sv,min bs
ρ sv,min = 0.24 f t / f yv
V ≤ Vu = Vcs + Vsb
Vsb = 0.8 f y Asb sin α s
第四节 斜截面受剪承载力计算公式及适用范围 二、适用范围 上限值
最小截面尺寸
hw / b ≤ 4
V ≤ 0.25β c f c bh0
V ≤ 0.2β c f c bh0
Hale Waihona Puke hw / b ≥ 6hw 4 < hw / b < 6 V ≤ 0.025(14 − )β c f c bh0 b
V ≤ Vu = Vcs = 0.7 f t bh0 + 1.25 f yv Asv h0 s
集中荷载作用下的独立梁
Vcs = 1.75 f t bh0 A + f yv sv h0 λ + 1.0 s
第四节 斜截面受剪承载力计算公式及适用范围 一、计算公式 有腹筋梁 2、同时配有箍筋和弯起钢筋
第四节 斜截面受剪承载力计算公式及适用范围 一、计算公式 《规范》采用抗剪承载力试验下限值保证安全 无腹筋梁
V ≤ Vc = 0.7 β h f t bh0
β h = (800 / h0 )1 / 4
有腹筋梁
斜拉破坏 斜压破坏 剪压破坏
构造措施
计算控制
第四节 斜截面受剪承载力计算公式及适用范围 一、计算公式 有腹筋梁 1、仅配有箍筋
下限值
最小配箍率
ρ sv =
Asv ≥ ρ sv,min bs
ρ sv,min = 0.24 f t / f yv
V ≤ Vu = Vcs + Vsb
Vsb = 0.8 f y Asb sin α s
第四节 斜截面受剪承载力计算公式及适用范围 二、适用范围 上限值
最小截面尺寸
hw / b ≤ 4
V ≤ 0.25β c f c bh0
V ≤ 0.2β c f c bh0
Hale Waihona Puke hw / b ≥ 6hw 4 < hw / b < 6 V ≤ 0.025(14 − )β c f c bh0 b
斜截面受剪承载力的计算
A SV bs
≥ ρsv ,min
ρsv ,min = 0.24
ft f yv
1
例 4-1.有一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸及纵筋数量见图。该梁承受均布荷载设 计值 70kN/m（包括自重） ，混凝土强度等级为 C30（������������ = 1.43 ������/������������2 、������������ = 1.43 ������/������������2 ） ，
������ 1.43 270
������������
= 250×200 =0.2%> ������������������ ,������������������ = 0.24 ������ ������ = 0.24 ×
2×50.3
= 0.127%,可以。
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ℎ ������ ������ 1 1
= 250 = 2.24 < 4
560
属厚腹板
混凝土强度等级为 C30，不超过 C50，故取βc = 1， 则 0.25������������ ������ ������ ������ℎ0 = 0.25 × 1 × 14.3 × 250 × 560 = 500.5 ������������ > ������ = 124.6������������ ，截面符合要 求。 ③ 验算是否需要按计算配置箍筋 0.7������������ ������ℎ0 = 0.7 × 1.43 × 250 × 560 = 140.14 ������������ < ������ = 201.6������������,故选计算配置箍筋。 ④配箍筋 令V = VU ，有 ������������������������1 ������ − 0.7������������ ������ℎ0 201.6 × 103 − 0.7 × 14.3 × 250 × 560 = = = 0.406 ������������2 ������������ ������ ������ ℎ 270 × 560 ������������ 0 采用双肢箍筋Φ 8@200，实有 箍筋配筋率������������������ =
≥ ρsv ,min
ρsv ,min = 0.24
ft f yv
1
例 4-1.有一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸及纵筋数量见图。该梁承受均布荷载设 计值 70kN/m（包括自重） ，混凝土强度等级为 C30（������������ = 1.43 ������/������������2 、������������ = 1.43 ������/������������2 ） ，
