钢筋混凝土梁的剪切和斜拉新.pptx
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1、第第2节节 钢筋混凝土梁的剪切和斜拉钢筋混凝土梁的剪切和斜拉4.2Shear and Diagonal Tension in Reinforced Concrete Beamcatastrophicadj.悲惨的悲惨的,灾难的灾难的希腊颂神歌的一部分,反复的希腊颂神歌的一部分,反复的strophic“下,向下”ampleadj.充足的充足的,丰富的丰富的 For moderate reinforced beam,flexural failure is initiated by gradual yielding of the tension steel,accompanied by obviou
2、s cracking of the concrete and large deflection,giving ample warning and providing the opportunity to take corrective measures.对于适筋梁,受拉钢筋逐步屈服引起对于适筋梁,受拉钢筋逐步屈服引起弯曲破坏,随着破坏,混凝土产生明弯曲破坏,随着破坏,混凝土产生明显的裂缝,梁出现巨大的挠曲,发出显的裂缝,梁出现巨大的挠曲,发出各种警示,为采取补救措施提供了时各种警示,为采取补救措施提供了时间。间。Because of these differences in behavior,
3、reinforced concrete beams are generally provided with special shear reinforcement to ensure the flexural failure would occur before shear failure if the member should be severely overloaded.由于这些不同特性,一般在钢筋混凝由于这些不同特性,一般在钢筋混凝土梁中配置专门的抗剪钢筋,确保在土梁中配置专门的抗剪钢筋,确保在构件严重超载时,弯曲破坏先于剪切构件严重超载时,弯曲破坏先于剪切破坏发生。破坏发生。In t
4、he case of simply supported beam subjected to two-point loading,the moment and shear distribution is such that the moment is constant in the mid span and in two side spans,shear force is constant.以承受两个集中荷载的简支梁为例,以承受两个集中荷载的简支梁为例,其弯矩在跨中部分是不变的,剪力其弯矩在跨中部分是不变的,剪力在两个边跨范围内不变。在两个边跨范围内不变。At the location of z
5、ero shear stress,i.e.,the extreme tension fiber,the principal tensile stress takes the horizontal direction.在剪应力为在剪应力为0处,即最大的拉应力处,即最大的拉应力处,主拉应力沿水平方向。处,主拉应力沿水平方向。At the point of zero normal stress,i.e.,the neutral axis,the principal tensile stress is equal to shear stress,and its direction is 45 degr
6、ees with respect to the member axis(Figure.4.12).在正应力为在正应力为0处,即中性轴处,主拉处,即中性轴处,主拉应力等于剪切应力,其方向构件轴线应力等于剪切应力,其方向构件轴线成成45o角。角。Reinforced Concrete without Shear Reinforcement 无腹筋钢筋混凝土梁无腹筋钢筋混凝土梁 For a reinforced concrete without shear reinforcement,flexural crack is formed in regions of large moments,and i
7、ts direction is parallel to the member axis.对于无腹筋钢筋混凝土构件,在弯矩对于无腹筋钢筋混凝土构件,在弯矩大的区域首先形成弯曲裂缝,平行于大的区域首先形成弯曲裂缝,平行于构件轴线。构件轴线。The longitudinal tension reinforcement has so calculated and placed that it is chiefly effective in resisting longitudinal tension near the tension face.由此计算出纵向受拉钢筋,并将其放置由此计算出纵向受拉钢筋,
8、并将其放置在受拉面附近,主要用来抵抗纵向拉力。在受拉面附近,主要用来抵抗纵向拉力。It does not reinforce the tensionally weak concrete against the diagonal tension stresses that occur elsewhere,caused by shear alone or by the combined effect of shear and flexure.设置纵筋并不是用来提高混凝土的设置纵筋并不是用来提高混凝土的抗拉强度,抵抗任何位置上由剪力抗拉强度,抵抗任何位置上由剪力单独引起的、或由剪力和弯曲综合单独引起
9、的、或由剪力和弯曲综合引起的斜拉应力。引起的斜拉应力。Eventually,these stresses attain magnitudes sufficient to open additional tension cracks in a direction perpendicular to the local tension stress.最后,应力达到一定程度,足以沿垂最后,应力达到一定程度,足以沿垂直于局部拉应力的方向出现另外的拉直于局部拉应力的方向出现另外的拉裂缝。裂缝。The mode of failure is influenced by the shear span to ef
10、fective depth ratio given bywhere a is the distance between the support and the nearest concentrated load 剪跨比影响梁的破坏方式。剪跨比剪跨比影响梁的破坏方式。剪跨比的计算公式:的计算公式:在这里,在这里,a表示支座与距离最近的表示支座与距离最近的集中力的距离集中力的距离 The diagonal crack,once formed,spread either immediately or at only slightly higher load,traversing the entire
11、 beam from the tension reinforcement to the compression face,splitting it into two and failing the beam.一旦形成斜拉裂缝,要么它会立刻延一旦形成斜拉裂缝,要么它会立刻延伸,要么只要稍微增加荷载,它就会伸,要么只要稍微增加荷载,它就会从受拉筋到受压面(从受拉筋到受压面(compression face)贯穿整个梁,将梁劈成两半,)贯穿整个梁,将梁劈成两半,使梁破坏。使梁破坏。The diagonal crack,once formed,spreads toward and partially
12、into the compression zone but stops short of penetrating to the compression face.一旦形成斜裂缝,它向受压区延伸,一旦形成斜裂缝,它向受压区延伸,部分深入到受压区,但是没有穿透受部分深入到受压区,但是没有穿透受压面就停止。压面就停止。For the case of socalled deep beam,i.e.,the shear span to effective depth ratio is very small(a/h0 1.0),the shear resisting mechanism is formed
13、 as a compression strut joining the loading and support points.在称为深梁的构件中,即剪跨比很小的在称为深梁的构件中,即剪跨比很小的情况下(情况下(1.0),抗剪体系形成一个),抗剪体系形成一个受压柱连接荷载与支座。受压柱连接荷载与支座。VdTaVczCVextPViAggregate interlockDowel actionCompression zone of concreteThe aggregate interlock forces amounts to one-third and more of the shear fo
14、rce.骨料咬合作用骨料咬合作用Vi,大于等于剪力的,大于等于剪力的1/3。The other internal forces are those in the uncracked portion of the concrete,and those across the longitudinal steel,acting as a dowl,其他的内力,包括未开裂的混凝土产其他的内力,包括未开裂的混凝土产生的生的Vcz,纵向钢筋的销栓作用,纵向钢筋的销栓作用Vd。Dowel n.木钉木钉,销子销子Interlock v.互锁互锁VdTaVczCVextPViReinforced Concret
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