3-2 钢筋混凝土受弯构件斜截面计算
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混凝土结构斜截面承载力计算
1、矩形、T形和I形截面受弯构件的受剪截面应符合下列条件:
当hw/b≤4时
V≤0.25βcfcbh0 (6.3.1-1)
当hw/b≥6时
V≤0.2βcfcbh0 (6.3.1-2)
当4<hw /b<6时,按线性内插法确定。
式中:V——构件斜截面上的最大剪力设计值;
βc——混凝土强度影响系数:当混凝土强度等级不超过C50时,βc取1.0;当混凝土强度等级为C80时,βc取0.8;其间按线性内插法确定;
b——矩形截面的宽度,T形截面或I形截面的腹板宽度;
h0——截面的有效高度;
hw——截面的腹板高度:矩形截面,取有效高度;T形截面,取有效高度减去翼缘高度;I形截面,取腹板净高。
注:1 对T形或I形截面的简支受弯构件,当有实践经验时,公式(6.3.1-1)中的系数可改用0.3;
2 对受拉边倾斜的构件,当有实践经验时,其受剪截面的控制条件可适当放宽。
2、计算斜截面受剪承载力时,剪力设计值的计算截面应按下列规定采用:
1支座边缘处的截面(图6.3.2a、b截面1-1); 2受拉区弯起钢筋弯起点处的截面(图6.3.2a截面2-2、3-3);
3箍筋截面面积或间距改变处的截面(图6.3.2b截面4-4);
4截面尺寸改变处的截面。
注:1 受拉边倾斜的受弯构件,尚应包括梁的高度开始变化处、集中荷载作用处和其他不利的截面;
2 箍筋的间距以及弯起钢筋前一排(对支座而言)的弯起点至后一排的弯终点的距离,应符合本规范第9.2.8条和第9.2.9条的构造要求。
3、不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件,其斜截面受剪承载力应符合下列规定:
式中:βh——截面高度影响系数:当h0小于800mm时,取800mm;当h0大于2000mm时,取2000mm。
4、当仅配置箍筋时,矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力应符合下列规定:
式中:Vcs——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值;
第五章 受弯构件斜截面承载力的计算
内容的分析和总结
钢筋混凝土受弯构件有可能在弯矩W和剪力V共同作用的区段内,发生沿着与梁轴线成斜交的斜裂缝截面的受剪破坏或受弯破坏。因此,受弯构件除了要保证正截面受弯承载力以外,还应保证斜截面的受剪和受弯承载力。在工程设计中,斜截面受剪承载一般是由计算和构造来满足,斜截面受弯承载力则主要通过对纵向钢筋的弯起、锚固、截断以及箍筋的间距等构造要求来满足的。
学习的目的和要求
1.了解斜裂缝的出现及其类别。
2.明确剪跨比的概念。
3.观解斜截面受剪破坏的三种主要形态。
4.了解钢筋混凝土简支梁受剪破坏的机理。
5.了解影响斜截面受剪承载力的主要因素。
6.熟练掌握斜截面受剪承载力的计算方法及适用条件的验算。
7.掌握正截面受弯承载力图的绘削方法,熟悉纵向钢筋的弯起、锚固、截断及箍筋
间距的主要构造要求,并能在设计中加以应用。
§5-1 受弯构件斜截面承载力的一般概念
一、受弯构件斜截面破坏及腹筋布置
1.梁受力特点
CD段:纯弯段正截面受弯破坏,配纵向钢筋
受剪破坏:配腹筋(箍筋和弯筋)
AC段:弯剪段斜截面
受弯破坏:构造处理
图5-1 无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态
2.腹筋的布置
· 将梁中箍筋斜放与斜裂缝正交时受力状态最佳。但施工难实现;难以适应由于异号弯矩、剪力导致斜裂缝的改变方向。
· 在支座附近弯矩较小之处可采用弯起部分纵筋以抵抗部分剪力。 3.关于腹筋布置的规定
⑴梁高h<150mm的梁可以不设置箍筋。
⑵h=150~300mm时,可仅在梁端各1/4跨度范围内配置箍筋。
当构件中部1/2跨度范围内有集中荷载时,应沿全长布置箍筋。
⑶h>300mm时,全跨布置箍筋。
二、钢筋混凝土梁开裂前的应力状态
