钢筋混凝土结构设计构件斜截面受剪性能与设计.pptx

p 梁的箍筋和弯起钢筋梁的箍筋和弯起钢筋p 斜截面的概念斜截面的概念p 腹筋的概念腹筋的概念n 梁的箍筋和弯起钢筋梁的箍筋和弯起钢筋 纵向受拉钢筋纵向受拉钢筋箍筋箍筋弯起钢筋弯起钢筋架立钢筋架立钢筋n 斜截面的概念斜截面的概念p 在在弯弯矩矩和和剪剪力力或或弯弯矩矩、轴轴力力、剪剪力力共共同同作作用用的的区区段段内内常常出出现现斜斜裂裂缝缝，并并可可能能沿沿斜斜截截面面发发生生破破坏坏。这这种种破破坏坏往往往往比比较较突突然然，缺缺乏乏明明显显的的预预兆兆。因因此此，必必须须保保证证构构件件的的斜斜截截面面承载力。承载力。腹筋腹筋p 无腹筋简支梁的受剪性能无腹筋简支梁的受剪性能p 有腹筋简支梁的受剪性能有腹筋简支梁的受剪性能p 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态n 斜裂缝形成前的应力状态斜裂缝形成前的应力状态7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能PPbhh0弯矩图弯矩图剪力图剪力图弯剪段弯剪段n 斜裂缝形成前的应力状态斜裂缝形成前的应力状态7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能p 在在弹性阶段弹性阶段p 弹性阶段的应力分析弹性阶段的应力分析bhy0主拉应力主拉应力 主压应力主压应力 主应力与主应力与纵轴夹角纵轴夹角 n 斜裂缝形成前的应力状态斜裂缝形成前的应力状态7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能PPs st tt t1 111s stps scp45os stp2s scp45o2t t2 2s s2 2s stp3s scp45o123II3t t3 3s s3 3主拉应力迹线主拉应力迹线主压应力迹线主压应力迹线n 斜裂缝斜裂缝的的形成形成7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能PP垂直裂缝垂直裂缝弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝p 主拉应力超过主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土的抗拉强度时，将出现斜裂缝。将出现斜裂缝。p 弯剪区段截面下弯剪区段截面下边缘的主拉应力仍为边缘的主拉应力仍为水平，在这些区段一水平，在这些区段一般先出现垂直裂缝，般先出现垂直裂缝，随着荷载的增大，垂随着荷载的增大，垂直裂缝将斜向发展，直裂缝将斜向发展，形成形成弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝。PP腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝p由由于于腹腹板板很很薄薄，且且该该处处剪剪应应力力较较大大，故故斜斜裂裂缝缝首首先先在在梁梁腹腹部部中中和和轴轴附附近近出出现现，随随后后向向梁梁底底和和梁梁顶顶斜向发展，这种斜裂缝称为斜向发展，这种斜裂缝称为腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝。p矩形截面梁矩形截面梁p字形截面梁字形截面梁PPn 斜裂缝形成斜裂缝形成后后的应力状态的应力状态7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能ZMAMBDCCSVdAa纵筋的销栓作用纵筋的销栓作用 a骨料咬合力骨料咬合力p 截面的平衡方程截面的平衡方程n 斜裂缝形成斜裂缝形成后后的的梁梁应力状态应力状态的变化的变化7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能p 斜斜裂裂缝缝出出现现前前，剪剪力力VA由由全全截截面面承承受受，斜斜裂缝形成后，裂缝形成后，VA全由斜裂缝上端砼残余面抵抗。全由斜裂缝上端砼残余面抵抗。p 由由VA和和VC所所组组成成的的力力偶偶须须由由纵纵筋筋拉拉力力Ts和和砼砼压压力力Dc组组成成的的力力偶偶来来平平衡衡。故故剪剪力力VA不不仅仅引引起起Vc，还还引引起起Ts和和Dc，致致使使裂裂缝缝上上端端砼砼残残余余面面既既受受剪又受压，称剪又受压，称剪压区剪压区。p 由由于于剪剪压压区区的的面面积积远远小小于于全全截截面面面面积积，因因而而斜斜裂裂缝缝出出现现后后剪剪压压区区的的剪剪应应力力显显著著增增大大；同同时时剪压区的压应力也显著增大。剪压区的压应力也显著增大。p 在在斜斜裂裂缝缝出出现现前前，截截面面BB处处纵纵筋筋的的拉拉应应力力由由该该截截面面处处的的弯弯矩矩MB所所决决定定。