第11章 深受弯构件
钢筋混凝土结构原理第十一章深梁(路桥方向)PPT课件
0M d M u fsd As Z
《公路桥 规》取值
2.正截面抗弯承载力
深梁的内力臂，取受拉钢筋合力作用 点和混凝土受压合力作用点间的距离
简支梁
z
0.2(2.2h 0.64L
L) L
/
1 h
L 1
/
h
2
连续深梁
z
0.2(1.5h 0.5LL) L/h1 1
L
/
h
2.5
11.3 深梁的计算
3.斜截面抗剪承载力
0Vd Vu 0.02 fcdbh 4.深梁裂缝宽度验算
电子教案 适用专业：土木工程（路桥方向）
第十一章 深梁
➢深梁破坏形态 ➢深梁配筋及构造要求 ➢深梁的计算
11.1 深梁的破坏形态
转换层
1.深梁概念
盖梁
P
P
l0 / h 5
深受弯构件
h
l0
l0 / h 2.0(简支)，l0 / 2.0(2.5) l0 / h 5
h 2.（5 连续梁） 短梁
h
水平分布筋
b 纵向受力筋
•连续深梁支座位上部纵向受拉钢筋布置 在上带（0.2h上部高度）1/2（L/h-1）比 例钢筋；其余布置在中带（0.2h-0.8h）； 其中一半纵筋需通长布置
11.3 深梁的计算
1.内力计算
•简支梁内力计算与普通梁相同——均由力平衡条件决定
•连续深梁的内力计算——连续深梁的支反力分布规律与普通梁不同，因其变 形协调关系不同，需要考虑剪切变形的影响，按弹性力学方法计算。等截面 等刚度等跨连续深梁支反力计算见表11-2.
深梁
11.1 深梁的破坏形态
2.破坏形态
平截面假定不再适用
深受弯构件
深受弯构件2011-10-10 11:47:17| 分类：杂|字号订阅概念：深梁deep beam一般指梁的跨度与高度之比L／h≤2的简支梁和L／h≤2．5的连续梁，且适用于本身直接承受竖向荷载为主的深梁（剪力墙结构的连系梁虽然尺寸接近深梁，但其支座条件不同，梁的剪切变形较大，故不在本条之列）。
深梁因其高度与跨度接近，受力性能与一般梁有较大差异，在荷载作用下，梁的正截面应变不符合平截面假定。
为避免深梁出平面失稳，规范对梁截面高宽比（h／b）或跨宽比（L0／h）作了限制（截面宽度不小于140mm，当Lo/h≥1时，h/b不宜大于25，当Lo/h<1时，Lo/b不宜大于25），并要求简支深梁在顶部、连续深梁在顶部和底部尽可能与其它水平刚度较大的构件（如楼盖）相连接。
简支深梁的内力计算与浅梁相同。
但连续深梁的弯矩及剪力与一般连续梁不同，其跨中正弯矩比一般连续梁偏大，支座负弯矩则偏小，且随跨高比及跨数的不同而变化。
工程设计中，对连续深梁内力按弹性力学方法计算，暂不考虑塑性内力重分布。
试验表明，简支深梁在斜裂缝出现后，梁内即发生明显的内力重分布，形成以纵向受拉钢筋为拉杆、斜裂缝上部混凝土为拱肋的拉杆拱受力体系。
深梁的受剪承载力主要取决于截面尺寸、混凝土强度等级和剪跨比，其次为支承长度，分布钢筋，尤其竖向分布筋作用较小。
深梁支座的支承面和集中荷载的加荷点都是高应力区，易发生局压破坏，应进行局压承载力计算。
深梁是较复杂的构件，应遵守规范有关要求。
1、深受弯构件分类钢筋混凝土受弯构件根据其跨度与高度之比（简称跨高比）的不同，可以分为如下三种类型：浅深：短梁：深梁：(简支梁)（连续梁）式中，h为梁截面高度；L0为梁的计算跨度，可取Lc和1.15Ln两者中较小值，Lc为支座中心线之间的距离，Ln为梁的净跨。
浅梁在实际工程中量大面广，可称为一般受弯构件。
短梁和深梁又称为深受弯构件。
深受弯构件在建筑工程中的应用已日渐广泛。
【精品】深受弯构件
