梁的斜截面受力特征
《混凝土结构设计原理》第4章 受弯构件斜截面承载力计算
计算剪力值的确定
《公路桥规》规定：取离支点中心线梁高一半处的剪力 设计值 V ；其中不少于60%由混凝土和箍筋共同承担； 不超过40%由弯起钢筋（按45º弯起）承担，并且用水平 线将剪力设计值包络图分割；
箍筋设计 假设箍筋直径和种类，箍筋间距为
箍筋可减小斜裂缝宽度，从而提高斜截面上的骨料咬力。
箍筋限制了纵向钢筋的竖向位移，阻止混凝土沿纵向 钢筋的撕裂，提高了纵向钢筋的销栓作用。
可见，箍筋对提高斜截面受剪承载力的作用是多方面的和 综合性的。
2、剪力传递机理（见下图）——桁架－拱模型：
拱I： 相当于上弦压杆 拱Ⅱ、拱Ⅲ： 相当于受压腹杆
否
是否通过 是
计算结束
§4.3 受弯构件的斜截面抗剪承载力
计算依据：以剪压破坏为基础 一般是采用限制截面最小尺寸防止发生斜压破坏； 限制箍筋最大间距和最小配箍率防止发生斜拉破坏
一、基本公式及适用条件 计算图式：
基本公式：（半经验半理论）
Vu Vc Vsv Vsb Vcs Vsb
抗剪能力：
斜截面受剪承载力主要取决于构件截面尺寸和混凝土抗 压强度，受剪承载力比剪压破坏高。
破坏性质：属脆性破坏
除上述三种主要破坏形态外，有时还可能发生局部挤压 或纵向钢筋锚固等破坏。
四、有腹筋简支梁斜裂缝出现后的受力状态
无腹筋梁斜截面受剪承载力很低，且破坏时呈脆性。 故《公桥规》规定，一般的梁内都需设置腹筋。配置腹筋是 提高梁斜截面受剪承载力的有效方法。在配置腹筋时，一般 首先配置一定数量的箍筋，当箍筋用量较大时，则可同时配 置弯起钢筋。
V fcbh00
0. 0. 0. 0. 0.1
简支梁斜截面受剪机理的力学模型
简支梁斜截面受剪机理的力学模型1.概述简支梁是结构工程中常见的一种受力构件，其承受的剪切力在梁体内部引起了较为复杂的受力状态。
为了更好地理解简支梁斜截面受剪的机理，我们需要建立相应的力学模型来加以分析。
本文将针对简支梁斜截面受剪机理的力学模型展开讨论，以期对工程实践中的梁体受力情况有更深入的理解。
2.简支梁斜截面受剪的力学特性简支梁在承受外载荷时会产生内力，其中受到的剪切力是一项重要的受力情况。
当梁体处于受剪状态时，其受力特性受到梁的截面形状、材料性质等因素的影响。
斜截面受剪是指在梁体的截面上，外载荷的作用线不与截面的主轴线平行，这种受力状态下的力学特性需要通过建立合适的力学模型来加以描述和分析。
3.简支梁斜截面受剪的机理分析为了建立简支梁斜截面受剪的力学模型，我们需要从梁体内部的力学原理出发，分析剪切力在梁体截面上的传递和分布情况。
在斜截面受剪的情况下，剪切力的作用会导致梁体产生剪切变形，而这种变形又会进一步影响剪切力的传递路径和受力状态。
通过对剪切力传递路径的分析，我们可以建立简支梁斜截面受剪的力学模型，从而更好地理解斜截面受剪的机理。
4.简支梁斜截面受剪的力学模型建立基于对斜截面受剪机理的分析，我们可以建立简支梁斜截面受剪的力学模型。
该模型需要考虑剪切力的分布情况、受剪变形对剪切力传递路径的影响等因素，以全面地描述斜截面受剪时梁体的受力情况。
在建立模型的过程中，需充分考虑梁体材料的特性、几何形状的影响等因素，以确保模型的准确性和适用性。
5.简支梁斜截面受剪的力学模型在工程实践中的应用建立了简支梁斜截面受剪的力学模型之后，我们可以将其应用于工程实践中，对简支梁在受到斜截面剪切作用时的受力情况进行分析和计算。
通过模型计算得到的受力情况可以为工程设计和结构分析提供重要的参考依据，有助于确保梁体在实际工程中的安全可靠性。
对斜截面受剪的力学模型进行应用还可以为工程结构的优化设计提供指导，提高结构的承载能力和使用效率。
混凝土梁斜截面承载力标准
混凝土梁斜截面承载力标准一、前言混凝土梁是建筑中常用的结构构件，其承载力是衡量其性能优劣的重要指标之一。
混凝土梁的承载力与其截面形状、尺寸、材料强度等因素密切相关。
本文旨在提供一份全面的混凝土梁斜截面承载力标准，以供工程设计和施工中参考。
二、混凝土梁斜截面承载力计算1. 混凝土梁截面形状混凝土梁的截面形状分为矩形、T型、L型、梯形等多种形式。
在混凝土梁斜截面承载力计算中，一般采用矩形截面进行分析和计算。
2. 混凝土梁截面尺寸混凝土梁的截面尺寸包括截面高度h和截面宽度b。