在在斜斜裂裂缝缝形形成成后后，截截面面BB处处的的纵纵筋筋拉拉应应力力则则由由截截面面AA处处的的弯弯矩矩MA所所决决定定。由由于于MAMB，所所以以斜斜截截面面形形成成后后，穿穿过过斜斜裂裂缝缝的的纵纵筋筋的的拉拉应应力力将将突突然然增大增大。DCCSAaMAMB剪压区剪压区n 剪跨比剪跨比7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 梁的受剪性能与截面上的梁的受剪性能与截面上的 s s 和和 t t 的相对比值有关。的相对比值有关。p 矩矩 形形 截截面面梁梁的的广广义义剪跨比剪跨比 l l a a1M=V1AB2M=V2VABVaAF23F1 F1a2 Bp 矩矩形形截截面面梁梁的的计计算算剪剪跨比跨比 l l 只能计算集中荷载作用下，距支座最近荷载处截面只能计算集中荷载作用下，距支座最近荷载处截面的剪跨比，不能计算复杂荷载作用下的剪跨比（如的剪跨比，不能计算复杂荷载作用下的剪跨比（如F3）n 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 剪压破坏剪压破坏 n 当当梁梁的的剪剪跨跨比比适适当当（1 l l 3），但腹筋数量不过少时，常发生剪压破坏。），但腹筋数量不过少时，常发生剪压破坏。p 斜压破坏斜压破坏n 当当梁梁的的剪剪跨跨比比较较小小（l l 1），或或剪剪跨跨比比适适当当（1 l l 3），同同时时梁梁内内配配置置的的腹腹筋筋数数量量又又过过少少时时，将发生斜拉破坏。将发生斜拉破坏。n 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 斜压破坏的特点斜压破坏的特点n 斜裂缝首先在梁腹部出现斜裂缝首先在梁腹部出现；n 随随着着荷荷载载的的增增加加，斜斜裂裂缝缝一一端端 朝支座另一端朝荷载作用点发朝支座另一端朝荷载作用点发 展，梁腹部被这些斜裂缝分割展，梁腹部被这些斜裂缝分割 成若干个倾斜的受压柱体；成若干个倾斜的受压柱体；n 梁梁是是因因为为斜斜压压柱柱体体被被压压碎碎而而破破 坏，故称为斜压破坏；坏，故称为斜压破坏；n 破破坏坏时时与与斜斜裂裂缝缝相相交交的的箍箍筋筋应应 力达不到屈服强度，梁的受剪力达不到屈服强度，梁的受剪 承载力主要取决于混凝土斜压承载力主要取决于混凝土斜压 柱体的受压承载力柱体的受压承载力。Fn 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 剪压破坏的特点剪压破坏的特点n 弯弯剪剪段段下下边边缘缘先先出出现现初初始始垂垂直裂缝；直裂缝；n 随随着着荷荷载载的的增增加加，随随着着荷荷载载的的增增加加，这这些些初初始始垂垂直直裂裂缝缝将将大大体体上上沿沿着着主主压压应应力力轨轨迹迹向向集集中中荷荷载作用点延伸；载作用点延伸；临界斜裂缝临界斜裂缝 Fn 在在几几条条斜斜裂裂缝缝中中会会形形成成一一条条主主要要的的斜斜裂裂缝缝，这这一一斜斜裂裂缝缝被被称称为为临临界界斜裂缝斜裂缝;n 最最后后，与与临临界界斜斜裂裂缝缝相相交交的的箍箍筋筋应应力力达达到到屈屈服服强强度度，斜斜裂裂缝缝宽宽度度增增大大，导导致致剩剩余余截截面面减减小小，剪剪压压区区混混凝凝土土在在剪剪压压复复合合应应力力作作用用下下达达到到混混凝凝土复合受力强度而破坏，梁丧失受剪承载力。土复合受力强度而破坏，梁丧失受剪承载力。n 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 斜拉破坏的特点斜拉破坏的特点n 斜斜裂裂缝缝一一出出现现，即即很很快快形形成成临临界界斜斜裂裂缝缝，并并迅迅速速延延伸伸到到集集中中荷荷载载作用点处。作用点处。n 因因腹腹筋筋数数量量过过少少，所所以以腹腹筋筋应应力力很很快快达达到到屈屈服服强强度度，变变形形剧剧增增，不不能能抑抑制制斜斜裂裂缝缝的的开开展展，梁梁斜斜向向被被拉裂成两部分而突然破坏。拉裂成两部分而突然破坏。Ft ts sxs stpn 因因这这种种破破坏坏是是混混凝凝土土在在正正应应力力和和剪剪应应力力共共同同作作用用下下发发生生的的主主拉拉应应力力破坏，故称为斜拉破坏。破坏，故称为斜拉破坏。n 发发生生斜斜拉拉破破坏坏的的梁梁，其其斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力主主要要取取决决于于混混凝凝土土的的抗抗拉拉强度。强度。n 简支梁斜截面受剪机理简支梁斜截面受剪机理7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能FTp 无腹筋梁无腹筋梁(剪跨剪跨 a 较大时较大时)的梳状齿块模型的梳状齿块模型 拱拱齿齿纵筋拉力纵筋拉力销栓剪力销栓剪力骨料咬合力骨料咬合力拱齿界面的拱齿界面的相互作用力相互作用力an 齿齿上上承承受受的的主主要要荷荷载载是是作作用用在在自自由由端端的的纵纵筋筋拉拉力力差差T-T，梁梁的的剪剪力力主要由齿的作用来承担主要由齿的作用来承担。