有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁裂缝出现前后的应力状态课件.ppt

1、5.4 5.4 有腹筋梁的受剪性能有腹筋梁的受剪性能斜裂缝出现后，梁的剪斜裂缝出现后，梁的剪力传递机构由原来无腹筋力传递机构由原来无腹筋梁的拉杆拱传递机构转变梁的拉杆拱传递机构转变为为桁架与拱的复合传递机桁架与拱的复合传递机构。构。斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆斜裂缝间齿状体混凝土有如斜压腹杆；箍筋的作用有如竖向拉杆；箍筋的作用有如竖向拉杆；临界斜裂缝上部及受压区临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当混凝土相当于受压弦杆；于受压弦杆；纵筋相当于下弦拉杆；纵筋相当于下弦拉杆；箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆，增加了混凝土传递受压的作用受压弦杆，增加了混凝土

2、传递受压的作用；斜裂缝间的骨料咬合作用，还将一部分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），因此，腹筋荷载传递到支座（拱作用），因此，腹筋将使梁的受剪承载力有较大提高。将使梁的受剪承载力有较大提高。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算2.有腹筋梁斜截面破坏的主要形态有腹筋梁斜截面破坏的主要形态 如前所述，腹筋虽不能防止裂缝出现，但却能延缓和限制裂缝的开展和延伸。因此如前所述，腹筋虽不能防止裂缝出现，但却能延缓和限制裂缝的开展和延伸。因此，腹筋的配置数量对梁的斜截面破坏形态和受剪承载力有很大的影响腹筋的配置数量对梁的斜截面破坏

3、形态和受剪承载力有很大的影响。将无腹筋梁。将无腹筋梁和配有箍筋的梁试验比较，有如下结果：和配有箍筋的梁试验比较，有如下结果：由于有很多的影响因素，目前，国内外尚无统一的、被普遍认可的、能适用于各种由于有很多的影响因素，目前，国内外尚无统一的、被普遍认可的、能适用于各种情况的抗剪计算理论和破坏模式。情况的抗剪计算理论和破坏模式。剪跨比剪跨比配箍率配箍率l l11 l l 3无腹筋无腹筋斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏斜拉破坏斜拉破坏r rsv很小很小斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏斜拉破坏斜拉破坏r rsv适量适量斜压破坏斜压破坏剪压破坏剪压破坏剪压破坏剪压破坏r rsv很大很大斜压破坏斜压破坏

4、斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算 目前，所设定的斜截面破坏机理和提出的计算理论，主要有：目前，所设定的斜截面破坏机理和提出的计算理论，主要有：拉杆拱模型、平面比拟桁架模型、变角桁架模型、拱拉杆拱模型、平面比拟桁架模型、变角桁架模型、拱-梳状齿模型、极限平衡理论梳状齿模型、极限平衡理论等。各种理论计算结果不尽相同，某等。各种理论计算结果不尽相同，某些模型过于复杂，无法在实际设计中应用。些模型过于复杂，无法在实际设计中应用。由于剪切破坏问题的复杂性，规范采用的斜截面承载力计算公式是在大量试验的基由于剪切破坏问题

5、的复杂性，规范采用的斜截面承载力计算公式是在大量试验的基础上，依据极限平衡理论，采用理论与经验相结合的方法建立起来的。其基本上保础上，依据极限平衡理论，采用理论与经验相结合的方法建立起来的。其基本上保证了构件必需的截面尺寸和必需的配筋用梁，公式形式简单，设计计算方便。证了构件必需的截面尺寸和必需的配筋用梁，公式形式简单，设计计算方便。公式假定，有腹筋构件的受剪承载力由以下几部分组成：公式假定，有腹筋构件的受剪承载力由以下几部分组成：混凝土承担的剪力；箍筋承担的剪力；弯起钢筋承担的剪力；混凝土承担的剪力；箍筋承担的剪力；弯起钢筋承担的剪力；预应力增加的承载力；轴向压力（或拉力）增加（或减少）的承

6、载力。预应力增加的承载力；轴向压力（或拉力）增加（或减少）的承载力。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算 剪跨比剪跨比 l l 3.3.影响受剪承载力的因素影响受剪承载力的因素 混凝土强度混凝土强度 纵筋配筋率纵筋配筋率 截面形状截面形状 尺寸效应尺寸效应 加载方式的影响加载方式的影响 箍筋的影响箍筋的影响混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算请看动画请看动画 剪跨比剪跨比 l l 试验表明：试验表明：对集中荷载作对集中荷载作用下的无腹筋梁，用下的无腹筋梁，l l 的的影响非常大。影响非常大。

7、影响荷载传递机构，从影响荷载传递机构，从而直接影响到梁中的应力而直接影响到梁中的应力状态状态剪跨比剪跨比l l 大，荷载主要大，荷载主要依靠拉应力传递到支座依靠拉应力传递到支座剪跨比剪跨比l l 小，荷载主要小，荷载主要依靠压应力传递到支座依靠压应力传递到支座3.3.影响受剪承载力影响受剪承载力的因素的因素混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算剪跨比l0bhfVtc集中荷载作用集中荷载作用混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算均布荷载作用均布荷载作用0bhfVtc剪跨比l0.7对于有腹筋梁，在配

