受弯构件斜截面承载力的计算.ppt

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1、第5章受弯构件斜截面承载力的计算返回总目录教学提示：受弯构件在弯矩和剪力共同作用的区段常常产生斜裂缝，并可能沿斜截面发生破坏。斜截面破坏带有脆性破坏性质，应当避免，在工程设计时必须进行受弯构件斜截面承载力的计算。现有的斜截面承载力计算式是综合大量试验结果得出的。本章的难点是材料抵抗弯矩图的绘制以及纵向受力钢筋的弯起、截断和锚固等构造规定。教学要求：本章要求学生熟悉无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态。掌握剪跨比的概念、无腹筋梁斜截面受剪的3种破坏形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的影响。熟练掌握矩形截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件。掌握受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截

2、断及锚固等构造要求。本章内容●5.1斜截面开裂前的受力分析●5.2无腹筋梁受剪性能●5.3有腹筋梁的受剪性能●5.4斜截面承载力计算的方法和步骤●5.5保证斜截面受弯承载力的构造措施●5.6梁内钢筋的构造要求●5.7连续梁受剪性能及其承载力计算●5.8思考题●5.9习题5.1斜截面开裂前的受力分析受弯构件一般情况下总是由弯矩和剪力共同作用。通过试验可知，在主要承受弯矩的区段，将产生垂直裂缝，但在剪力为主的区段，受弯构件却产生斜裂缝。为了说明这种情况，下面用一实例，采用力学方法来分析其原因。5.1斜截面开裂前的受力分析图5.1对称集中加载的钢筋混凝土简支梁5.1斜截面开裂前的受力分析图5.2梁内

3、应力状态由于混凝土的抗拉强度非常低，当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会在垂直主拉应力方向产生裂缝，看图可知，该裂缝应为斜裂缝。梁的斜裂缝有弯剪型斜裂缝和腹剪型斜裂缝两种。弯剪型斜裂缝由梁底的垂直弯曲裂缝向集中荷载作用点，斜向延伸发展而成，其特点是下宽上细(如图5.3(b)所示)，多见于一般的钢筋混凝土梁。腹剪型斜裂缝则出现在梁腹较薄的构件中，例如T形和工字形薄腹梁。由于梁腹部的主拉应力过大致使中性轴附近出现约的斜裂缝，随荷载的增加，裂缝向上下延伸。腹剪型斜裂缝的特点是中部宽，两头细，呈梭形(如图5.3(a)所示)。5.1斜截面开裂前的受力分析5.1斜截面开裂前的受力分析图5.3梁的斜裂缝(

4、a)腹剪型(b)弯剪型在受弯构件中，一般由纵向钢筋和腹筋构成如图5.4所示的钢筋骨架。腹筋指的是箍筋和弯起钢筋的总称。所谓无腹筋梁指的是不配箍筋和弯起钢筋的梁。但在实际工程中的梁都要配置箍筋，有时甚至还要配有弯起钢筋。下面先研究无腹筋梁的受剪性能，因为无腹筋梁较简单，影响斜截面破坏的因素较少，从而为有腹筋梁的受力及破坏分析奠定基础。5.2无腹筋梁受剪性能图5.4钢筋骨架图5.2无腹筋梁受剪性能5.2.1斜截面开裂后梁中的应力状态无腹筋梁出现斜裂缝后，梁的应力状态发生了很大变化，亦即发生了应力重分布。梁的抗剪能力由混凝土残余面上的压力、纵向钢筋的拉力、纵向钢筋的销栓力、骨料咬合力组成并转换。5.

5、2无腹筋梁受剪性能图5.5斜裂缝形成后的受力状态5.2无腹筋梁受剪性能5.2.2无腹筋梁剪切破坏形态剪跨比在讨论梁沿斜截面破坏的各种形态之前，首先必须了解与它密切相关的一个参数——剪跨比()。剪跨比的定义有广义和狭义之分。广义的剪跨比是指：该截面所承受的弯矩和剪力的相对比值(5-7)式中，、——分别为计算截面的弯矩和剪力；——截面的有效高度。5.2无腹筋梁受剪性能5.2.2无腹筋梁剪切破坏形态剪跨比狭义的剪跨比：集中荷载作用点处至邻近支座的距离与截面有效高度的比值。(5-8)式中，——集中荷载作用点至邻近支座的距离,称为剪跨，如图5.5(a)所示。剪跨比是一个无量纲的参数，试验表明，它是一个影

6、响斜截面承载力和破坏形态的重要参数。5.2无腹筋梁受剪性能2.受剪破坏形态根据实验研究，无腹筋梁在集中荷载作用下，沿斜截面受剪破坏的形态主要与剪跨比有关。而在均布荷载作用下的梁，则可由广义剪跨比化简推出主要与梁的跨高比有关。无腹筋梁的剪切破坏主要有斜拉破坏，剪压破坏和斜压破坏等3种形式。5.2无腹筋梁受剪性能2.受剪破坏形态①斜拉破坏。当剪跨比或跨高比较大时(>3或>9)，会发生斜拉破坏，如图5.6(a)所示。当斜裂缝一旦出现，便很快形成一条主要斜裂缝，并迅速向集中荷载作用点延伸，梁即被分成两部分而破坏，破坏面平整，无压碎痕迹。破坏荷载等于或略高于临界斜裂缝出现时的荷载。斜拉破坏主要是由于主拉

7、应力产生的拉应变达到混凝土的极限拉应变而形成的，它的承载力较低，且属于非常突然的脆性破坏。5.2无腹筋梁受剪性能2.受剪破坏形态②斜压破坏。当剪跨比或跨高比较小时(<1或<3)，就发生斜压破坏。如图5.6(b)所示，首先在荷载作用点与支座间梁的腹部出现若干条平行的斜裂缝，也就是腹剪型斜裂缝，随着荷载的增加，梁腹被这些斜裂缝分割为若干斜向“短柱”，最后因为柱体混凝土被压碎而破坏。这种破坏也属于脆性破