n 齿根部的混凝土承受齿根部的混凝土承受N、M、q所产生的应力所产生的应力。7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 无腹筋梁无腹筋梁(剪跨比剪跨比13时时)的拱传力模型的拱传力模型 FFFFn 主主要要内内力力通通过过临临界界斜斜裂裂缝缝上上方方的的混混凝土凝土拱体传递。拱体传递。n 部部分分内内力力经经下下方方混凝土拱体混凝土拱体传递。传递。n 拱拱的的内内力力通通过过销销栓栓作作用用和和骨骨料料咬咬合合作作用用传传给给基基本本拱拱体体I I再传到支座。再传到支座。n 拱拱体体I I接接近近荷荷载载点点附附近近的的截截面面面面积积最最积积而而所所受受力力最最大大，成为薄弱环节。成为薄弱环节。7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 有腹筋梁的有腹筋梁的桁架与拱复合传递机构桁架与拱复合传递机构VuVuVuVun斜裂缝间齿状体混凝土有如斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压斜压腹杆腹杆n箍筋的作用有如箍筋的作用有如竖向拉杆竖向拉杆n临界斜裂缝临界斜裂缝上部及受压区上部及受压区混凝土混凝土相当于相当于受压弦杆受压弦杆n纵筋相当于纵筋相当于下弦拉杆下弦拉杆n箍筋将齿状体混凝土传来的荷载箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆，增加了混凝土悬吊到受压弦杆，增加了混凝土传递受压的作用传递受压的作用n斜裂缝间的骨料咬合作用，还将斜裂缝间的骨料咬合作用，还将一部分荷载传递到支座（拱作用）一部分荷载传递到支座（拱作用）n 影响斜截面受剪承载力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 剪跨比剪跨比 l ln 剪剪跨跨比比反反映映了了截截面面上上正正应力应力 和剪应力和剪应力 的相对关系；的相对关系；n 剪剪跨跨比比很很小小时时，发发生生斜斜压破坏；压破坏；n 剪剪跨跨比比较较大大时时，发发生生斜斜拉破坏；拉破坏；n 它它表表明明在在梁梁截截面面尺尺寸寸、混混凝凝土土强强度度等等级级、箍箍筋筋的的配配筋筋率率和和纵纵筋筋的的配配筋筋率率基基本本相相同同的的条条件件下下，剪剪跨跨比比愈愈大大，梁的受剪承载力愈低。梁的受剪承载力愈低。4.01.02.04.003.02.06.08.0l l=a/h0冶建院，同济冶建院，同济建研院建研院n 影响斜截面受剪承载力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 混凝土强度混凝土强度0.02.020010304050fcu(N/mm2)Vc/(bh0)(N/mm2)l l=3,n=450.02.01.51.02.02.53.0ft(N/mm2)Vc/(bh0)(N/mm2)l l=3,n=45n 梁梁斜斜压压破破坏坏时时，受受剪剪承承载载力力取取决决于于混混凝凝土土的的抗抗压压强强度度；斜斜拉拉破破坏坏时时，受受剪剪承承载载力力取取决决于于混混凝凝土土的的抗抗拉拉强强度度；剪剪压压破破坏坏时时，受受剪剪承承载载力力与与混混凝凝土的压剪复合受力强度有关。土的压剪复合受力强度有关。n 梁梁的的名名义义剪剪应应力力与与混混凝凝土土抗抗压压强强度度呈呈非非线线性性关关系系，与与抗抗拉拉强强度度呈呈线线性性关系。关系。n 影响斜截面受剪承载力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能p 箍筋的配筋率箍筋的配筋率r rsv和箍筋强度和箍筋强度fyvsbAsv1Asv=2Asv1n 在在配配筋筋量量适适当当的的范范围围内内，箍箍筋筋配配得得愈愈多多，箍箍筋筋强强度度愈愈高高，梁梁的的受受剪剪承承载力也愈大。载力也愈大。矩矩形形截截面面的的宽宽度度，T形形截截面面或或I形形截截面的腹板宽度面的腹板宽度 p 纵向钢筋的配筋率纵向钢筋的配筋率r r n 增加纵筋配筋率可提高梁的受剪承载力，两者大致成线性关系。增加纵筋配筋率可提高梁的受剪承载力，两者大致成线性关系。n 这这是是因因为为纵纵筋筋能能抑抑制制斜斜裂裂缝缝的的开开展展和和延延伸伸，使使剪剪压压区区混混凝凝土土的的面面积积增增大大，从从而而提提高高剪剪压压区区混混凝凝土土承承受受的的剪剪力力；同同时时，纵纵筋筋数数量量增增大大，其其销销栓栓作用也随之增大。作用也随之增大。