在混凝土梁斜截面承载力计算中，应根据实际工程需求确定截面尺寸。
3. 混凝土强度混凝土的强度取决于混凝土的配合比、材料品质等因素。
在混凝土梁斜截面承载力计算中，应按照设计要求确定混凝土的强度等级。
4. 钢筋强度钢筋的强度取决于钢筋的材质、直径等因素。
在混凝土梁斜截面承载力计算中，应按照设计要求确定钢筋的强度等级。
5. 混凝土梁截面受力状态混凝土梁截面受力状态包括受弯状态和受剪状态。
在混凝土梁斜截面承载力计算中，应根据截面受力状态进行分析。
6. 混凝土梁斜截面承载力公式混凝土梁斜截面承载力公式如下：N=0.85fcAb+AsfyM=0.85fcAbx+Asfy(xs-0.5h)V=0.85fcAbe+Asfy(xs-0.5h)其中，N为轴向承载力；M为弯矩承载力；V为剪力承载力；fc为混凝土的轴向抗压强度；Ab为混凝土梁截面的面积；As为钢筋面积；fy为钢筋的抗拉强度；x为混凝土梁截面受压区离截面底部的距离；s 为钢筋中心距。
7. 混凝土梁斜截面承载力的限制在混凝土梁斜截面承载力的计算中，应注意以下限制：（1）混凝土的抗压强度不应超过设计要求；（2）混凝土梁截面的受压区高度不应小于1/6的截面高度；（3）钢筋的强度不应超过设计要求；（4）混凝土梁截面的受拉区应满足钢筋的受拉强度要求；（5）混凝土梁截面的受剪区应满足剪切强度要求。
三、混凝土梁斜截面承载力标准根据混凝土梁斜截面承载力计算公式和限制条件，可以得出混凝土梁斜截面承载力的标准，具体如下：1. 轴向承载力混凝土梁斜截面的轴向承载力应满足以下条件：N≤0.85fcAb+Asfy其中，fc为混凝土的轴向抗压强度；Ab为混凝土梁截面的面积；As 为钢筋面积；fy为钢筋的抗拉强度。
第5章 受弯构件的斜截面承载力
第5章 受弯构件的斜截面承载力5．1概述上一章讲了钢筋混凝土受弯构件在主要承受弯矩的区段内，会产生垂直裂缝，如果正截面受弯承载力不够，将沿垂直裂缝发生正截面受弯破坏。
钢筋混凝土受弯构件在弯矩和剪力共同作用下，当正截面受弯承载力得到保证时，则有能产生斜截面破坏。
斜截面破坏包括斜截面受剪破坏和斜截面受弯破坏两方面。
因此为了保证受弯构件的承载力，除了进行正截面受弯承载力计算外，还必须进行斜截面受剪承载力计算，同时斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构造要求来满足的。
钢筋混凝土受弯构件在出现裂缝前的应力状态，由于它是两种不同材料组成的非均质体，因而材料力学公式不能完全适用。
但是当作用的荷载较小，构件内的应力也较小，其拉应力还未超过混凝土的抗拉极限强度、亦即处于裂缝出现以前的I a 阶段状态时，则构件与均质弹性体相似，应力-应变基本成线性关系，此时其应力可近似按一般材料力学公式来进行分析。
在计算时可将纵向钢筋截面按其重心处钢筋的拉应变取与同一高度处混凝土纤维拉应变相等的原则，由虎克定律换算成等效的混凝土截面，得出一个换算截面，则截面上任意一点的正应力和剪应力分别按下式计算，其应力分布见图5-1。
图5-1 钢筋混凝土简支梁开裂前的应力状态（a ）开裂前的主应力轨迹线；（b ）换算截面；（c ）正应力σ图；（d ）剪应力τ图正应力 0I My =σ （5-1） 剪应力 0bI VS =τ （5-2） 式中 I 0——换算截面惯性矩。
由于受弯构件纵向钢筋的配筋率一般不超过2%，所以按换算截面面积计算所得的正应力和剪应力值与按素混凝土的截面计算所得的应力值相差不大。
根据材料力学原理，受弯构件正截面上任意一点在正应力σ和剪应力τ共同作用下，在该点所产生的主应力，可按下式计算主拉应力 2242τσσσ++=tp （5-3）主压应力 2242τσσσcp +-= （5-4） 主应力的作用方向与构件纵向轴线的夹角α可由下式求得：στα22-=tg （5-5）在中和轴附近，正应力很小，剪应力大，主拉应力方向大致为45°。
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
梁斜截面破坏特征
梁斜截面破坏特征
梁斜截面是建筑、桥梁和机械结构的主要组成部分，其破坏特征是研究结构安全性和承载
力的重要依据之一。
梁斜截面破坏一般经历四个主要过程：疲劳裂纹发源，完全折断前裂纹扩展，完全折断至破坏，破坏至啮合隔离破碎。
