受弯构件斜截面承载力计算.pptx

二、斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态1.构件的剪切开裂在中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为45°。当荷载增大，拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝。在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向的。所以，在这些区段仍可能首先出一些较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝，向集中荷载作用点发展，这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体，称为弯剪斜裂缝，这种裂缝上细下宽，是最常见的，如下图所示。二、斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态1.构件的剪切开裂2斜截面受剪破坏形态1)斜压破坏：当剪跨比较小(λ<1)时，或箍筋配置过多时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致，类似于正截面承载力中的超筋破坏，表现为混凝土压碎。这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁内。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。<1或较大但腹筋配置较多时，斜压破坏，腹筋在破坏时未屈服2)剪压破坏：当剪跨比一般(1<λ<3)时，箍筋配置适中时出现。此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致，类似于正截面承载力中的适筋破坏，但也属脆性破坏，只是脆性不如其它两种破坏明显。其破坏的特征通常是，在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，它们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。2.裂缝的发展及破坏形态2）剪压破坏3)斜拉破坏：当剪跨比较大(λ>3)时，且箍筋配置不足时出现。此破坏系由梁中主拉应力所致，其特点是斜裂缝一出现梁即破坏，破坏呈明显脆性，类似于正截面承载力中的少筋破坏。其特点是当垂直裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失。>3且腹筋配置量较小时，斜拉破坏，腹筋用量太少，起不到应有的作用如图为三种破坏形态的荷载挠度（F-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。设计时应避免出现此二种破坏形态三、影响抗剪承载力的因素1.剪跨比2.混凝土的强度与纵筋的配筋率有腹筋梁出现斜裂缝后，箍筋不仅直接承受相当部分的剪力，而且有效地抑制斜裂缝的开展和延伸，对提高剪压区混凝土的抗剪能力和纵向钢筋的销栓作用有着积极的影响。试验表明，在配箍最适当的范围内，梁的受剪承载力随配箍量的增多、箍筋强度的提高而有较大幅度的增长。截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力有影响，尺寸大的构件，破坏时的平均剪应力（τ=V/bh0）比尺寸小的构件要降低。有试验表明，在其他参数（混凝土强度、纵筋配筋率、剪跨比）保持不变时，梁高扩大4倍，受剪承载力可下降25%~30%。对于有腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。四、受弯构件抗剪承载力分析(一）、力学分析1.无腹筋梁的抗剪承载力(一）、力学分析1.无腹筋梁的抗剪承载力(一）、力学分析1.无腹筋梁的抗剪承载力(一）、力学分析1.无腹筋梁的抗剪承载力(一）、力学分析2.有腹筋梁的抗剪承载力(一）、力学分析2.有腹筋梁的抗剪承载力(一）、力学分析2.有腹筋梁的抗剪承载力(一）、力学分析2.有腹筋梁的抗剪承载力钢筋混凝土在复合受力状态下所牵涉的因素很多，用混凝土强度理论较难反映其受剪承载力。多数国家采用理论和试验相结合的方法，引入试验参数和基本假设，设立实用的计算公式用于工程设计。对于三种受剪破坏形式，工程设计中都应避免。其中：斜压破坏，通常用限制截面尺寸的条件来防止；剪压破坏，其承载力变化幅度较大，须通过计算来避免；斜拉破坏，则用满足最小配箍率条件及相应构造要求来防止。基本假设一、受剪承载力的力学模型A、假定梁的斜截面受剪承载力Vu由斜裂缝上剪压区混凝土的抗剪能力Vc，与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力Vsv和与斜裂缝相交的弯起钢筋的抗剪能力Vsb三部分所组成（图5-15）。由平衡条件∑Y=0可得：Vu=Vc+Vsv+VsbB．梁剪压破坏时，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度，但要考虑拉应力可能不均匀，特别是靠近剪压区的箍筋有可能达不到屈服强度。C．斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力，在无腹筋梁中的作用还较显著，两者承受的剪力可达总剪力的50%~90%，但试验表明在有腹筋梁中，它们所承受的剪力仅占总剪力的20%左右。基本假设一中的计算公式未列入此项。A．均布荷载作用下矩形、T形和I形截面的简支梁，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式《混凝土结构设计规范》（GB50010）取试验结果的下包值