05斜截面承载力计算讲解
斜截面承载力计算

随P 裂缝数 ,W Va , 沿纵筋的混凝土保护层 也可能被撕裂,Vd ,其中一条斜裂缝发展为主要斜裂 缝----临界斜裂缝.无腹筋梁此时如同拱结构,纵筋成 拱的拉杆.
常见的破坏:临界斜裂缝的发展导致混凝土剪压区高 度的不断减小,最后在切应力和压应力的共同作用下, 剪压区混凝土被压碎(拱顶破坏),梁发生破坏.
的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏 ◆ 受剪截面应符合下列截面限制条件
h 当
w
4 时,
V 0.25 f bh
c c
b hw 6 时, V 0.20 c f c bh0 当 b hw < < 6 时,按直线内插法取用。 当4 b
0
上式表明梁的斜截面受剪 承载力的上限,相当于限制 了梁所必须具有的最小截 面尺寸,在只配有箍筋下也 限制了最大配筋率.如不满 足 ?
h 当
w
4 时,
V 0.25 f bh
c c
b hw 6 时, V 0.20 c f c bh0 当 b hw < < 6 时,按直线内插法取用。 当4 b
0
c为高强混凝土的强度折减系 数,当fcu,k ≤50N/mm2时,c =1.0,当fcu,k =80N/mm2时c
表 5-3 梁中箍筋最小直径(mm) 梁高 h(mm) h≤800 h >800 箍筋直径 6 8
5.2 受弯构件斜截面设计方法
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
2、截面限制条件 上限值---最小截面尺寸和最大配筋率 ◆ 当配箍率超过一定值后,则在箍筋屈服前,斜压杆混凝土已 压坏,故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。 ◆ 斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。
斜截面受剪承载力的计算

≥ 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������������������ =
简述受弯构件斜截面承载力计算步骤

简述受弯构件斜截面承载力计算步骤受弯构件是建筑物结构中常见的构件,如梁、柱、框架等。
在设计和评估过程中,需要计算其斜截面承载力,以确定其结构安全性和可行性。
下面将简述受弯构件斜截面承载力计算的步骤。
第一步:斜截面的分段首先,需要将斜截面分为若干个分段,以便于计算。
一般情况下,会将受力构件分为两段:其中一段为纵向力作用下的受力部分,另一段为剩余部分。
因为斜截面会导致截面上出现剪力和弯矩,所以需要分段计算。
第二步:计算斜截面剩余部分的斜截面承载力对于斜截面剩余部分,其承载力可以通过材料本身的特性进行计算,例如钢材的强度。
需要根据剩余部分的截面面积和材料强度计算其承载力。
第三步:计算斜截面受力部分的受力情况对于斜截面受力部分,需要计算出其所受的剪力和弯矩。
在计算过程中,需要考虑受力构件的长度、截面形状、截面面积和受力方式等因素。
其中,弯矩是影响受力构件承载能力的主要因素。
第四步:计算斜截面受力部分的承载能力通过计算斜截面受力部分所受的剪力和弯矩,可以确定其承载能力。
其中,剪力会影响受力构件的变形,而弯矩则直接影响构件的破坏。
需要根据受力构件的材料强度、截面形状和所受荷载计算其承载能力。
第五步:比较分析两部分承载能力最后,需要将斜截面剩余部分的承载能力和受力部分的承载能力作比较分析,确定总的承载能力。
如果受力部分的承载能力大于斜截面剩余部分的承载能力,则说明受弯构件的斜截面是安全的;反之,则需要进行修补或更改设计方案。
总之,受弯构件斜截面承载力计算是一个复杂的过程,需要考虑多个因素,并进行多次计算和比较分析。
只有在综合考虑各种因素后,才能确定其承载能力和结构安全性。
第五章受弯构件斜截面承载力的计算

第五章受弯构件斜截面承载力的计算内容的分析和总结钢筋混凝土受弯构件有可能在弯矩W和剪力V共同作用的区段内,发生沿着与梁轴线成斜交的斜裂缝截面的受剪破坏或受弯破坏。
