《水工受剪构》PPT课件

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1、水工钢筋混凝土结构第五章受弯构件斜截面的承载能力一、概述1.剪切破坏的产生钢筋混凝土梁在荷载作用下有两种主要的破坏：⑴在梁的受弯区段内，产生正截面受弯破坏；⑵在梁的剪弯区段内，产生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。第一节斜截面的破坏形态和受剪机理箍筋及弯筋统称腹筋(帮助梁中混凝土抵御剪力)hbAsv1弯筋箍筋PPs纵筋M=PaV=PaaL弯剪段纯弯段弯剪段腹剪裂缝弯剪裂缝根据材料力学原理,梁任意处的主应力可由下式计算:当梁混凝土的主拉应力t>ft时，剪弯段将出现斜裂缝。（E-1）Asbhh0AsAPPaa腹剪裂缝弯剪裂缝根据截面上的弯矩M和

2、剪力V的变化情况，梁上可能出现下列类型的斜裂缝：（1）在截面中部首先出现的斜裂缝（腹剪裂缝）；（2）由梁下部的弯曲裂缝变化产生的斜裂缝(弯剪裂缝)。梁中和轴附近的正应力小，剪应力大，由此产生的主拉应力方向大致为45°。当拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，梁腹部出现沿主压应力迹线的斜裂缝（腹剪斜裂缝）。裂缝呈中间宽两头细的形状，薄腹梁中较为多见。梁剪弯区段下边缘，主拉应力基本为水平向。这些区段先出较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝（弯剪斜裂缝），并向集中荷载作用点扩展。裂缝呈上细下宽的形状，是最常见的。腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝二、剪跨比和配箍率的概念

3、1.剪跨比剪跨比l是指剪弯段同一截面上弯矩M和剪力V的比值，也即反映了同一截面上正应力σ与剪应力τ的相对大小。剪跨比有两种：a.广义剪跨比（用于均布荷载）b.计算剪跨比（用于集中荷载）因a称为“剪跨”，故l称为剪跨比。大量的试验结果证明了剪跨比对构件抗剪承载力有非常明显的影响。2.配箍率rsv在箍筋的一个间距范围内，箍筋各肢的总截面积与混凝土水平截面面积的比值，即配箍率rsv是衡量梁抗剪承载能力的重要指标。hbAsv1saaLhbAsv1ssssAsvAc.HsssAsvAc.Hs三、简支无腹筋梁的抗剪机制梁的抗弯能力可写成若力臂y为常数，则

4、拉力沿构件长度是变化的，构件的抗弯与抗剪机制为梁机制，剪力以剪应力的形式传向支座。若合力T为常数，则拉力沿构件长度是不变的，构件的抗弯与抗剪机制为拱机制，剪力以压力的形式传向支座。bhh0As剪跨比的大小反映了拱的坡度，也间接反映了拱的承载能力（梁的抗剪能力）PPaaPPaa梁机制拱机制yTTyT四、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态⑴斜拉破坏：常发生在剪跨比较大(l>3)时，破坏是由梁中主拉应力超过混凝土抗拉强度所致，与正截面承载力的少筋破坏相似。其特点是当垂直裂缝一转为斜裂缝，即迅速向受压区斜向扩展，斜截面承载力随之丧失。⑵剪压破坏：多发

5、生在梁剪跨比一般(13)⑶斜压破坏：多发生在剪跨比较小(l<1)时，破坏是由梁中主压应力超过混凝土抗压强度所致，与正截面承载力的超筋破坏相似。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。右图为三种破坏形态的荷载-挠度（P

6、-f）曲线图，从图中曲线可见，各种破坏形态的斜截面承载力各不相同，斜压破坏时最大，其次为剪压，斜拉最小。它们在达到峰值荷载时，跨中挠度都不大，破坏后荷载都会迅速下降，表明它们都属脆性破坏类型，而其中尤以斜拉破坏为甚。fP剪压破坏斜拉破坏斜压破坏五、斜截面的抗剪机理1.无腹筋受剪构件的抗剪机理以剪压破坏为例(相对于斜压破坏和斜拉破坏，它更能给出破坏预兆)，给出无腹筋受剪构件的脱离体上静力平衡条件（假定斜裂缝为平直的）。Vd——销栓力，随着裂缝的发展逐渐增大Vi——咬合力，随着裂缝的发展逐渐减小Vc——压区抗剪力；Cc——压区抗压力Ts——钢筋抗

7、拉力h0基本拱体附加拱体拉杆拉杆拱受力模型VuVcCcVdViTsah0抗剪受力简图2.有腹筋受剪构件的抗剪机理（1）箍筋的作用开裂前构件的受力性能与无腹筋梁相似，腹筋中的应力很小；当tpmax>ft时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝；开裂后，腹筋的应力增大，限制了斜裂缝的发展，保留更大的混凝土剪压区用于承受剪力，同时也提高了骨料间的咬合力和纵筋的销拴力，因而提高了钢筋混凝土梁的抗剪承载力。2.破坏形态与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要有三种：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。当l>3且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破坏；如l>3，

8、但箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉破坏，而发生剪压破坏；当1≤l≤3但箍筋的配置数量过多，一般会发生斜压破坏。当l<1或箍筋的配置数量过多，会发生斜压破坏。对有腹筋