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对深受弯构件受力特点的探讨【摘要】针对深受弯构件与普通钢筋混凝土梁的不同特点简要对比了新旧混凝土结构设计规范中深受弯构件的承载力计算公式、构造等思路及要求突出了新规范的改进创新之处。【关键词】深受弯构件;规范;承载力;构造1深受弯构件的受力特点钢筋混凝土深受弯构件是指跨高比较小(l0/h但随着跨高比的变化受力特性会有显著的变化对于简支梁在跨高比l0/h≤2时截面应变曲线特征明显规范将其列为深梁;在跨高比22新规范的计算公式2.1正截面受弯破坏形态及承载力计算短梁的破坏形态和普通梁相同。根据配筋的量有适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏。对于深梁当跨中的纵向受拉钢筋首先达到屈服强度时深梁即发生正截面弯曲破坏。其特点是:破坏开始时深梁的挠度较小但在弯坏的过程中却有较大的延性当纵向受拉钢筋的配筋率增加到某一程度时深梁的破坏形态将由弯曲破坏转化为剪切破坏此时的配筋率称为弯剪界限配筋率;当纵筋配筋量继续增大时将出现弯剪区斜裂缝开展较跨中垂直裂缝快的现象并形成所谓拉力拱的受力体系因此深梁不会出现超筋破坏形态。无水平分布筋的深受弯构件规范中正截面受弯承载力设计值Mu可按下列公式计算:Mu=?yAsz(1)其中fyAs分别为纵向钢筋的抗拉强度设计值和截面面积;z为内力臂。该公式力学含义非常明确并且力学含义与深受弯构件的受力特性相吻合新规范与旧规范在Mu的计算公式上是一致的只是公式中内力臂z的计算有所不同新规范内力臂考虑了跨高比(l0/h)的影响下面比较了新旧规范内力臂z的计算:旧规范:z=0.1(l0+5.5h)(当l0新规范:z=αd(h0—x/2)(3)αd=0.8+0.04(l0/h)(当l0内力臂z来源于试验成果使构件正截面计算变得简单新规范公式较旧规范公式提高了构件安全度考虑了跨高比(l0/h的连续变化对构件受力性能的影响并且实现了与普通梁正截面承载力公式的衔接问题(l0/h=5时αd=1.0从而z=ho—x/2即为普通梁的内力臂取值)。2.2斜截面受剪破坏形态及承载力计算对于短梁根据斜裂缝发展的特征依据荷载类型(集中荷载或均布荷载)与跨高比其破坏形态可分为斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。对于深梁构件当纵向配筋率较高超过上述弯剪界限配筋率时随着荷载的增加在梁腹下半部靠近支座的地方出现较长的斜裂缝斜裂缝的发展使梁形成拉杆拱的受力状态。若配置适量腹筋的深梁拉杆不会屈服而拱肋(梁腹加载点至支座的斜压带)的混凝土先行压碎即为斜压破坏无腹筋的梁则容易发生斜拉破坏或劈裂破坏。无论斜压破坏还是斜拉破坏由于都始于混凝土压碎破坏都属于脆性破坏但如果配有适当的竖向分布筋延性会好些。在深受弯构件剪切破坏形态中只要配置适当的腹筋就可避免斜拉(劈裂)破坏。受剪承载力计算主要是防止斜压破坏。新规范与旧规范在斜截面抗剪能力ν的计算公式形式上有很大的变化下面比较了新旧规范关于ν的计算:1)旧规范:ν≤0.12[1+22(ρ+ρsh)]?cbh(5)式中:ρρsh——分别为纵向钢筋及水平分布钢筋的配筋率;?c——混凝土轴心抗压强度;bh——截面尺寸。2)新规范:a.均布荷载下:(6)b.集中荷载(或其产生的剪力占总剪力的75%以上)下:(7)其中及分别为竖向分布钢筋和水平分布钢筋的截面面积、间距、钢筋强度设计值。λ为剪跨比当l0/h≤2时取l0/h=2λ=0.25。公式(5)显然形式简单、使用方便但从其本身的力学含义而言却是有欠妥当的。首先公式(5)中的(ρ+ρsh)实质上相当于增大系数考虑了纵向受力钢筋及水平分布钢筋总配筋率对增加抗剪承载力的影响但其未计入竖向分布钢筋对承载力的贡献。再次公式(5)也未考虑剪跨比λ对深受弯构件抗剪承载力的影响根据相关文献资料剪跨比λ对构件抗剪承载力的影响是很大的并且剪跨比λ越小其影响越显著因而其对深受弯构件抗剪承载力的影响更大从普通梁抗剪承载力公式即可看出这点。新规范公式(6)(7)力学意义明确第一项是混凝土的抗剪承载力第二项是竖向分布钢筋的抗剪承载力第三项是水平分布钢筋的抗剪承载力各项均计入了跨高比l0/h的变化影响并且将原规范的一个公式分出两种情况考虑在集中荷载的情况下又计入了剪跨比λ的影响。在l0/h=5时公式的形式与普通梁的抗剪承载力公式完全相同简单并有效地实现了深梁到短梁再到普通梁的过渡问题。3构造要求