深受弯构件5.2.2深受弯构件斜截面设计◆深受弯构件斜截面受剪承载力计算▲计算公式矩形、T形和I形截面的深受弯构件，在均布荷载作用下，当配有竖向分布钢筋和水平分布钢筋时，其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算：(5-18)对集中荷载作用下的深受弯构件（包括作用有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘截面所产生的剪力值点总剪力值的75%以上的情况），其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算：(5-19)当l0/h＜2.0时，取l0/h=2.0。
当ρsh=A sh/bs v＞0.75%时，取ρsh=0.75%。
式中λ——计算剪跨比，当l0/h不大于2.0时，取λ=0.25；当2.0＜l0/h＜5.0时，取λ=a/h0，其中，a为集中荷载到深受弯构件支座的水平距离，λ的上限值按λu=0.917l0/h-1.584计算；λ的下限值按λu=0.417l0/h-0.584计算；l0/h——跨高比。
如果将l0/h=5分别代入公式（5-18）和（5-19）中，不难看到，它们将与公式（5-7）和（5-8）完全相同，说明深受弯构件斜截面受剪承载力计算公式与一般受弯构件受剪承载力计算公式是相互衔接的。
▲截面尺寸要求当h w/b≤4时：(5-20) 当h w/b≥6时：(5-21)当4＜h w/b＜6时，按线性内插法取用。
当l0/h＜2时，取l0/h=2.0。
式中V——剪力设计值；l0——计算跨度；b ——矩形截面宽度以及T形、I形截面的腹板厚度；h、h0——截面高度和截面有效高度；h w——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；I形和箱形截面取腹板净高；βc——混凝土强度影响系数。
公式（5-20）和（5-21）与公式（5-10）和（5-11）也是相应衔接的。
一般要求不出现斜裂缝的钢筋混凝土深梁，应符合下列条件：(5-22)式中V tk——按荷载的标准组合计算的剪力值。
此时可不进行斜截面受剪承载力计算，但应配置分布钢筋。
混凝土结构设计规范
混凝土结构设计规范Code for design of concrete structures主编部门：中华人民共和国建设部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2002年4月1日关于发布国家标准《混凝土结构设计规范》的通知根据我部《关于印发〈一九九七年工程建设标准制订、修订计划〉的通知》（建标[1997]108号）的要求，由建设部会同有关部门共同修订的《混凝土结构设计规范》，经有关部门会审，批准为国家标准，编号为GB 50010-2002，自2002年4月1日起施行。
其中，3.1.8、3.2.1、4.1.3、4.1.4、4.2.2、4.2.3、6.1.1、9.2.1、9.5.1、10.9.3、10.9.8、11.1.2、11.1.4、11.3.1、11.3.6、11.4.12、11.7.11为强制性条文，必须严格执行。
原《混凝土结构设计规范》GBJ 10-89于2002年12月31日废止。
本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释，建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部2002年2月20日编辑本段前言本标准是根据建设部建标[1997]108号文的要求，由中国建筑科学研究院会同有关的高等院校及科研、设计、企业单位共同修订而成。
在修订过程中，规范修订组开展了各类专题研究，进行了广泛的调查分析，总结了近年来我国混凝土结构设计的实践经验，与相关的标准规范进行了协调，与国际先进的标准规范进行了比较和借鉴。
在此基础上以多种方式广泛征求了全国有关单位的意见并进行了试设计，对主要问题进行了反复修改，最后经审查定稿。