p 无腹筋简支梁的受剪性能无腹筋简支梁的受剪性能p 有腹筋简支梁的受剪性能有腹筋简支梁的受剪性能p 梁沿斜截面破坏的主要形态梁沿斜截面破坏的主要形态n 按桁架模型推导的受剪承载力公式按桁架模型推导的受剪承载力公式q qzzcosq qa a fcVuVuq qzsVun 三种主要破坏形态的抵抗方法三种主要破坏形态的抵抗方法7.3.1 计算原则p 斜斜压压破破坏坏是是因因梁梁截截面面尺尺寸寸过过小小而而发发生生的的，故故可可以以用用控控制制梁梁截面尺寸截面尺寸不致过小加以防止；不致过小加以防止；p 斜斜拉拉破破坏坏则则是是由由于于梁梁内内配配置置的的腹腹筋筋数数量量过过少少而而引引起起的的，因因此此用用配配置置一一定定数数量量的的箍箍筋筋和和保保证证必必要要的的箍箍筋筋间间距距来来防防止止这这种种破破坏的发生；坏的发生；p 对于常见的对于常见的剪压破坏剪压破坏，通过，通过受剪承载力计算受剪承载力计算给予保证。给予保证。p 混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范的的受受剪剪承承载载力力计计算算公公式式就就是是依依据据剪剪压破坏特征建立的。压破坏特征建立的。n 三种主要破坏形态的抵抗方法三种主要破坏形态的抵抗方法7.3.1 计算原则p 斜截面的受剪承载力的组成斜截面的受剪承载力的组成 Vu=Vc+Vsv+Vsb+Vd+Va DCCVdVuasva asa assbp 破破坏坏截截面面的的位位置置和和倾倾角角及及剪剪压压区区面面积积难难以以确确定定，剪剪压压区区混混凝凝土土的的剪剪力力涉涉及及到到混混凝凝土土复复合合受受力力强强度度；纵纵筋筋的的销销栓栓力力和和混混凝凝土土骨骨料料的的咬咬合合力又与诸多因素有关。力又与诸多因素有关。Vu=Vcs+VsbVcs=Vc+Vsvp为为简简化化计计算算，混混凝凝土土规规范范采采用用半半理理论论半半经经验验的的方方法法建建立受剪承载力计算公式，立受剪承载力计算公式，n 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力Vcs7.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力p Vcs/bh0与砼抗拉强度与砼抗拉强度ft和配箍和配箍 强度强度r rsvfsv之间为线性关系。之间为线性关系。相对名义剪应力相对名义剪应力 配箍系数配箍系数 0.02.01.51.02.02.53.0ft(N/mm2)Vc/(bh0)(N/mm2)l l=3,n=453.02.0ah=2.0f =30.4N/mm2cu03.01.02.001.04.05.0r rsvfyvVc/(bh0)(N/mm2)试试验验对对线线性性关关系系的的证证实实p 系系数数a at，a asv与与荷荷载载形形式式和和截截面面形形状状等等因因素素有有关关。混混凝凝土土规规范范分分两两种种情情况况分分别别给给出出了了受受剪剪承承载力计算公式。载力计算公式。n 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力Vcs7.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力p 情况一情况一：矩形、：矩形、T形和形和I形截面一般受弯构件受剪承载力计算形截面一般受弯构件受剪承载力计算0.00.01.02.03.00.54.01.51.0理论与试验值的比较理论与试验值的比较n I形截面和形截面和T形截面梁的斜截面受形截面梁的斜截面受剪承载力计算与矩形截面梁采用相剪承载力计算与矩形截面梁采用相同的计算公式，但梁截面宽度取腹同的计算公式，但梁截面宽度取腹板宽度。板宽度。n 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力Vcs7.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力p 情情况况二二：集集中中荷荷载载作作用用下下的的矩矩形形、T形形和和I形形截截面面独独立立梁梁斜斜截截面受剪承载力计算面受剪承载力计算。n 适用条件：多种荷载作用下，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪适用条件：多种荷载作用下，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪 力值占总剪力值的力值占总剪力值的75%以上时。以上时。