因此,受弯构件除了要保证正截面受弯承载力以外,还应保证斜截面的受剪和受弯承载力。
在工程设计中,斜截面受剪承载一般是由计算和构造来满足,斜截面受弯承载力则主要通过对纵向钢筋的弯起、锚固、截断以及箍筋的间距等构造要求来满足的。
学习的目的和要求1.了解斜裂缝的出现及其类别。
2.明确剪跨比的概念。
3.观解斜截面受剪破坏的三种主要形态。
4.了解钢筋混凝土简支梁受剪破坏的机理。
5.了解影响斜截面受剪承载力的主要因素。
6.熟练掌握斜截面受剪承载力的计算方法及适用条件的验算。
7.掌握正截面受弯承载力图的绘削方法,熟悉纵向钢筋的弯起、锚固、截断及箍筋间距的主要构造要求,并能在设计中加以应用。
§5-1 受弯构件斜截面承载力的一般概念一、受弯构件斜截面破坏及腹筋布置1.梁受力特点CD段:纯弯段正截面受弯破坏,配纵向钢筋受剪破坏:配腹筋(箍筋和弯筋)AC段:弯剪段斜截面受弯破坏:构造处理图5-1 无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态2.腹筋的布置·将梁中箍筋斜放与斜裂缝正交时受力状态最佳。
但施工难实现;难以适应由于异号弯矩、剪力导致斜裂缝的改变方向。
·在支座附近弯矩较小之处可采用弯起部分纵筋以抵抗部分剪力。
3.关于腹筋布置的规定⑴梁高h<150mm 的梁可以不设置箍筋。
⑵h=150~300mm 时,可仅在梁端各1/4跨度范围内配置箍筋。
当构件中部1/2跨度范围内有集中荷载时,应沿全长布置箍筋。
⑶h>300mm 时,全跨布置箍筋。
二、钢筋混凝土梁开裂前的应力状态1.应力计算方法:接近弹性工作状态,可根据材力公式计算梁中应力。
钢筋按应变相等、合力大小及作用点不变的原则换算成等效混凝土面积αE A s ,把钢筋混凝土的截面变成混凝土单一材料的换算截面,其几何特征值A 0、I 0、S 0、y 0。
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

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
混凝土结构设计原理-05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
主要内容
● ● ● ●
重点
斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 简支梁斜截面受剪机理 斜截面受剪承载力计算公式及设计计算 保证斜截面受剪承载力的构造措施
● 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 ● 简支梁斜截面受剪机理 ● 斜截面受剪承载力的设计计算 ● 保证斜截面受剪承载力的构造措施
图形。 材料抵抗弯矩图:按实际配置的受力钢筋计算的各个
正截面受弯承载力 Mu 所绘制的图形。
5.5 保证斜截面受弯承载力的构造措施
第5章 受弯构件的斜截面承载力
对承受均布荷载的单筋矩形截面简支梁:
Mu
As
fsd (h0
fsd As ) 2 fcdb
每根纵筋所承担的
M ui可近似按钢筋面积分配, M ui
5.4 斜截面受剪承载力计算
第5章 受弯构件的斜截面承载力
公式的适用范围 ■ 截面的最小尺寸(上限值) 为防止斜压破坏,要求:
0Vd (0.51 103 ) fcu,k bh0
否则,应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。 ■ 构造配箍条件(下限值)
0Vd (0.5 103 ) 2 f tdbh0
而略有降低。 T形截面梁的受剪承载力高于矩形截面梁。
5.4 斜截面受剪承载力计算
第5章 受弯构件的斜截面承载力
2. 斜截面受剪承载力计算公式
由于抗剪机理和影响因素的复杂性,目前各国规范的斜
截面受剪承载力计算公式均为半理论半经验的实用公式。
《公路桥规》中的斜截面受剪承载力计算公式以剪压破
坏为建立依据,假定梁的斜截面受剪承载力Vu由剪压区混凝 土的抗剪能力Vc、与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力Vsv 和与斜 裂缝相交的弯起钢筋的抗剪能力Vsb 三部分所组成。