本规范主要规定的内容有：混凝土结构基本设计规定、材料、结构分析、承载力极限状态计算及正常使用极限状态验算、构造及构件、结构构件抗震设计及有关的附录。
本规范将来可能需要进行局部修订，有关局部修订的信息和条文内容将刊登在《工程建设标准化》杂志上。
深受弯构件
(l / h) + 10.3 −3 γ 0Vd ≤ (10 ) f cu ,k bh0 30
深受弯构件的最大裂缝宽度
30 + d ( ) W fk = c1c2 c3 Es 0.28 + 10 ρ 0.4l c3 = ( + 1) / 3 h l和h分别为钢筋混凝土盖梁 的计算跨径和截面高度 。
σ sk
14 − l h γ 0Vd ≤ α1 ( )(10 −3 )bh0 (2 + 0.6 p ) f cu ,k ρ sv f sv 20 式中Vd — 验算截面处的剪力组合设计值（kN )
α1 — 连续梁异号弯矩影响系数，计算近支点梁段 的抗剪承载力时，α1 = 1.0，计算中间支点梁段时 取α1 = 0.9；刚构各节点附近，α1 = 0.9
ε1 = (
Td + 0.002) cot 2 θ As Es
对系杆抗拉承载力计算式为
γ 0Td ≤ f sd As
二、抗剪承载力计算 按普通混凝土受弯构件计算。 按普通混凝土受弯构件计算。
二、悬臂深受弯构件的计算 钢筋混凝土盖梁两端位于柱外的悬臂部分上设置有 桥梁上部结构的外边梁时， 桥梁上部结构的外边梁时，当外边梁作用点至柱边 缘的距离大于盖梁截面高度时， 缘的距离大于盖梁截面高度时，属于一般的钢筋混 凝土悬臂梁。 凝土悬臂梁。
Φ
边梁
பைடு நூலகம்
图11-5 钢筋混凝土盖梁外悬臂示意图
ξ
当外边梁的作用点至柱边缘的距离等于或小于盖 梁截面高度h 应按悬臂深受弯构件计算。 梁截面高度h时，应按悬臂深受弯构件计算。 1.正截面抗弯承载力计算 1.正截面抗弯承载力计算 悬臂深受弯构件的“撑杆—系杆 系杆” 1）悬臂深受弯构件的“撑杆 系杆”模型及作用效应 计算 混凝土撑杆承受的压力设计值和纵向钢筋系杆承受 的拉力设计值
对深受弯构件受力特点的探讨
对深受弯构件受力特点的探讨弯构件作为一类常见的结构构件，其受力特点因其特有的几何形状和材料性能等因素而具有一定的复杂性和多样性。
同时，深受弯构件，即弯曲半径与截面尺寸之比较小的构件，在受力方面更加突出其独特性。
因此，探讨深受弯构件受力特点，对于科学地分析和设计这类结构具有重要意义。
一、深受弯构件的受力特点1.1 柔度较大深受弯构件受力时，受力点处产生的应力较大，导致构件产生较大的弯曲变形，因此柔度较大，即弯曲挠度较大。
同时，由于受力点的应力集中作用，一些部位容易发生裂纹，或者出现舒适变形，增加了构件的变形和破坏风险。
1.2 剪力作用较大由于深受弯构件的截面弯曲半径较小，因此在其受力状态下，其截面形态发生了变化，出现了截面形心偏移现象。
这导致构件内部产生了较大的剪力作用。
同时，在构件两端也会产生弯矩反转的现象，也加剧了构件内部的剪力作用。
1.3 侧向约束要求较高由于深受弯构件的截面一般为异形，因此不仅需要考虑弯曲变形和剪力作用，还需要考虑截面约束条件下的侧向位移和变形。
这要求在设计和施工过程中，需要对其侧向约束进行充分考虑和处理，避免出现截面失稳现象，影响构件的安全性。
二、深受弯构件的承载能力从理论上讲，深受弯构件在截面弯曲半径一定时，可以经受与非受弯构件相同的弯曲力和拉伸力。
然而，在实际应用中，由于深受弯构件的剪力作用较大，其承载能力会受到一定程度的影响。
具体来说，对于深受弯构件，其可承载的弯曲力主要取决于其抗剪力大小。
因此，在设计和施工深受弯构件时，需要重视其剪力作用的影响，避免其产生非正常受力状态或破坏。
三、深受弯构件的应用领域由于深受弯构件的柔度较大，一些应用领域的要求不高，主要应用于一些低层民用建筑、简单桥梁、临时构筑物、装饰工程等方面。