8、箍率对于有腹筋梁，在配箍率较低时较低时，l l 的影响是的影响是较大较大的的；在；在配箍率配箍率中等时中等时，l l 的影响的影响要小些要小些；在配箍率；在配箍率较高较高时时，l l 的影响则的影响则很小很小。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算剪切破坏是由于混凝土达到复合应力（剪压）状态下强度而发生的。所以混凝土强剪切破坏是由于混凝土达到复合应力（剪压）状态下强度而发生的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响，随度对受剪承载力有很大的影响，随l l 的不同而变化的不同而变化。l l 小小，梁的受剪承载力取决于砼的抗压强度，而梁的受剪承载力

9、取决于砼的抗压强度，而fc与与fcu差不多成比例增长，差不多成比例增长，梁的受剪梁的受剪承载力随砼的强度提高而提高；承载力随砼的强度提高而提高；l l 大大，梁的受剪承载力梁的受剪承载力不随不随砼的强度提高成比例增大，因为，斜拉破坏承载力取决于砼的强度提高成比例增大，因为，斜拉破坏承载力取决于ft，ft与与fcu不成比例增长不成比例增长。另外，另外，试验表明，随着混凝土强度的提高，试验表明，随着混凝土强度的提高，Vu与与 ft 近似成正比。近似成正比。事实上，斜拉破坏取决于事实上，斜拉破坏取决于ft，剪压破坏也基本取决于，剪压破坏也基本取决于ft，只有在剪跨比很小时的斜压，只有在剪跨比很小时的

10、斜压破坏取决于破坏取决于fc。而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。混凝土强度混凝土强度混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算Vc/bh0(MPa)fcu(Mpa)50100150200250300020406080100120=1.0=1.5=2.0=2.5=3.0fcuV混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算ccfVrs纵筋配筋率纵筋配筋率试验表明：梁的受剪承载力随纵筋的配筋率试验表明：梁的受剪承载力随纵筋的配筋率s s提高而提高而增大，增大，l l 小时，

11、影响较大，小时，影响较大，l l 大时，影响较小。大时，影响较小。纵筋配筋率纵筋配筋率s s 越大越大，剪压区面积较大，提，剪压区面积较大，提高砼承受的剪力；高砼承受的剪力；s s 大，还使纵筋的大，还使纵筋的销栓作用也增加；销栓作用也增加；增大纵筋面积还可限增大纵筋面积还可限制斜裂缝的开展，增加制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力斜裂缝间的骨料咬合力作用。作用。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算尺寸效应尺寸效应梁高度很大时，撕裂裂缝比较明显梁高度很大时，撕裂裂缝比较明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也较大，削弱了骨，销栓作用大大降低，

12、斜裂缝宽度也较大，削弱了骨料咬合作用。试验表明，在保持参料咬合作用。试验表明，在保持参数数fc、r r、l l 相同的相同的情况下，情况下，截面尺寸增加截面尺寸增加4倍，受剪承载力降低倍，受剪承载力降低5%30%。对于高度较大的。对于高度较大的梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。的开展。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。配置腹筋后，尺寸效应的影响减小。截面形状截面形状T形截面有受压翼缘，增加了剪压形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（约高（约20%），但对斜压破坏的受剪承载力并没

13、有提），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。高。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算间接加载间接加载，由于荷载传递方式的改变，即荷载通过，由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使在名义剪跨横梁上部拉应力向支座传递，这样即使在名义剪跨比较小时，也会产生斜拉破坏。比较小时，也会产生斜拉破坏。直接加载直接加载间接加载间接加载加载方式的影响加载方式的影响混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算箍筋的影响箍筋的影响吊住纵筋，延缓了撕裂吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，裂缝的开展，

14、增强了纵筋增强了纵筋销栓作用销栓作用Vd；箍筋控制了斜裂缝的开展，箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，增加了剪压区的面积，使使Vc增加，骨料咬合力增加，骨料咬合力Va也增加；也增加；斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，增强了梁的剪斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，增强了梁的剪力传递能力，力传递能力，箍筋多，其承担的剪力也就越大箍筋多，其承担的剪力也就越大；VcCcVuTVsvVsb混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算箍筋的影响箍筋的影响配置箍筋对斜裂缝开裂配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响，也不能提荷载没有影响，也不能提高斜压破坏承载力，高斜

15、压破坏承载力，即：即：对小剪跨比情况，箍筋的对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大剪跨上述作用很小；对大剪跨比情况，箍筋配置如果超比情况，箍筋配置如果超过某一限值，则产生斜压过某一限值，则产生斜压杆压坏，继续增加箍筋没杆压坏，继续增加箍筋没有作用。有作用。箍筋参与斜截面的受弯，箍筋参与斜截面的受弯，使斜裂缝出现后纵筋应使斜裂缝出现后纵筋应力力s ss 的增量减小；的增量减小；VcCcVuTVsvVsb混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算梁内配置箍筋的数量，用配箍率梁内配置箍筋的数量，用配箍率sv来反映。来反映。sbAsv1Asv1hAsv配置在同一截面内的全部箍筋，Asv=n Asv1Asv1 单肢箍筋的截面面积n 同一截面箍筋的肢数s 沿构件长度方向箍筋的间距b 截面宽h 截面高混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算