5第五章受弯构件斜截面承载力计算

0.24 1.27 210
0.145%
故:SV SV,min
⑥求VCS(混凝土与箍筋承担的抗剪承载能力设计值 ) VCS=0.7ft bh0+1.25fyvASVh0 /S
=0.7×1.27×250×515+1.25×210×100.6 ×515/200
=182.8(KN )
⑦求ASb(取弯起角度为450)
nAsv1 V 0.7 ftbh0 0.8 f y Asb sin
s
1.25 f yvh0
nAsv1
V
1.75
1.0
ft bh0
0.8 f y Asb
s in
s
1.0 f yvh0
然后验算弯起点的位置是否满足斜截面承载力的 要求。
例1 如图所示一矩形截面简支梁,b×h=250×550mm2,混凝 土等级C25,纵向受力钢筋HRB400级,承受均布荷载设计值 q=80KN/m,按正截面受弯承载力计算配置的纵向受力钢筋为 4 25。试求箍筋用量。
(2) 剪压破坏
破坏前提:剪跨比适中(λ=1~3), 箍筋配置适量,配箍率ρsv适量;
(3) 斜拉破坏
破坏前提:剪跨比较大(λ>3), 箍筋配置过少,配箍率ρsv较小。
受剪破坏三种形态
(1)斜压破坏
破坏前提:
λ<1,ρsv较大
破坏特征: 首先在梁腹出现若干
条较陡的平行斜裂缝,随 着荷载的增加,斜裂缝将 梁腹分割成若干斜向的混 凝土短柱,最后由于混凝 土短柱达到极限抗压强度 而破坏。
钢筋情况: 箍筋应力达到屈服强度
甚至拉断 破坏性质:属于脆性破坏
防止斜拉破坏: 通过控制最小配箍率。
5.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算
5.2.1 斜截面受剪承载力计算公式及适用条件
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◆剪压破坏 (1< <3)适中的无腹筋 梁或腹筋适宜的有腹筋梁
■ ■
剪跨比较小,有一定拱作用
斜裂缝出现后,部分荷载通过拱作用传递到支座,承载 力没有很快丧失,荷载可以继续增加,并出现其它斜裂缝。 ■ 最后,拱顶处混凝土在剪应力和压应力的共同作用下,达 到混凝土的复合受力下的强度而破坏。 部分拱作用,部分斜拉传递,取决于混凝土的复合应力下 (剪压)的强度。
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
三.有腹筋梁的受剪性能
◆ 梁中配置箍筋,出现斜裂缝
后,梁的剪力传递机构由原来 无腹筋梁的拉杆拱传递机构转 变为桁架与拱的复合传递机构
◆ 斜裂缝间齿状体混凝土有如
斜压腹杆
◆ 箍筋的作用有如竖向拉杆 ◆ 临界斜裂缝上部及受压区混
VC C
凝土相当于受压弦杆
随力的增加ຫໍສະໝຸດ 几条斜裂缝弯剪型其中一条发展为临界斜裂缝
沿这条临界斜裂缝发生破坏
2. 破坏特征
腹剪型
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
二. 无腹筋梁的受剪性能 斜裂缝出现后梁中受力状态的变化 ★开裂前的剪力全截面承担,开裂后 则主要由剪压区承担,混凝土切应力 Vc 大大增大
Va Vd
★斜裂缝出现后,受剪面积的减小 使受压区混凝土剪力增大(剪压区)
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
二.无腹筋梁的受剪性能 斜裂缝出现后梁中受力状态的变化
★斜裂缝出现前,支座附近截面 a-a的钢筋应力ss与Ma成正比;
Va Vd
Vc
Ma Mb
★裂缝出现后,与斜裂缝相交处的 纵筋应力,由于斜裂缝的出现而突然 增大.因截面a-a 的钢筋应力ss取决 于临界斜裂缝顶点截面b-b处的Mb, 即与Mb成正比, Mb比Ma大很多 ★因此,斜裂缝出现使支座附近的 ss与跨中截面的ss相近,这对纵筋 的锚固提出更高的要求。
■
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
◆斜压破坏
(<1).