同时，在一些轻型钢结构方面，深受弯构件也有着广泛的应用。
四、深受弯构件的优化设计针对深受弯构件的受力特点和应用领域，有必要提出一些优化设计的建议：4.1 加强结构侧向约束条件，采用更优化的截面形状，避免出现截面失稳现象，降低构件的挠度和变形风险。
11第11章2深受弯构件20
• （3）局部受压和锚固破坏 • 试验表明，短梁在达到受弯和受剪承载力之前，在反力较 大的支座部位多发生局部受压破坏；而在纵筋以高应力进 入支座锚固区则容易发生锚固破坏。
深受弯构件（短梁）的计算
悬臂深受弯构件的计算
• 试验结果表明，短梁从加荷到最后破坏经历了弹性阶段、 带裂缝工作阶段和破坏阶段，其破坏形态与浅梁类似。
• （1）弯曲破坏 • 根据纵向钢筋配筋率ρ的不同，短梁的弯曲破坏亦可分为 适筋梁的塑性破坏，少筋梁的脆性破坏和超筋梁的脆性破 坏等三种情况。 • （2）剪切破坏 • 集中荷载作用下短梁的临界斜裂缝大致由支座向集中荷载 作用点发展，随着剪跨比的不同，有斜压、剪压和斜拉三 种破坏形态。均布荷载作用下的短梁的临界斜裂缝大致由 支座向梁顶L/4处发展，其破坏形态与跨高比有关，跨高 比较小时发生斜压破坏，跨高比较大时可发生剪压破坏。
（3）局部受压和锚固破坏
•
试验表明，在达到受弯和受剪承载力之前，深梁发 生局部承压破坏的可能性比普通梁要大得多。深梁在斜裂 缝发展时，支座附近的纵向受拉钢筋应力迅速增加，因此 容易被拔出，而发生锚固破坏。
二、短梁的受力性能
• 短梁相当于是一般梁与深梁之间的过渡状态，因此在弹性 阶段，随着L/h增大，正截面应变沿截面高度愈来愈接近 线性分布[图10.1-1(a)]，在带裂缝工作阶段其平均应变 基本上符合平截面假设。
• 一、深梁的受力特点及破坏形态
• 钢筋混凝土深梁因其高度与计算跨径接近，在荷载作用下 其受力性能与普通钢筋混凝土梁有较大差异。图10.1-1是 用有限元分析确定的具有不同跨高比的均质弹性材料简支 梁在均布荷载作用下，其跨中截面的弯曲应力分布图。
图10.1-1 匀质弹性材料简支梁弯曲应力分布情况 (a) L/h=4；(b) L/b=2；(c) L/h=1；(d)L/h<1；
第11章 深受弯构件
墩柱 墩柱
（EI / l） （EI / l） 5 ，可按刚构计算。 盖梁 / 柱
lc l min 1.15ln (lc 盖梁支承中心距 ) (ln 盖梁的净跨径 )
地面线 桩
一、 深受弯构件（短梁）的计算
1）深受弯构件的正截面抗弯承 As z
10 k 9
A k A1
对工字形或箱形（A1为腹板面积）：
11.1 深受弯构件的破坏形态
一、深梁的破坏形态
1）弯曲破坏 • 正截面弯曲破坏——直裂缝发展产生临界裂缝，与之相交 的纵向钢筋先屈服，最后梁顶砼被压碎而破坏. 发生场合：纵向钢筋配筋率较低 • 斜截面弯曲破坏——斜裂缝的产生使之成为拉杆拱受力体 系，破坏时受拉钢筋先屈服，“拱顶”砼后压碎. 发生场合：纵向钢筋配筋率稍高
h h x h x 2 RA 1.083 0.219 (1.647 0.837 )( ) (0.481 0.374 )( ) lo lo lo lo lo
11.2 深受弯构件的计算
盖梁
（EI / l） （EI / l） 5 ，盖梁可按简支梁或连续梁计算； 盖梁 / 柱
三、 深受弯构件（梁）的配筋及构造要求
纵向受拉钢筋 钢筋的种类 布钢筋 水平分布钢筋及竖向分 向钢筋 附加水平钢筋、附加竖 拉筋 1.下部纵向钢筋的锚固 • 下部纵向钢筋应全部伸入支座且应可靠地锚固，不得在跨 间弯起或截断. • 纵向受拉钢筋应在锚固区内设水平弯钩，弯钩末直线段长 度不小于10d. • 连续深梁的下部纵向受拉钢筋直贯通全跨，当必须截断时， 应伸过中间支座的中心线. 2.下部纵向受拉钢筋布置 • 纵向受拉钢筋应均匀布置在下边缘以上0.2h的高度范围.