疲劳裂纹发源是梁斜截面破坏的起始阶段，这些裂纹是由于疲劳应力的作用而在斜截面表
面上形成的。
即使是微小的疲劳应力，也可能在表面上形成小裂纹，所以这个阶段是非常
重要的。
疲劳裂纹逐渐扩展，然后进入完全折断前裂纹扩展阶段，斜截面上大量裂纹显现，甚至可以清晰地看到斜面结构抗压能力缩减的情况。
接下来，完全折断至破坏是梁斜截面破坏的最后阶段。
当斜截面的上部局部断裂时，斜截
面的抗压强度和刚度会显著减弱，裂纹变得更大，最终形成折断，结构抗压能力显著减小。
最后，破坏到啮合隔离破碎阶段出现，破坏面上已经出现悬挂碎片，它们左右啮合，并且
向下滑落，斜梁结构因此分开，甚至断裂。
总而言之，梁斜截面破坏一般经历由疲劳裂纹发源、完全折断前裂纹扩展、完全折断至破坏、破坏至啮合隔离破碎四个阶段，这四个阶段是研究结构安全性和承载力的重要依据之一。
05a受弯构件斜截面的受力特点与破坏形态讲解
（2）斜压破坏 A:当剪跨比较小(λ<1)时 B:此破坏系由梁中主压应力所致，类似于正截面承载
力中的超筋破坏，表现为混凝土压碎，也呈明显脆性，但不 如斜拉破坏明显。
C:这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁 腹板很薄的T形截面或工字形截面梁内。破坏时，混凝土被 腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而被压坏，破坏是突然发 生。
1、箍筋 为了防止梁沿斜裂缝破坏，应使梁配置必要的箍筋。
2、斜钢筋（弯起钢筋 ） 一般由梁内的纵筋弯起而形成，称为弯起钢筋。
3、钢筋骨架 箍筋、纵筋和架立钢筋绑扎（或焊）在一起，形成钢筋骨
架，使各种钢筋得以在施工时维持正确的位置。 4、腹筋
箍筋、弯起钢筋（或斜筋）统称为腹筋。
有腹筋梁：箍筋、弯筋、纵筋
h h0
a
b
As
钢筋混凝 土受弯构
件受力
问题的提出
弯矩 剪力
正截面 斜截面
问题的提出
正截面受弯承载力不够，将沿垂直裂缝发生正截面受弯破坏。
钢筋混凝土受弯构件还有可能在剪力和弯矩共同作用的支 座附近区段内，会沿着斜向裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面 受弯破坏。
因此，在保证受弯构件正截面受弯承载力的同时，还要 保证斜截面承载力，即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。
腹剪斜裂缝是由剪弯区段截面 下边缘的垂直裂缝发展而成，下宽 上细，随着荷载的增加向集中荷载 作用点延伸。
弯剪斜裂缝
max
6My bh2
max
3Q 2bh
3、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态
（1）斜拉破坏 A:当剪跨比较大(λ>3)时 B:此破坏系由梁中主拉应力所致，斜裂缝一出现梁
[建筑土木]第5章梁的斜截面受剪承载力
![[建筑土木]第5章梁的斜截面受剪承载力](https://img.taocdn.com/s3/m/a3272fd90408763231126edb6f1aff00bed570f6.png)
第五章受弯构件的斜截面承载力受弯构件斜截面受力与破坏分析腹筋：箍筋、弯筋无腹筋梁：仅设置纵筋的梁或不配箍筋和弯起钢筋；弯剪型斜裂缝：由梁底的弯曲裂缝发展而成；腹剪型斜裂缝：当梁的腹板很薄或集中荷载至支座距离很小时，斜裂缝可能首先在梁腹部出现。
斜裂缝的类型：腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。
腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝2、无腹筋梁受力及破坏分析n AB面上的混凝土切应力合力Vcn开裂面BC两侧凹凸不平产生的骨料咬合力Van穿越裂缝间的纵筋在斜裂缝处的销栓力Vdn随着荷载的增大，近支座处的一条斜裂缝发展较快，成为导致构件破坏的临界斜裂缝。
临界斜裂缝出现后，梁的受力如一拉杆拱，荷载通过斜裂缝上部的砼拱体传至支座，纵筋相当于拉杆，纵筋与砼拱体的共同工作完全取决于支座处的锚固。
破坏时纵向钢筋的拉应力往往低于屈服强度。