l l3.0时，取时，取3.01.00.00.04.03.02.07.06.05.09.08.00.51.01.52.02.53.03.5简支梁简支梁,n=266连续梁、约束梁连续梁、约束梁,n=141fcu=14.4-92.9N/mm2l l集中荷载作用下无腹筋梁的相对受剪承载力集中荷载作用下无腹筋梁的相对受剪承载力7.3.3 配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力Vua assAsvAsb弯起钢筋的抗拉强度设计值；弯起钢筋的抗拉强度设计值；配置在同一弯起平面内配置在同一弯起平面内的弯起钢筋的截面面积的弯起钢筋的截面面积弯起钢筋与梁纵轴的夹角，一般取弯起钢筋与梁纵轴的夹角，一般取 45；当梁截面较高时，可取；当梁截面较高时，可取 60；应力不均匀折减系数。应力不均匀折减系数。n 弯起钢筋的受剪承载力弯起钢筋的受剪承载力n 配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力一般情况一般情况集中荷载，独立梁集中荷载，独立梁n 公式的上限公式的上限截面尺寸限制条件截面尺寸限制条件7.3.4 公式的适用范围n 取取斜斜压压破破坏坏作作为为受受剪剪承承载载力力的的 上限。上限。n n 斜斜压压破破坏坏取取决决于于混混凝凝土土的的抗抗压强度和截面尺寸。压强度和截面尺寸。n 防防止止斜斜压压破破坏坏的的截截面面限限制制条条件：件：p 当当 4.0时，属于一般的梁，应满时，属于一般的梁，应满足足 p 当当 6.0时，属于薄腹梁，应满足时，属于薄腹梁，应满足 p 当当4.0 6.0时，属薄腹梁，应满时，属薄腹梁，应满足足 bhwhwhwn 公式的公式的下下限限构造配箍条件构造配箍条件7.3.4 公式的适用范围n 如如果果梁梁内内箍箍筋筋配配置置过过少少，斜斜裂裂缝缝一一出出现现，箍箍筋筋应应力力会会立立即即达达到到屈屈服服强强度度甚甚至至被被拉拉断断，导导致致突突然然发发生生的的斜斜拉拉破破坏坏。为为了了避避免免这这类类破破坏坏，混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范规规定定了箍筋的最小配筋率，即了箍筋的最小配筋率，即n 斜截面受剪承载力的下限值斜截面受剪承载力的下限值Vu,minp 当满足下列要求时，箍筋的构造要求当满足下列要求时，箍筋的构造要求 对矩形、对矩形、T形和形和I形截面梁形截面梁对集中荷载作用下的矩形、对集中荷载作用下的矩形、T形和形和I形截面独立梁形截面独立梁n 箍筋的构造要求箍筋的构造要求7.3.4 公式的适用范围梁截面高度梁截面高度h最最 大大 间间 距距最最 小小 直直 径径V0.7ft bh0V0.7ft bh0150h3001502006300h5002003006500h8002503506h8003004008p 当不满当不满足以上两式足以上两式时，除应按计算配箍外，还应满足时，除应按计算配箍外，还应满足上表上表的要求和的要求和最小最小配箍率配箍率的要求的要求 p 受力特点受力特点n 有正负两个方向的弯矩并存在一个反弯点有正负两个方向的弯矩并存在一个反弯点n 受剪承载力降低受剪承载力降低p 影响受剪承载力的主要参数影响受剪承载力的主要参数n 弯矩比弯矩比z z=|M-|/|M+|7.3.5 连续梁、框架梁和外伸梁的斜截面受剪承载力粘结裂缝粘结裂缝斜裂缝斜裂缝a负弯矩区负弯矩区理论反弯点理论反弯点DcDs正弯矩区正弯矩区TMT1T2Dcp 受剪承载力降低的原因受剪承载力降低的原因n 内力重分布内力重分布n 砼砼受压区高度减小，压应力受压区高度减小，压应力与与剪应力增剪应力增大大p 砼规范砼规范的计算方法的计算方法n 集中荷载作用下集中荷载作用下n 均布荷载作用下均布荷载作用下p 厚板定义厚板定义n 受受在在高高层层建建筑筑中中，基基础础底底板板和和转转换换层层板板的的厚厚度度有有时时达达13m甚甚至至更更大大，水工、港工中的某些底板达水工、港工中的某些底板达78m厚，此类板称为厚板。厚，此类板称为厚板。7.3.6 板类构件的受剪承载力p 厚板受剪的特点厚板受剪的特点n 由于板类构件难于配置箍筋，所以这属于不配箍筋和弯起钢筋的无腹由于板类构件难于配置箍筋，所以这属于不配箍筋和弯起钢筋的无腹筋板类构件的斜截面受剪承载力问题。筋板类构件的斜截面受剪承载力问题。n 计算厚板的受剪承载力时，应考虑尺寸效应的影响。计算厚板的受剪承载力时，应考虑尺寸效应的影响。p 受剪承载力计算方法受剪承载力计算方法截面高度影响系数，截面高度影响系数，当当h02000mm时，取时，取h0=2000mm。p 计算截面的确定计算截面的确定p 设计计算设计计算p 算例算例7.4.1 计算截面的确定n 计算截面的确定计算截面的确定2-23-31-12-21-1支座边缘处的截面支座边缘处的截面受拉区弯起钢筋受拉区弯起钢筋弯起点处的截面弯起点处的截面箍筋截面面积或间距改变处箍筋截面面积或间距改变处腹板宽度改变处的截面。腹板宽度改变处的截面。