-第4章-受弯构件的斜截面承载力课件.ppt
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- 构件 截面 承载力 课件
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1、第第4章章 受弯构件的斜截面受弯构件的斜截面 承载力承载力本章学习重点本章学习重点概述概述 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 斜截面受剪破坏的主要影响因素斜截面受剪破坏的主要影响因素 斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围 斜截面受剪承载力计算方法和步骤斜截面受剪承载力计算方法和步骤 保证斜截面受弯承载力的构造措施保证斜截面受弯承载力的构造措施4.1 4.1 概述概述 在主要承受弯在主要承受弯矩的区段内,产生矩的区段内,产生正截面受弯破坏正截面受弯破坏;而在剪力和弯而在剪力和弯矩共同作用的支座矩共同作用的支座附近区段内,则会
2、附近区段内,则会产生产生斜截面受剪破斜截面受剪破坏坏或或斜截面受弯破斜截面受弯破坏坏。纯弯段纯弯段剪弯段剪弯段剪弯段剪弯段4.1 4.1 概述概述弯筋箍筋PPs纵筋弯剪段弯剪段(本章研究的主要内容)统称腹筋统称腹筋-帮助混帮助混凝土梁抵御剪力凝土梁抵御剪力有腹筋梁-既有纵筋又有腹筋无腹筋梁-只有纵筋无腹筋hbAsv11svsvnAA 箍筋肢数cpcptptpcpcptptpcpcptptp主拉应力迹线主拉应力迹线22tg 2222tpcp主压应力迹线主压应力迹线当tpmaxft时,梁的剪弯段开裂,出现斜裂缝斜裂缝的形成斜裂缝的形成4.2.1 4.2.1 腹剪斜裂缝与弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝与弯剪斜
3、裂缝 斜裂缝斜裂缝是因梁中弯矩和剪力产生的主拉应变超过混凝土的极限拉应变极限拉应变而出现的。斜裂缝主要有两类:腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝。4.2 4.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 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,称为腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝。腹剪斜裂缝中间宽两头细,呈枣核形,常见于薄腹梁中,如图所示。腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝 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
4、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,称为弯剪弯剪斜裂缝斜裂缝,这种裂缝上细下宽,是最常见的,如下图所示。弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝4.2.1 4.2.1 腹剪斜裂缝与弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝与弯剪斜裂缝4.2.2 剪跨比剪跨比l称为剪跨称为剪跨4.2.2 4.2.2 剪跨比剪跨比 剪跨比剪跨比为集中荷载到临近支座的距离a与梁截面有效高度h0的比值,即 某截面的广义剪跨比为该截面上弯矩M与剪力和截面有效高度乘积的比值,即 0MV h0ah000VhMVhVaha反映了集中力作用截面处弯矩M和剪力V的比例关系计算剪跨比广义剪跨比4.2.2 4.2.2 剪跨比剪跨比承受集中荷载
5、时,00haVhM承受均布荷载时,设l为计算截面离支座的距离,则02021hlVhM斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏 斜拉破坏斜拉破坏4.2.3 4.2.3 斜截面受剪破坏的三种主要形态斜截面受剪破坏的三种主要形态无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 1.斜压破坏斜压破坏 产生条件 3且且腹筋量少腹筋量少。破坏特点受拉边缘一旦出现斜裂缝便受拉边缘一旦出现斜裂缝便急速发展,构件很快破坏。急速发展,构件很快破坏。斜拉破坏斜拉破坏斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏 设计中斜压破坏斜压破坏和和斜拉破坏斜拉破坏主要靠构造要求来避免,而剪压破坏则通过配箍计算来防止。如图为三种破坏形态的荷
6、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。fF0剪压破坏斜拉破坏斜压破坏有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 与无腹筋梁类似,有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要有三种:斜压破坏斜压破坏、剪压破坏剪压破坏和斜拉破坏斜拉破坏。当3,且箍筋配置的数量过少,将发生斜拉破坏斜拉破坏;如果3,箍筋的配置数量适当,则可避免斜拉破坏,而发生剪压破坏剪压破坏;剪跨比较小或箍筋的配置数量过多,会发生斜压破坏斜压破坏
7、。对有腹筋梁来说,只要截面尺寸合适,箍筋数量适当,剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破坏形式。3 防止斜截面破坏的承载力条件防止斜截面破坏的承载力条件 斜截面上有剪力,也有弯矩。为了防止斜截面斜截面上有剪力,也有弯矩。为了防止斜截面 破坏,要求:破坏,要求:4-6 VV Vu 4-5 MMu我国规范规定:式(式(5 5)用)用计算计算保证保证;式(式(6 6)用)用构造措施构造措施满足。满足。4.3 简支梁斜截面受剪机理简支梁斜截面受剪机理以剪压破坏为例以剪压破坏为例(相对于斜压破坏和斜拉破坏,它更能给人以破坏预告)VuVcCcVdViTsa销栓力,随着裂缝的发展逐渐增大咬合力,随着裂缝的
8、发展逐渐减小dicuiscVVVVYVTCXsin,0cos,0数值很难估计数值很难估计4.3 4.3 简支梁斜截面受剪机理简支梁斜截面受剪机理4.3.1 4.3.1 带拉杆的梳形拱模型带拉杆的梳形拱模型梳状结构齿的受力拱体的受力4.3.2 4.3.2 拱形桁架模型拱形桁架模型考虑了箍筋的受拉作用;考虑了斜裂缝间混凝土的受压作用。4.3.3 4.3.3 桁架模型桁架模型4.4 4.4 斜截面受剪承载力计算公式斜截面受剪承载力计算公式4.4.1 4.4.1 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剪跨比 试验表明,剪跨比越大,有腹筋梁的抗剪承载力越低,如图所示。对无腹筋梁来说
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