■
剪跨比很小,拱作用很大。荷载主要通过拱作用传递到支座。
■
■ ■
主压应力的方向沿支座与荷载作用点的连线。
最后拱上混凝土在斜向压应力的作用下受压破坏。 斜压传力机构,取决于混凝土的抗压强度。
■
■
■ ■ ■
剪跨比 较大,主压应力角度较小,拱作用较小。 剪力主要依靠拉应力(梁作用)传递到支座, 一旦出现斜裂缝,就很快形成临界斜裂缝,荷载传递路线 被切断,承载力急剧下降,脆性性质显著。 破坏是由于混凝土(斜向)拉坏引起的,称为斜拉破坏。 斜拉传力机构,取决于混凝土的抗拉强度。
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
◆
规范取无腹筋梁的受剪承载力Vu与fc成正比,这在普通强度 等级情况下近似成立。
◆ ◆ ◆
试验表明,随着混凝土强度的提高,Vu与 ft 近似成正比。
事实上,斜拉破坏取决于ft ,剪压破坏也基本取决于ft,只 有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于fc。
◆
而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
6 尺寸效应——梁高度很大时,撕裂裂缝比较明显,销栓作用 大大降低,斜裂缝宽度也较大,削弱了骨料咬合作用。试验表 明,在保持参数fc、r、 相同的情况下,截面尺寸增加4倍,受 剪承载力降低25%~30%。对于高度较大的梁,配置梁腹纵筋, 可控制斜裂缝的开展。配置腹筋后,尺寸效应的影响减小。 7 其他因素 预应力、梁的连续性等
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
五.斜截面破坏的形态
影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比 和配箍率rsv
Asv nAsv1 r sv bs bs
斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
◆斜拉破坏
( >3)的无腹筋梁或腹筋过少的有腹筋梁
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 受弯构件在荷载作用下, 同时产生弯矩和剪力。
在弯矩区段,产生正截面 受弯破坏, 而在剪力较大的区段,则 会产生斜截面受剪破坏。
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
一.斜裂缝的形成及斜截面的破坏特征 1.斜裂缝的形成
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
二.无腹筋梁的受剪性能 斜裂缝出现后梁中受力状态的变化
★纵筋拉应力的增大导致钢筋与混 凝土间粘结应力的增大,有可能出 现沿纵筋的粘结裂缝或撕裂裂缝。
Vd¬ £ TaÖ ¡ Tb
Tb
Ma Mb
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
4 纵筋配筋率——纵筋配筋率越大,受压区面积越大,受剪面 积也越大,并使纵筋的销栓作用也增加。同时,增大纵筋面积 还可限制斜裂缝的开展,增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。
5 截面形状——T形截面有受压翼缘,增加了剪压区的面积, 对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高(20%),但对斜 压破坏的受剪承载力并没有提高。
◆ 纵筋相当于下弦拉杆
T V VSV
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
四.影响斜截面受力性能的主要因素
1 剪跨比
M s 2 bh0 V bh0
M s Vh0
对集中荷载简支梁
M a h0 h0 Vh0
a
反映斜截面抗剪强度变化规律和区分各种 剪切破坏形态发生条件的参数
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
Vc f t bh0
¼ ¿ ô ç ± È (a) ¼ ¯ Ö Ð º É Ô Ø
5.1 概述
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
5.1 概述
2 腹筋的数量 ◆ 腹筋由箍筋和弯起钢筋组成 ◆ 腹筋的数量增多,斜截面的承载力增大。 3 混凝土强度等级 剪切破坏是由于混凝土达到复合应力(剪压)状态下强度 而发生的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。
随P 裂缝数 ,W Va , 沿纵筋的混凝土保护层 也可能被撕裂,Vd ,其中一条斜裂缝发展为主要斜裂 缝----临界斜裂缝.无腹筋梁此时如同拱结构,纵筋成 拱的拉杆.
常见的破坏:临界斜裂缝的发展导致混凝土剪压区高 度的不断减小,最后在切应力和压应力的共同作用下, 剪压区混凝土被压碎(拱顶破坏),梁发生破坏.