������ 1.43 270
������������
= 250×200 =0.2%> ������������������ ,������������������ = 0.24 ������ ������ = 0.24 ×
2×50.3
= 0.127%,可以。
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ℎ ������ ������ 1 1
= 250 = 2.24 < 4
560
属厚腹板
混凝土强度等级为 C30，不超过 C50，故取βc = 1， 则 0.25������������ ������ ������ ������ℎ0 = 0.25 × 1 × 14.3 × 250 × 560 = 500.5 ������������ > ������ = 124.6������������ ，截面符合要 求。 ③ 验算是否需要按计算配置箍筋 0.7������������ ������ℎ0 = 0.7 × 1.43 × 250 × 560 = 140.14 ������������ < ������ = 201.6������������,故选计算配置箍筋。 ④配箍筋 令V = VU ，有 ������������������������1 ������ − 0.7������������ ������ℎ0 201.6 × 103 − 0.7 × 14.3 × 250 × 560 = = = 0.406 ������������2 ������������ ������ ������ ℎ 270 × 560 ������������ 0 采用双肢箍筋Φ 8@200，实有 箍筋配筋率������������������ =
05b斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围
1、截面的最小尺寸（上限值）
当梁截面尺寸过小，而剪力较大时，梁往往发生斜压破 坏，这时，即使多配箍筋，也无济于事。 设计时为避免斜压破坏，同时也为了防止梁在使用阶段 斜裂缝过宽（主要是薄腹梁），必须对梁的截面尺寸作如下 的规定： hw 当 ≤4.0时，属于一般的梁，应满足 b
V 0.25c f cbh0
hw 当 ≥6.0时，属于薄腹梁，应满足 b
V 0.2 c f cbh0
hw 当4.0< <6.0时，直线插值 b
2、箍筋的最小含量（下限值）
箍筋配量过少，一旦斜裂缝出现，箍筋中突然增 大的拉应力很可能达到屈服强度，造成裂缝的加速开 展，甚至箍筋被拉断，而导致斜拉破坏。 为了避免发生斜拉破坏，《规范》规定，箍筋最 小配筋率为 ：
（2）配有箍筋和弯起钢筋 配有箍筋和弯起钢 筋时梁的斜截面受剪承 载力，其斜截面承载力 设计表达式为：
V Vcs 0.8 f y Asb sin
0.8 ––– 应力不均匀系数
––– 弯筋与梁纵轴的夹角，一般取45，
h 大于或等于 800mm时取60
（三）计算公式的适用 范围
1、截面的最小尺寸 2、箍筋的最小含量 3、箍筋间距的构造要求 4、弯起钢筋的弯终点的构造要求
1.75 Vc h f t bh0 1.0
λ ：计算剪跨比 当λ <1. 5时，取λ =1. 5；
当λ ＞3时，取λ =3
2、无腹筋梁受剪承载力的计算公式
3、有腹筋梁受剪承载力的计算公式
（1）仅配箍筋 A:均布荷载作用下矩形、T形和I形截面的简支 梁，斜截面受剪承载力的计算公式 ：
Asv Vu Vcs 0.7 f t bh0 f yv h0 s
05受弯构件斜截面受剪承载力计算
（2）计算并画出每根钢筋承担的弯矩Mui，如图 中的①、②、③号钢筋)
Asi M ui M u As
图5－13
2、纵向钢筋的弯起（如图5－23） (1)钢筋理论充分利用点 图中1、2、3点：是③、②、①号钢筋充分利用 点（图5-23）； （2）钢筋理论不需要点 图中的2、3、a点是③、②、①号钢筋不需要点 （图5-23）； ； (3) 以③号纵向钢筋弯起为例（图5-23） ： 将③号钢筋在E、F点弯起，在G、H点穿过中 和轴进入受压区，对正截面抗弯消失。 分别以E、F点作垂线与③号钢筋交于e、f点。以 G、H点作垂线与②号钢筋交于g、h点，Mu图变成 aigefhb，Mu图>M图，此称之包络图或称材料图
若不满足，则按计算配箍筋 ②最小配箍率（按计算配箍筋）
nAsv1 ft sv sv ,min 0.24 bs f yv
（3）按计算配置腹筋（限制剪压破坏）
当不满足上述（1）、（2） 按计算配制箍筋Asv和弯起筋Asb
三、计算截面位置与剪力设计值的取值
1、计算截面位置：斜截面受剪承载力薄弱部位 截面的抗剪能力沿梁长也是变化的。在剪力或抗剪
hw— 截面的腹板高度，矩形截面取有效高度h0， T形截面取有 效高度减去翼缘高度，工形截面取腹板净高；