3、有腹筋梁的受力及破坏分析5.1.2、影响斜截面受力性能的主要因素1、剪跨比和跨高比2、腹筋的数量3、混凝土强度等级4、纵筋配筋率5、其他因素1、剪跨比和跨高比剪跨比λ为集中荷载到临近支座的距离a 与梁截面有效高度h 0的比值，即λ＝a / h 0 。
某截面的广义剪跨比为该截面上弯矩M 与剪力和截面有效高度乘积的比值，即λ＝M / （Vh 0）。
剪跨比反映了梁中正应力与剪应力的比值!!2、腹筋的数量腹筋的数量增多时，斜截面的承载力增大。
3、混凝土强度等级斜截面的承载力随混凝土强度等级的提高而增大。
斜截面破坏是因混凝土到达极限强度而发生的，故斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。
4、纵筋配筋率纵向钢筋配筋率越大，斜截面的承载力增大。
试验表明，梁的受剪承载力随纵向钢筋配筋率ρ的提高而增大。
这主要是纵向受拉钢筋约束了斜裂缝长度的延伸，从而增大了剪压区面积的作用。
5、其他因素截面形状、预应力，梁的连续性受压翼缘的存在对提高斜截面的承载力有一定的作用。
因此T形截面梁与矩形截面梁相比，前者的斜截面承载力一般要高10%~30%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
梁的斜截面受力特征
7、梁的斜截面受力特征；影响斜截面受力性能的主要因素；防止斜截面破坏的措施
（1）梁的斜截面在弯矩M和剪力V的共同作用下，有可能产生斜裂缝，并沿斜裂缝截面发生破坏。
（2）影响斜截面受力性能的主要因素：
①剪跨比和高跨比；
②混凝土的强度等级；
③腹筋的数量（箍筋和弯起钢筋统称为腹筋）。
【注】“剪跨比”等于截面的弯矩值与截面的剪力值和截面有效
高度乘积之比:M/Vh
（3）防止斜截面破坏的措施：
①限制梁的截面最小尺寸；
②适当配置箍筋，并满足规范的构造要求；
③当上述两项措施还不能满足要求时，可适当配置弯起钢筋。
8、单向板、双向板
（1）两对边支承的板是单向板，一个方向受弯；而双向板为四边支承，双向受弯。
（2）单向板、双向板的界定
①当长边/短边≤2时，应按双向板计算；
②当2＜长边/短边＜3时，宜按双向板计算；
③当长边/短边≥3时，可按沿短边方向受力的单向板计算。
当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造筋；
9、连续梁、板的受力特点
（1）现浇肋形楼盖中的板、次梁和主梁，一般均为多跨连续梁（板）。
（2）连续梁、板的受力特点是，跨中有正弯矩，支座有负弯矩。
因此，跨中按最大正弯矩计算正筋，支座按最大负弯矩计算负筋。
10、梁、板的构造要求
（1）梁最常用的截面形式有矩形和T形。
梁的截面高度一般按跨度确定，宽度一般是高度的1/3。
（2）梁纵向受力钢筋宜优先选用HRB335、HRB400钢筋，常用直
径为10～25mm，钢筋间距不应小于25mm，也不应小于直径。
（3）保护层的厚度与梁所处环境有关，一般为25～40mm。
（4）板的厚度与计算跨度有关，屋面板一般不小于60mm，楼板一般不小于80mm。
（5）板的保护层厚度一般为15～30mm。
受力钢筋直径常用6、8、10、12mm。
间距不宜大于250mm。
（6）梁、板混凝土的强度等级一般采用C20以上。
11、砌体材料及砌体的力学性能
（1）砌块
①烧结普通砖、烧结多孔砖（孔洞率大于25％，主要用于承重部位）
②烧结普通砖根据抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级。
（2）砂浆
①按组成材料的不同，可分为：水泥砂浆；水泥混合砂浆；石灰、石膏、黏土砂浆。
②砂浆五种强度等级，即Ml5、Ml0、M7.5、M5和M2.5。
当验算正在砌筑或砌完不久但砂浆尚未硬结，以及在严寒地区采用冻结法施工的砌体抗压强度时，砂浆强度取0。
（3）砌体
砖砌体中砖所受的应力十分复杂。
由于砂浆铺砌不均，砖块不仅受压，而且还受弯、剪、局部压力的联合作用；由于砖和砂浆受压后横向
变形不同，还使砖处于受拉状态。
上述作用使得砖较早出现竖向裂缝，这正是砌体抗压强度比砖抗压强度小得多的原因。
影响砖砌体抗压强度的主要因素：
①砖的强度等级；
②砂浆的强度等级及其厚度；
③砌筑质量，（包括饱满度、砌筑时砖的含水率、操作人员的技术水平等）。