第5章 斜截面受剪

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1、水工混凝土结构第5章受弯构件斜截面承载力计算本章主要内容5.1斜截面的破坏形态与受剪机理5.2影响斜截面受剪承载力的主要因素5.3斜截面受剪承载力的计算5.4斜截面受弯承载力5.5受弯构件的配筋构造要求5.6钢筋混凝土构件施工图5.1斜截面的破坏形态与受剪机理一、概述受弯构件在荷载作用下，截面将承受弯矩M和剪力V的作用，因此，受弯构件可能的破坏形式：(1)纯弯区段，仅受M的作用——正截面破坏(2)剪弯区段，在M和V的共同作用下——斜截面破坏对称加载简支梁弯斜截面在V作用下——斜截面受剪破坏，通过抗剪

2、计算来保证斜截面的抗剪承载力；斜截面在M作用下：斜截面受弯破坏——通过构造措施来保证斜截面的抗弯承载力。一、概述材料力学平面应力状态（应力圆）——简单回顾2tsmaxüsx+sysx-syxy22tg2a=-ý=±()+txy0s-ss22xyminþ一、概述1.斜裂缝产生的原因弯剪区段：M→σ，V→τ。若将混凝土看作均质弹性材料，由材料力学可知：MyVs00s=t=IbI主拉应力：002ss2s=++ttp24主压应力：2ss2s=-+tcp24主拉应力的方向：12ta=-arctan()2s一、

3、概述弯剪区主应力分别在弯剪区段中和轴以上、中和轴以下及中和轴上取三个计算单元体，分析其受力状态。对于任意单元体，当σ→tpf时，就会出现与主拉应力t大致垂直的斜裂缝。由各单元体的主拉应力的分布情况，裂缝在剪拉区的倾斜角度较大，在剪压区的倾斜角度较小，中和轴附近约接近45°。一、概述2.斜裂缝分类梁的斜裂缝(1)弯剪斜裂缝：在M和V的共同作用下，首先在梁的下部产生垂直裂缝，然后斜向上延伸，是一种较为常见的裂缝。特点：裂缝下宽上窄。(2)腹剪斜裂缝：当梁承受的剪力较大，或者梁腹部较薄时，首先在截面中部出

4、现的斜裂缝，然后向上、向下延伸。特点：裂缝中间宽两头窄。一、概述3.配筋方式为防止梁沿斜截面发生破坏，最理想的配筋方式沿着主拉应力的方向配筋，即垂直于裂缝方向配筋，但这样配筋不便于施工。实际工程中，一般配置：箍筋、弯起钢筋(统称为腹筋)。梁钢筋骨架5.1斜截面的破坏形态与受剪机理二、基本概念1.剪跨比同一截面上弯矩和剪力的相对大小，即Ml=——广义剪跨比Vh0集中荷载作用下的简支梁，集中荷载P距支座边缘的距离为a，集中荷载作用处的剪跨比为：Vaal==——计算剪跨比Vhh00a——剪跨。物理意义：实

5、质上反映了截面上正应力与剪应力的相对比大小，对斜截面的破坏形态有很大影响。二、基本概念2.配箍率AnAsvsv1r==svbsbsA——同一截sv面内各肢箍筋的截面面积；A＝nAsvsv1≤100≤400≥400n——箍筋肢数；5.1斜截面的破坏形态与受剪机理三、斜截面受剪破坏的三种主要形态根据剪跨比和配箍率的不同，钢筋混凝土梁（有腹筋）的斜截面破坏形态主要有：斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。1.剪压破坏剪压破坏实验录像当13££l，且rsv比较适中——弯剪区段发生剪压破坏破坏特征：(1)斜裂缝出现以

6、前，混凝土处于弹性状态，当stpt®f时，首先出现若干条竖向弯曲裂缝，然后斜向发展形成弯剪斜裂缝；(2)随着荷载的增大，斜裂缝向集中力作用点延伸，当荷载达到某一数值时，多条斜裂缝中有一条逐渐形成宽而深的临界斜裂缝（导致构件破坏的主裂缝）。三、斜截面受剪破坏的三种主要形态(3)临界斜裂缝形成以后，梁内产生应力重分布（砼退出工作，腹筋应力突增）。随着荷载的增大，临界斜裂缝继续向荷载作用点延伸，使混凝土受压区高度不断减小，但它不会贯穿整个截面，而是在斜裂缝的末端还存在一个剪压区；(4)截面破坏时，与斜裂缝

7、相交的箍筋屈服，剪压区混凝土在剪应力和压应力的共同作用下，达到复合应力状态下的极限强度而破坏。其抗剪承载力主要取决于腹筋的抗剪能力和混凝土在复合应力下的抗压强度——剪压强度。剪压破坏总体上属于脆性破坏。但与其它两种破坏形式相比延性较好，故设计中应控制梁发生该类破坏。预防措施：设计中通过计算其受剪承载力来防止梁发生剪压破坏。三、斜截面受剪破坏的三种主要形态2.斜压破坏斜压破坏实验录像r当l<1或λ适中但比较大时sv——弯剪区段发生斜压破坏。由于l(=M/)Vh0比较小，故截面上τ较大，σ较小,截面破坏

8、时τ起控制作用。破坏特征：(1)首先在梁腹中出现若干条大体平行的腹剪斜裂缝分割梁腹成斜短柱，随着荷载的增大，混凝土沿斜向最终被压碎而使梁破坏。(2)梁破坏时，承载力高，但没有临界斜裂缝出现，裂缝宽度小，故箍筋不会屈服，属于脆性破坏。其承载力取决于混凝土的抗压强度预防措施：设计中通过限制梁截面尺寸来防止梁发生斜压破坏。三、斜截面受剪破坏的三种主要形态3.斜拉破坏斜拉破坏实验录像当l>3，或rsv比较小时——弯剪区段发生斜拉破坏。破坏特征：(1)首先在梁的底部出现垂直的弯