βc— 混凝土强度影响系数， （见表5－1）
hf h0 h0 h0 hf
hw
(b) hw = h0 – hf
h
hw hf
(a) hw = h0
(c) hw = h0 – hf – hf
图5－13 hw 取值示意图
临界斜裂缝。梁破坏时与斜裂缝相交的腹筋达
到屈服强度，剪压区的混凝土的面积越来越小，
达到混凝土压应力和剪应力的共同作用下的复
Asi M ui M u As
图5－13
2、纵向钢筋的弯起（如图5－23） (1)钢筋理论充分利用点 图中1、2、3点：是③、②、①号钢筋充分利用 点（图5-23）； （2）钢筋理论不需要点 图中的2、3、a点是③、②、①号钢筋不需要点 （图5-23）； ； (3) 以③号纵向钢筋弯起为例（图5-23） ： 将③号钢筋在E、F点弯起，在G、H点穿过中 和轴进入受压区，对正截面抗弯消失。 分别以E、F点作垂线与③号钢筋交于e、f点。以 G、H点作垂线与②号钢筋交于g、h点，Mu图变成 aigefhb，Mu图>M图，此称之包络图或称材料图
若不满足，则按计算配箍筋 ②最小配箍率（按计算配箍筋）
nAsv1 ft sv sv ,min 0.24 bs f yv
（3）按计算配置腹筋（限制剪压破坏）
当不满足上述（1）、（2） 按计算配制箍筋Asv和弯起筋Asb
三、计算截面位置与剪力设计值的取值
1、计算截面位置：斜截面受剪承载力薄弱部位 截面的抗剪能力沿梁长也是变化的。在剪力或抗剪
hw— 截面的腹板高度，矩形截面取有效高度h0， T形截面取有 效高度减去翼缘高度，工形截面取腹板净高；
βc— 混凝土强度影响系数， （见表5－1）
hf h0 h0 h0 hf
hw
(b) hw = h0 – hf
h
hw hf
(a) hw = h0
(c) hw = h0 – hf – hf
图5－13 hw 取值示意图
临界斜裂缝。梁破坏时与斜裂缝相交的腹筋达
到屈服强度，剪压区的混凝土的面积越来越小，
达到混凝土压应力和剪应力的共同作用下的复
斜截面受剪承载力计算步骤
混凝土结构设计原理
第5章
6. 斜截面承载力计算步骤
⑴ 确定计算截面及其剪力设计值；
⑵ 验算截面尺寸是否足够； ⑶ 验算是否可以按构造配筋； ⑷ 当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量； ⑸ 验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否
满足要求。
混凝土结构设计原理
第5章
截面设计：
一般：V
0.7
ft bh0
fyv
解：本例采用C30混凝土，取
as 35mm , h0 h as 550mm 35mm 515mm （1）复核截面的确定和剪力设计值计算
Asv s
h0
0.8 fy Asb sin
特殊：V
1.75
1
ftbh0
f yv
Asv s
h0
0.8 fy Asb
sin
已知 ：b、 h0、 V 、 f c、 f t、 f yv、 f y、 、
求：
Asv s
、Asb
未知数：Asv、Asb、s
混凝土结构设计原理
第5章
例5-1 某宿舍钢筋混凝土矩形截面简支梁，设计使用年限为 50年，环境类别为一类，两端支承在砖墙上，净跨度ln 3660mm 截面尺寸b h 200mm 500mm 。该梁承受均布荷载，其中恒荷 载标准值gk 25kN/m（包括自重），荷载分项系数G 1.2，活 荷载qk 38kN/m ，荷载分项系数Q 1.4 ；混凝土强度等级为 C20；箍筋为HPB300级钢筋，按正截面受弯承载力计算； 已选配HRB335级钢筋为纵向受力钢筋。试根据斜截面受剪 承载力要求确定腹筋。 g q
99
kN
< Vcs
混凝土结构设计原理
第5章
故不需要第二排弯起钢筋。其配筋图如下图(b)所示
第5章
6. 斜截面承载力计算步骤
⑴ 确定计算截面及其剪力设计值；
⑵ 验算截面尺寸是否足够； ⑶ 验算是否可以按构造配筋； ⑷ 当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量； ⑸ 验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否
满足要求。
混凝土结构设计原理
第5章
截面设计：
一般：V
0.7
ft bh0
fyv
解：本例采用C30混凝土，取
as 35mm , h0 h as 550mm 35mm 515mm （1）复核截面的确定和剪力设计值计算
Asv s
h0
0.8 fy Asb sin
特殊：V
1.75
1
ftbh0
f yv
Asv s
h0
0.8 fy Asb
sin
已知 ：b、 h0、 V 、 f c、 f t、 f yv、 f y、 、
求：
Asv s
、Asb
未知数：Asv、Asb、s