图11-A1 中支点截面上正应力的分布规律
- 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)。
a)正截面弯曲破坏
b)斜截面弯曲破坏 图11-1 简支深梁的弯曲破坏
c)拉杆拱受力图式
§11-1深受弯构件
（2）剪切破坏 ( 较高) 1) 斜压破坏
2) 劈裂破坏
（a）斜压破坏
（b）劈裂破坏
（3）局部受压和锚固破坏
§11-1深受弯构件
二、短梁的受力性能
（1）弯曲破坏 适筋梁破坏 少筋梁破坏 超筋梁破坏 （2）剪切破坏 斜压破坏 （m＜1） 剪压破坏 （m＝1～2.5） 斜拉破坏 （m>2.5） （3）局部受压和锚固破坏
第11章 深受弯构件
深受弯构件
基本概念和应用
浅梁(普通受弯构件)
P
P h
l / h ＞5 l / h≤5
l 深受弯构件
l / h≤2
（简支梁）
l / h ≤ 2.5 （连续梁） 2 ＜l / h ≤ 5 （简支梁） 2.5 ＜l / h ≤ 5（连续梁）
深梁
深受弯构件
短梁
深受弯构件
基本概念和应用
图11-8 撑杆计算高度 a)盖梁立面示意图 b)盖梁侧面示意图
0Td fsd As
（11-10）
3.抗剪承载力计算
可按一般钢筋混凝土受弯构件计算。
§11-2 深受弯构件的计算
图11-3 柱式墩台示意图 a)正面图 b)侧面图
§11-2 深受弯构件的计算
一、深受弯构件（短梁）的计算
1. 深受弯构件的正截面抗弯承载力计算
fsd As C
0Md Mu fsd As z
l z (0.75 0.05 )( h0 0.5 x) h
深受弯构件
基本概念和应用
深受弯构件
基本概念和应用
§11-1深受弯构件的受力性能
一、深梁的受力特点及破坏形态
1．受力特点
平截面假定不再适用
梁的弯曲理论不适用
图 匀质弹性材料简支梁弯曲应力分布情况
(a) L/h=4；(b) L/b=2；(c) L/h=1；(d)L/h<1
§11-1深受弯构件 2．深梁的破坏形态 （1）弯曲破坏 1) 正截面弯曲破坏 ( 较低) 2) 斜截面弯曲破坏 ( 稍高)
二、悬臂深受弯构件的计算
lx ＞h lx h
属一般悬臂受弯构件
属悬臂深受弯构件
图11-5 钢筋混凝土盖梁 外悬臂示意图
§11-2 深受弯构件的计算
1．撑杆及系杆内力计算
0 Dd 0 Nd / sin
0Td 0 Nd / tan
其中：
（11-5） 图11-7 盖梁悬臂段“撑杆—系杆” 计算图式
（11-6）
tan
1
h0 a
2.抗弯承载力计算
(1) 混凝土撑杆抗压承载力计算
图11-8 撑杆计算高度 a)盖梁立面示意图 b)盖梁侧面示意图
混凝土撑杆尺寸：
计算宽度：bs b 计算高度：t b' sin ha cos
混凝土撑杆抗压承载力计算式:
0Dd tbsfsd,s
fsd,s fcu,k 1.43 3041
（11-9）
0.48fcu,k
ha s 6d
1 (
Td 0.002) cot 2 As Es
§11-2 深受弯构件的计算
2.抗弯承载力计算
（2）系杆抗拉承载力计算
其中：x—截面受压区高度，按一般受弯构件计算。 图11-4 深受弯构件正截面 承载力的计算图式
§11-2 深受弯构件的计算 2. 斜截面抗剪承载力计算 1) 斜截面抗剪承载力计算的公式
14 l h 0Vd 1 ( ) 103 bh0 20
2 0.6 p
f cu , k sv f sv
（KN）
2）截面限制条件： (l / h) 10.3 0Vd 103 30
f cu ,k bh0
（KN）
3.深受弯构件的最大裂缝宽度
30 d W fk C1C2C3 ( ) Es 0.28 10
0.4l 1) / 3 其中：C3 ( h
ss
§11-2 深受弯构件的计算