n 剪力计算值的取法剪力计算值的取法V1V2V3V1V27.4.1 计算截面的确定n 截面设计的步骤截面设计的步骤求内力，绘制剪力图求内力，绘制剪力图验算是否满足截面限制条件验算是否满足截面限制条件验算是否按计算配腹筋验算是否按计算配腹筋计算腹筋计算腹筋已知已知:截面尺寸和材料强度截面尺寸和材料强度等，求箍筋和弯起钢筋。等，求箍筋和弯起钢筋。否否按构造和最小按构造和最小配箍率配筋配箍率配筋是是p 计算截面的确定计算截面的确定p 设计计算设计计算p 算例算例7.4.1 计算截面的确定n 问题的提出问题的提出JCfy AsvCJVfy(As-Asb)fy Asbz zsvz zz zsbp 斜截面上所有力对受压区合力点取矩斜截面上所有力对受压区合力点取矩p 斜截面斜截面末端末端CC上的正截面上的正截面p 斜截面斜截面JC和正截面和正截面CC所承受的外弯所承受的外弯矩均等于矩均等于Mcp 按按Mmax配置的钢筋配置的钢筋As沿梁既不弯起也沿梁既不弯起也不截断，则必满足斜截面抗弯要求。不截断，则必满足斜截面抗弯要求。p 纵筋弯起或截断时纵筋弯起或截断时,斜截面受弯承载斜截面受弯承载力可能小于正截面受弯承载力。力可能小于正截面受弯承载力。p 因因此此，在在纵纵筋筋有有弯弯起起或或截截断断的的梁梁中中，必须考虑斜截面的受弯承载力问题。必须考虑斜截面的受弯承载力问题。McMmax7.5.1 抵抗弯矩图n 抵抗弯矩图抵抗弯矩图又称又称材料图材料图，它是按梁实际配置的纵向受力钢筋，它是按梁实际配置的纵向受力钢筋所确定的各正截面所能抵抗的弯矩图形。所确定的各正截面所能抵抗的弯矩图形。acbdABn 纵向受力钢筋沿梁长不变化时的抵抗弯矩图纵向受力钢筋沿梁长不变化时的抵抗弯矩图 p 跨中最大弯矩计算，跨中最大弯矩计算，需配纵筋需配纵筋2C C25+2C C22Mmax 1C C25 1C C22 1C C25 1C C221 12 23 34 4p 如如果果全全部部纵纵筋筋沿沿梁梁长长直直通通，并并在在支支座座处处有有足足够够锚锚固固长长度度时时，则则沿沿梁梁全全长长各各个个正正截截面面抵抵抗抗弯弯矩矩的的能能力力相相等等，因因而而梁梁抵抵抗抗弯弯矩矩图图为矩形为矩形abcdp 充分利用点充分利用点p 理论截断点理论截断点7.5.1 抵抗弯矩图acbdABn 纵筋弯起时的抵抗弯矩图纵筋弯起时的抵抗弯矩图 1C C25 1C C22 1C C25 1C C22p 在简支梁设计中，在简支梁设计中，一般不宜在跨中截面一般不宜在跨中截面将纵筋截断，而是在将纵筋截断，而是在支座附近将纵筋弯起支座附近将纵筋弯起抗剪。抗剪。p由于在弯起过程中，弯筋对受压区合力点的力臂是逐渐减小由于在弯起过程中，弯筋对受压区合力点的力臂是逐渐减小的，因而其抗弯承载力并不立即消失，而是逐渐减小，一直到弯的，因而其抗弯承载力并不立即消失，而是逐渐减小，一直到弯筋穿过梁轴线基本上进入受压区后，才认为它的正截面抗弯作用筋穿过梁轴线基本上进入受压区后，才认为它的正截面抗弯作用完全消失。完全消失。7.5.1 抵抗弯矩图n 纵筋被截断时的抵抗弯矩图纵筋被截断时的抵抗弯矩图2C C181C C161C C16设计弯矩图设计弯矩图抵抗弯矩图抵抗弯矩图p 但但是是，由由于于纵纵筋筋的的弯弯起起或或截截断断多多数数是是在在弯弯剪剪段段进进行行的的，因因而而在在处处理理过过程程中中不不仅仅应应满满足足正正截截面面受受弯弯承承载载力力的的要要求求，还还要要保保证证斜截面的受弯承载力。斜截面的受弯承载力。p 正截面受弯承正截面受弯承载力而言，把纵筋载力而言，把纵筋在不需要的地方弯在不需要的地方弯起或截断是合理的。起或截断是合理的。p 而且从设计弯而且从设计弯矩图与抵抗弯矩图矩图与抵抗弯矩图的关系来看，二者的关系来看，二者愈靠近，其经济效愈靠近，其经济效果愈好。果愈好。7.5.2 纵筋的弯起n 保证正截面受弯承载力保证正截面受弯承载力n 保证斜截面受剪承载力保证斜截面受剪承载力n 保证斜截面受弯承载力保证斜截面受弯承载力p弯起点至充分利用点间的距离弯起点至充分利用点间的距离s1应大于或等于应大于或等于h0/2p弯筋与梁纵轴的交点应位于理论截断点以外弯筋与梁纵轴的交点应位于理论截断点以外acbdABs1h0/2 弯筋与梁纵弯筋与梁纵轴的交点应位于轴的交点应位于理论截断点以外理论截断点以外7.5.2 纵筋的弯起n s1h0/2的原因的原因BAJCHOzsbzaAs-Asba asAsbVBACOCza asfyAsaVas1+zcota aszsbAsbzAss1对对O点力矩平衡点力矩平衡条件得正截面条件得正截面CC受弯承载力受弯承载力斜截面斜截面CHJ的的受弯承载力受弯承载力只有斜截面受弯承载只有斜截面受弯承载力大于等于正截面时，力大于等于正截面时，才能保证斜截面受弯才能保证斜截面受弯承载力。即承载力。