混凝土结构设计原理
第5章
例5-1 某宿舍钢筋混凝土矩形截面简支梁，设计使用年限为 50年，环境类别为一类，两端支承在砖墙上，净跨度ln 3660mm 截面尺寸b h 200mm 500mm 。该梁承受均布荷载，其中恒荷 载标准值gk 25kN/m（包括自重），荷载分项系数G 1.2，活 荷载qk 38kN/m ，荷载分项系数Q 1.4 ；混凝土强度等级为 C20；箍筋为HPB300级钢筋，按正截面受弯承载力计算； 已选配HRB335级钢筋为纵向受力钢筋。试根据斜截面受剪 承载力要求确定腹筋。 g q
99
kN
< Vcs
混凝土结构设计原理
第5章
故不需要第二排弯起钢筋。其配筋图如下图(b)所示
桩斜截面受剪承载力
桩斜截面受剪承载力
桩斜截面受剪承载力是指桩体在斜截面上受剪力作用下所能承受的最大力量。
桩斜截面受剪承载力可以通过以下公式计算：
Vr = ρc * Ac * fc * cosβ（ρc * Ac一般简称为As）
其中，Vr为桩斜截面受剪承载力，ρc为钢筋配筋率，Ac为钢
筋面积，fc为混凝土抗剪强度，β为桩斜截面与竖直方向的夹角。
需要注意的是，这个公式是采用强度设计方法计算的，适用于静力作用下的桩体抗剪承载力。
若考虑到地震作用等动力效应，则需要采用其他抗震设计方法计算桩斜截面受剪承载力。
05b斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围
（3）斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力，在无腹筋梁中的作用 还比较显著，两者承受的剪力可达总剪力的50%～90%，但试验表 明在有腹筋梁中，它们所承受的剪力仅占总剪力的20%左右。
（4）截面尺寸的影响(yǐngxiǎng)主要对无腹筋的受弯构件，故 仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。
（5）剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一，但为了计算公式 应用简便，仅在计算受集中荷载为主的梁时才考虑了λ的影响。
第十页，共四十页。
试验表明，在配箍最适 当的范围内，梁的受剪承载 力随配箍量的增多、箍筋强度 的提高而有较大幅度的增 长。
配箍率与箍筋强度fyv的 乘积对梁受剪承载力的影 响。当其它条件相同(xiānɡ tónɡ)时，两者大体成线性关 系。
为了提高斜截面的延性， 不宜采用高强度钢筋作箍筋。
第十一页，共四十页。
h>800
V ＞ 0. 7ftbh0 150 200 250 300
V ≤ 0. 7ftbh0 200 300 350 400
第三十页，共四十页。
4、弯起钢筋的弯终点(zhōngdiǎn)的构造要求
弯起钢筋的弯终点到支座边或前一排弯终点到后一排 弯起钢筋弯起点之间的距离，都不应大于箍筋的最大间距(jiān jù)。这一要求是为了使每根弯起钢筋都能与斜裂缝相交， 以保证斜截面的受剪和受弯承载力。
6、截面尺寸(chǐ cun)和形状
（1）截面尺寸的影响 无腹筋梁：
截面尺寸增加，平均剪应力（τ=V/bh0）减小。 试验(shìyàn)表明，在其他参数（混凝土强度、纵筋配筋率、剪跨 比）保持不变时，梁高扩大4倍，破坏时的平均剪应力可下降 25%~30%。 对于有腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。
（2）截面形状的影响
（4）截面尺寸的影响(yǐngxiǎng)主要对无腹筋的受弯构件，故 仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。
（5）剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一，但为了计算公式 应用简便，仅在计算受集中荷载为主的梁时才考虑了λ的影响。
第十页，共四十页。
试验表明，在配箍最适 当的范围内，梁的受剪承载 力随配箍量的增多、箍筋强度 的提高而有较大幅度的增 长。
配箍率与箍筋强度fyv的 乘积对梁受剪承载力的影 响。当其它条件相同(xiānɡ tónɡ)时，两者大体成线性关 系。
为了提高斜截面的延性， 不宜采用高强度钢筋作箍筋。
第十一页，共四十页。
h>800
V ＞ 0. 7ftbh0 150 200 250 300
V ≤ 0. 7ftbh0 200 300 350 400
第三十页，共四十页。
4、弯起钢筋的弯终点(zhōngdiǎn)的构造要求
弯起钢筋的弯终点到支座边或前一排弯终点到后一排 弯起钢筋弯起点之间的距离，都不应大于箍筋的最大间距(jiān jù)。这一要求是为了使每根弯起钢筋都能与斜裂缝相交， 以保证斜截面的受剪和受弯承载力。
6、截面尺寸(chǐ cun)和形状
