斜截面受剪承载力计算讲解

剪力设计值的计算截面
无腹筋构件受剪承载力计算.
仅配箍筋时受剪承载力计算
配置箍筋和弯起钢筋时受剪承载力计算
弯起钢筋截面剪力设计值
不进行斜截面承载力计算的情况
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斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏
剪压破坏 剪压破坏 剪压破坏 斜压破坏
r sv很小 r sv适量
r sv很大
钢筋混凝土梁抗剪模型理论
概述 • 对于有腹筋钢筋混凝土梁，承受剪力时其截面同时承 受正应力和剪应力的作用，属于复合受力状态，分析时要 比正截面计算复杂的多，由其是在混凝土开裂后，截面上 发生应力重分布，其剪力传递机理非常复杂，影响因素众 多，使问题进一步复杂化，至今钢筋混凝土梁的抗剪理论 尚不完善，且现行多数规范是半理论半经验，并没有建立 其清晰的抗剪模型，我国规范亦如此。我国规范公式所计 算的抗剪强度是采用试验值的偏下限作为制定设计公式的 控制依据而建立的，计算结果过于保守，适用性较差。 因此，我国目前对抗剪理论的研究上应该着重对理论 进行完善，建立力学模型，提出完整而合理的理论方法， 准确分析各因素的抗剪贡献，建立起斜截面受剪承载力计 算公式。
极限平衡理论是对试验数据进行统计，当构件达到极 限破坏阶段时运用平衡条件建立理论公式，并对该公式中 的每一项定义其物理概念，从而建立起极限平衡方程。 1946 年，А.А.Гвоэдев 和 М.С.Ворищанский 提 出了“简单刚体塑性机理”。该理论是根据极限平衡原理 提出的，认为钢筋混凝土梁抗剪承载力由五部分组成，即 受压区混凝土承担的剪力、纵筋销栓力、斜裂缝面的骨料 咬合力和摩擦力、竖向箍筋以及弯起钢筋承担的剪力，即：
P
f
（2）剪压破坏
▲发生条件： 1<l <3 。 ▲破坏特征： 剪压破坏 首先出现竖向裂缝， 随后竖向裂缝斜向发展，并形成一条临界斜裂缝， 最后剪压区混凝土破坏而破坏。 破坏取决于剪压区混凝土的强度。 脆性破坏。 P
f
（3）斜拉破坏
▲发生条件：l >3。 ▲破坏特征： 一旦裂缝出现，就很快 形成临界斜裂缝，承载力急 剧下降，构件破坏。 承载力主要取决于混凝 土的抗拉强度。 脆性显著。
• 目前，我国规范对斜截面强度验算的规定均以“简单刚体 塑性机理”为基础，斜截面受压区混凝土受剪承载力和斜 裂缝的投影长度都是用半经验方法确定的。 • 优点：使用极限平衡理论方法进行斜截面受剪承载力计算 时具有较高的精度，能较全面的反映剪力的影响因素，即 弯矩和纵筋的影响。 • 缺点：该方法需要联立多个方程求解，计算繁琐，且其理 论性较差，不能令人信服
受剪模型
• • • • • • • 桁架理论模型 统计分析方法 极限平衡理论 塑性理论 非线性有限元分析 压力路径理论 剪切摩擦理论
桁架理论模型
• • • • • • • 古典桁架模型 变角桁架模型 压力场理论 修正压力场理论 软化桁架模型 桁架-拱模型 拉压杆模型
极限平衡理论
• 极限平衡理论概念：
P
斜拉破坏
f
（4）三种破坏形态的特征比较
P
斜压破坏
（斜截面三种破坏都是脆性）
（1）斜拉破坏为受拉脆性 破坏，脆性最显著；
剪压破坏 斜拉破坏
且混凝土抗压强度未 发挥。
（2）斜压破坏为受压脆性
破坏。
f （3）剪压破坏为脆性破坏，
脆性相对好些。
2、有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
破坏形态主要由剪跨比和箍筋配置量决定 配箍率 无腹筋 剪跨比 l <1 1< l <3 l >3 斜拉破坏 斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏
斜截面受剪承载力计算
1.斜截面受剪破坏的三种主要形态 1、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 试验表明，无腹筋梁的斜截面 受剪破坏形态主要由剪跨比决定。 （1）斜压破坏 ▲发生条件： l<1 ▲破坏特征： 首先在梁腹部出现腹剪斜裂缝， 随后混凝土被分割成斜压短柱，最 后斜向短柱混凝土压坏而破坏。破 坏取决于混凝土的抗压强度。 脆性破坏。 斜压破坏
斜截面受剪承载力计算的两种情况
• 钢筋混凝土梁抗剪机理复杂，破坏形态复杂，其影响因素 众多。因此，对钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算需进 一步展开研究工作。我国《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)中斜截面受剪承载力的计算分两类情况 • 1.无腹筋构件受剪承载力计算.
• 2.有腹筋构件受剪承载力计算.