即由几何关系得由几何关系得故有故有设计时设计时,取取s1h0/27.5.2 纵筋的截断n 支座负弯矩钢筋的截断支座负弯矩钢筋的截断ad20l1.220d0h或0a1.2h+l(c)p 当当V0.7ftbh0时时p 当当V0.7ftbh0时时01.3h或20d+1.7h1.2la0p 负弯矩区相对长度较大负弯矩区相对长度较大n 悬臂梁的负弯矩钢筋悬臂梁的负弯矩钢筋p 对对较较短短的的悬悬臂臂梁梁，全全部部上上部部钢钢筋筋伸伸至至悬悬臂臂顶顶端端，并并向向下下弯弯折折锚锚固固，锚锚固固段的竖向投影长度不小于段的竖向投影长度不小于12d。p 对对较较长长的的悬悬臂臂梁梁，应应有有不不少少于于两两根根上上部部钢钢筋筋伸伸至至悬悬臂臂梁梁外外端端，并并按按上上述述规规定定向向下下弯弯折折锚锚固固；其其余余钢钢筋筋不不应应在在梁梁的的上上部部截截断断，可可分分批批向向下下弯弯折折，锚锚固固在在梁梁的的受受压压区区内内。弯弯折折点点位位置置可可根根据据弯弯矩矩图图确确定定；弯弯折折角角度度为为45 5o o或或60；在在受压区的锚固长度为受压区的锚固长度为10d。p 受剪承载力计算受剪承载力计算p 基本构造规定基本构造规定p 斜截面抗裂控制条件斜截面抗裂控制条件7.6.1 截面尺寸限制条件及斜截面抗裂控制条件n 截面尺寸限制条件截面尺寸限制条件(c)n 斜截面抗裂控制条件斜截面抗裂控制条件p 当当 4.0时，应满足时，应满足 p 当当 6.0时，应满足时，应满足 p 当当4 hw/b 6时，按线性内插法取用。时，按线性内插法取用。p 深梁因截面高度较大，故一旦出现斜裂缝，则裂缝宽度和长度均较大。深梁因截面高度较大，故一旦出现斜裂缝，则裂缝宽度和长度均较大。而要控制斜裂缝宽度，需要配置较多的水平和竖向分布钢筋。因此，深而要控制斜裂缝宽度，需要配置较多的水平和竖向分布钢筋。因此，深 梁宜按一般要求不出现斜裂缝的构件进行设计，即应满足下列条件：梁宜按一般要求不出现斜裂缝的构件进行设计，即应满足下列条件：7.6.2 受剪承载力计算n 矩矩形形、T形形和和I形形截截面面的的深深受受弯弯构构件件，在在均均布布荷荷载载作作用用下下，当当配配有有竖竖向向分分布布钢筋和水平分布钢筋时，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：钢筋和水平分布钢筋时，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：n 对对集集中中荷荷载载作作用用下下的的深深受受弯弯构构件件（包包括括作作用用多多种种荷荷载载，且且其其中中集集中中荷荷载载对对支支座座截截面面所所产产生生的的剪剪力力值值占占总总剪剪力力值值的的75%以以上上的的情情况况），其其斜斜截截面面受受剪剪承承载力应符合下列规定：载力应符合下列规定：n 应应当当指指出出，由由于于深深受受弯弯构构件件中中水水平平及及竖竖向向分分布布钢钢筋筋对对受受剪剪承承载载力力的的作作用用有有限限，当当其其受受剪剪承承载载力力不不足足时时，应应主主要要通通过过调调整整截截面面尺尺寸寸或或提提高高混混凝凝土土强强度度等等级来满足受剪承载力要求。级来满足受剪承载力要求。7.6.3 基本构造规定n 防止深梁出平面破坏的措施防止深梁出平面破坏的措施p腹板宽度腹板宽度b不应小于不应小于140mm，混凝土强度等级不应低于，混凝土强度等级不应低于C20p当当l0/h 1时，时，h/b不宜大于不宜大于25；当；当l0/h 1时，时，l0/b 不宜大于不宜大于25。n 纵向受拉钢筋的布置与锚固纵向受拉钢筋的布置与锚固n 深梁的水平和竖向分布钢筋及拉筋深梁的水平和竖向分布钢筋及拉筋0.4hl0Sh0.4hSvhb0.2h下部纵筋及下部纵筋及其弯折锚固其弯折锚固 水平水平及及竖向竖向分布钢筋分布钢筋 拉筋拉筋 7.6.3 基本构造规定0.4l00.4h0.4 h0.2h0.4h0.4h0.4h0.4l0水平分布钢筋水平分布钢筋 下部纵筋下部纵筋竖向分布钢筋竖向分布钢筋 支座截面上部支座截面上部附加水平钢筋附加水平钢筋钢筋种类钢筋种类纵向受拉钢筋纵向受拉钢筋水平分布钢筋水平分布钢筋竖向分布钢筋竖向分布钢筋HPB2350.250.250.20HRB335，HRB400，RRB4000.200.200.15n 深梁中钢筋的最小配筋率深梁中钢筋的最小配筋率p 偏心构件的斜截面受剪承载力计算偏心构件的斜截面受剪承载力计算p 框架柱双向受剪承载力计算框架柱双向受剪承载力计算p 剪力墙的斜截面受剪承载力计算剪力墙的斜截面受剪承载力计算7.7.1 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算n 轴向压力对受剪承载力的影响轴向压力对受剪承载力的影响0.70.100.080.160.240.5 0.60.2 0.3 0.41.00.8 0.9n 矩形、矩形、T T形和形和I I形截面偏心受压构件的斜截面受剪承载力形截面偏心受压构件的斜截面受剪承载力n 圆形截面受弯构件和偏心受压构件的斜截面受剪承载力圆形截面受弯构件和偏心受压构件的斜截面受剪承载力p可直接采用配置箍筋的矩形截面受弯构件和偏心受压构件的受剪承载可直接采用配置箍筋的矩形截面受弯构件和偏心受压构件的受剪承载力公式，其中力公式，其中b用用1.76r代替，代替，h0可用可用1.6r代替。