（1）截面尺寸的影响 无腹筋梁：
截面尺寸增加，平均剪应力（τ=V/bh0）减小。 试验(shìyàn)表明，在其他参数（混凝土强度、纵筋配筋率、剪跨 比）保持不变时，梁高扩大4倍，破坏时的平均剪应力可下降 25%~30%。 对于有腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。
（2）截面形状的影响
第四章斜截面受剪承载力计算
纵筋配筋率对梁受剪承载力的影响
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
郑州大学
五、弯起钢筋及其强度 bent reinforcement and strength
3
试验表明，在相 同纵向钢筋配筋率下， 弯筋梁的受剪承载力
Vu 钢 /( f t筋 bh0配 ) 筋率 与弯起
A sb 筋 sb 强 bh0
规范规定：
矩形、T形和Ⅰ形截面的受弯构件，其斜截面受剪承载 力应符合下列规定：
ft
仅配箍筋简支梁Vcs实测值与计算值的比较
KV Vu Vcs Vc Vsv
4. 4 受弯构件斜截面受剪承载力计算
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
郑州大学
KV Vu Vcs 0.7 f t bh0 1.25 f yv
4.1 概述
第4章 受弯构件斜截面承：
tp cp
2
2
4
2
1 2 arctan( ) 2
4.1 概述
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
郑州大学
4.1 概述
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
郑州大学
4.2 受弯构件斜截面上的应力状态与破坏形态
混凝土强度对梁受剪承载力的影响
影响则居于上述两者之间。
4. 3 影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
郑州大学
三、箍筋配筋率及其强度 Stirrup Ratio sv and the Strength of Stirrup
Asv n Asv1 sv bs bs
郑州大学
2.有腹筋梁斜截面的破坏形态与发生条件 破坏形态 斜拉破坏
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B柱
承载力计算（ ）
(kN)
判断破坏类型
小偏压
(mm2)
大偏压
(mm2)
(mm2)
选用钢筋
(mm2)
备注
承载力计算（Nmin）
(kN)
判断破坏类型
小偏压
(mm2)
大偏压
(mm2)
(mm2)
选用钢筋
(mm2)
备注
横梁AB﹑BC跨斜截面受剪承载力计算
层次
混凝土强度等级
b×h
(mm2)
斜截面位置
组合内力(kN)
h0
（kN）
(kN)
选用箍筋
（双肢）
备注顶层横梁AB﹑BC Nhomakorabea斜截面受剪抗震计算
层
混凝土强度等级
b×h
(mm2)
斜截面位置
VGb
(kN)
（kN·m）
组合内力
(kN)
h0
(kN)
(kN)
选用箍筋
（双肢）
(kN)
备注
顶层
框架柱正截面压弯
层
层次
混凝土强度
b×h
(mm2)
l0
(m)
柱截面
组合内力
e0
(mm)
ea
(mm)
ea
(mm)
e
(mm)
Mmax
（kN·m）
N(kN)
A柱
B柱
层
层次
混凝土强度
b×h
(mm2)
l0
(m)
柱截面
组合内力
e0
(mm)
ea
(mm)
ea
(mm)
e
(mm)
Mmax
（kN·m）
N(kN)
A柱
承载力计算（ ）
(kN)
判断破坏类型
小偏压
(mm2)
大偏压
(mm2)
(mm2)
选用钢筋
(mm2)
备注
承载力计算（Nmin）
(kN)
判断破坏类型
小偏压
(mm2)
大偏压
(mm2)
(mm2)
选用钢筋
(mm2)
备注
横梁AB﹑BC跨斜截面受剪承载力计算
层次
混凝土强度等级
b×h
(mm2)
斜截面位置
组合内力(kN)
h0
（kN）
(kN)
选用箍筋
（双肢）
备注顶层横梁AB﹑BC Nhomakorabea斜截面受剪抗震计算
层
混凝土强度等级
b×h
(mm2)
斜截面位置
VGb
(kN)
（kN·m）
组合内力
(kN)
h0
(kN)
(kN)
选用箍筋
（双肢）
(kN)
备注
顶层
框架柱正截面压弯
层
层次
混凝土强度
b×h
(mm2)
l0
(m)
柱截面
组合内力
e0
(mm)
ea
(mm)
ea
(mm)
e
(mm)
Mmax
（kN·m）
N(kN)
A柱
B柱
层
层次
混凝土强度
b×h
(mm2)
l0
(m)
柱截面
组合内力
e0
(mm)
ea
(mm)
ea
(mm)
e
(mm)
Mmax
（kN·m）
N(kN)
A柱