1.应力计算方法:接近弹性工作状态,可根据材力公式计算梁中应力。
钢筋按应变相等、合力大小及作用点不变的原则换算成等效混凝土面积αEAs,把钢筋混凝土的截面变成混凝土单一材料的换算截面,其几何特征值A0、I0、S0、y0。截面上任一点的应力为:
受弯构件斜截面受剪承载力计算
一、有腹筋梁受剪承载力计算基本公式
1.矩形、T形和Ⅰ形截面的一般受弯构件,斜截面受剪承载力计算公式为:
VVc0.7ftbh01.25fyvAvh0(5-6)
式中ft一混凝土抗拉强度设计值;
b一构件的截面宽度,T形和Ⅰ形截面取腹板宽度;
h0一截面的有效高度;
fyv一箍筋的抗拉强度设计值;
Av一配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积,AvnAv1;
n一在同一截面内箍筋的肢数;Av1一单肢箍筋的截面面积;
一箍筋的间距。
2.集中荷载作用下的独立梁(包括作用多种荷载,且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况),斜截面受剪承载力按下式计算:
VVcA1.75ftbh0fyvvh0
1.0(5-7)
式中一剪跨比,可取a/h0,a为计算截面至支座截面或节点边缘的距离,计算截面取集中荷载作用点处的截面。当小于1.5时,取1.5;当大于3.0时,取 3.0。独立梁是指不与楼板整浇的梁。
构件中箍筋的数量可以用箍筋配箍率v表示:
vAvb(5-8)
3.当梁内还配置弯起钢筋时,公式(5-4)中
Vb0.8fyAbin
式中
(5-9)
fy一纵筋抗拉强度设计值;
Ab一同一弯起平面内弯起钢筋的截面面积;
一斜截面上弯起钢筋的切线与构件纵向轴线的夹角,一般取45o,当梁较
高时,可取60。
剪压破坏时,与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力一般都能达到屈服强度,但是拉应力可能不均匀。为此,在弯起钢筋中考虑了应力不均匀系数,取为0.8。另外,虽然纵筋的销栓作用对斜截面受剪承载力有一定的影响,但其在抵抗受剪破坏中所起的作用较小,所以斜截面受剪承载力计算中没有考虑纵筋的作用。
二、混凝土的受剪承载力可以抵抗斜截面的破坏,可不进行斜截面承载力计算,仅需按构造要求配置箍筋的条件
oV0.7ftbh0 或
(5-10)
V1.75ftbh0
1.0(5-11)
混凝土结构设计原理习题集之三
5 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
一、填空题:
1.影响梁斜截面抗剪强度的主要因素是 ____ 、 ___ ____ 、
__________ 和 __________ 。
2.梁内纵向受力钢筋的弯起点应设在按正截面抗弯计算该钢筋强度全部发挥的截面以外h0/2处,以保证 _______ ;同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外,以保证 ________ 。
3.无腹筋梁斜截面受剪有三种主要破坏形式,就其受剪承载力而言,对同样的构件, ___
破坏最低, _ 破坏较高, _ 破坏最高;但就其破坏性质而言,均属于 _
破坏。
4.在进行斜截面受剪承载力设计时,用 ________ 防止斜拉破坏,用 ______
的方法来防止斜压破坏,而对主要的剪压破坏,则给出计算公式。
5.抗剪钢筋也称作腹筋,腹筋的形式可以采用 ____ 和 ___ 。
6.无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有 __ 破坏, __ 破坏和 ___
破坏。
7.在设计中,当一般梁的剪力设计值 V>βcfcbh0 时,应 ______ 或
_____ ,避免出现 _______ 破坏。
8.在设计中,对梁纵向钢筋的弯起必须满足三个要求:满足 __________ 的要求;满足
_________________的要求;满足 __________ 的要求。
9.纵向钢筋的配筋率越大,梁的抗剪强度也越大。纵向钢筋对抗剪的主要作用有两个:一个是 __________________ ,二个是 _____________ 。