代替。7.7.2 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算n试试验验表表明明，当当轴轴向向拉拉力力先先作作用用于于构构件件上上时时，构构件件将将产产生生横横贯贯全全截截面面的的法法向向裂裂缝缝。再再施施加加横横向向荷荷载载后后，则则在在弯弯矩矩作作用用下下，法法向向裂裂缝缝在在受受压压区区将将闭闭合合而而在在受受拉拉区区将将进进一一步步开开展展，并并在在剪剪弯弯区区段段出出现现斜斜裂裂缝缝。由由于于轴轴向向拉拉力力的的作作用用，斜斜裂裂缝缝的的宽宽度度和和倾倾角角比比受受弯弯构构件件要要大大一一些些，混混凝凝土土剪剪压压区区高高度度明明显显比比受受弯弯构构件件小小，有有时时甚甚至至无无剪剪压压区区。因因此此轴轴向向拉拉力力使使构构件件的的抗抗剪剪能能力力明明显显降降低低，降降低低的的幅幅度度随随轴轴向向拉拉力力的的增增大大而而增增加加，但但对对箍箍筋筋的抗剪能力几乎没有影响。的抗剪能力几乎没有影响。n 计算公式计算公式p 适用条件适用条件n矩形截面柱双向受剪性能矩形截面柱双向受剪性能7.7.3 框架柱双向受剪承载力计算x hyVobVyVxu ux yoVyVxu uVuxVuyp试验结果表明，矩形截面柱在两个主轴方向同时受剪时，其受剪承载力试验结果表明，矩形截面柱在两个主轴方向同时受剪时，其受剪承载力低于单向受剪承载力低于单向受剪承载力p相关关系大致符合下列规律，即相关关系大致符合下列规律，即双双向向受受剪剪承承载载力力的的相相关关关关系系作作用用斜斜向向剪剪力力的的矩矩形形柱柱n双向受剪承载力计算双向受剪承载力计算7.7.3 框架柱双向受剪承载力计算x yoVyVxu uVuxVuy矩形截面矩形截面双向受剪双向受剪框架柱的框架柱的斜截面受斜截面受剪承载力剪承载力计算公式计算公式 n双向受剪承载力计算的双向受剪承载力计算的截面复核问题截面复核问题7.7.3 框架柱双向受剪承载力计算n双向受剪承载力计算的双向受剪承载力计算的截面设计问题截面设计问题可得可得n截面尺寸限制条件和构造配箍条件截面尺寸限制条件和构造配箍条件7.7.3 框架柱双向受剪承载力计算p 两个方向受剪承载力的上限值分别为两个方向受剪承载力的上限值分别为 p 双向受剪时的截面尺寸限制条件双向受剪时的截面尺寸限制条件 p当符合下列条件时可不进行斜截面受剪承载力计算，仅需按构造要求配当符合下列条件时可不进行斜截面受剪承载力计算，仅需按构造要求配置箍筋。置箍筋。n剪力墙可能出现的斜截面剪切破坏形态剪力墙可能出现的斜截面剪切破坏形态7.7.4 剪力墙的斜截面受剪承载力计算p 斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏n截面尺寸控制条件截面尺寸控制条件p 为了防上斜压破坏，剪力墙的受剪截面应符合下列条件为了防上斜压破坏，剪力墙的受剪截面应符合下列条件n偏心受压时的斜截面受剪承载力偏心受压时的斜截面受剪承载力n偏心受拉时的斜截面受剪承载力偏心受拉时的斜截面受剪承载力p 板的冲切破坏板的冲切破坏p 板的受冲切承载力计算板的受冲切承载力计算p 配筋构造要求配筋构造要求n板的冲切破坏板的冲切破坏7.1 板的冲切破坏p承受集中荷载的板、支承在柱上的无梁楼板、承受集中荷载的板、支承在柱上的无梁楼板、柱下基础、桩基的承台板以及承受车轮压力柱下基础、桩基的承台板以及承受车轮压力的桥面板等结构构件，其受力和破坏特点与的桥面板等结构构件，其受力和破坏特点与承受局部荷载或集中反力的钢筋混凝土板类承受局部荷载或集中反力的钢筋混凝土板类似。似。p这种板除可能产生弯曲破坏外，还可能产生这种板除可能产生弯曲破坏外，还可能产生双向剪切破坏，即两个方向的斜截面形成一双向剪切破坏，即两个方向的斜截面形成一个截头锥体，锥体斜截面大体呈个截头锥体，锥体斜截面大体呈4545倾角，倾角，这种破坏称为这种破坏称为冲切破坏冲切破坏，属脆性破坏，其破，属脆性破坏，其破坏形态类似于梁的斜拉破坏。坏形态类似于梁的斜拉破坏。p为了防止板产生冲切破坏，可增加板的厚度，提高混凝土强度等级，或为了防止板产生冲切破坏，可增加板的厚度，提高混凝土强度等级，或增大局部受荷面积，必要时可配置抗冲切钢筋。增大局部受荷面积，必要时可配置抗冲切钢筋。45n不配置抗冲切钢筋的板不配置抗冲切钢