1、1,第十四章梁板結(jié)構(gòu)體系,2,鋼筋混凝土梁一般是水平方向放置（有時(shí)也斜放）的構(gòu)件，可能承受有彎矩、剪力、扭矩。承受彎矩、剪力的構(gòu)件為受彎構(gòu)件，這是建筑結(jié)構(gòu)中最基本的構(gòu)件。在構(gòu)件中作用有扭矩的構(gòu)件為受扭構(gòu)件。,3,1 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件包括板和梁。板的截面高度遠(yuǎn)小于板的寬度，現(xiàn)澆混凝土板一般為矩形截面，而預(yù)制板的截面形式則多種多樣。,4,1.1 受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求 1.梁、板的截面與配筋 (1) 梁、板的截面形式 梁：主要有矩形、形、倒形、形、形、十字形、花籃形等。,5,（2）梁的截面尺寸（P271） 梁的截面高度一般根據(jù)剛度條件確定，常見簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、懸臂梁的截面高度可按

2、表14-1采用。,6,梁的截面高度h一般可取250、300、800、900、1000等，h800mm時(shí)以50mm為倍數(shù)，h800mm時(shí)以100mm為倍數(shù)；矩形梁的截面寬度和T形截面的肋寬b宜采用100、120、150、180、200、220、250mm，大于250mm時(shí)以50mm為模數(shù)。梁適宜的截面高寬比h/b，矩形截面為23.5，T形截面為2.54。,7,（3）配筋率（P271）,8,9,（4）梁的配筋（P272） 梁中的鋼筋有縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋和架立鋼筋等 。,10,1）縱向受力鋼筋。 用以承受由彎矩在受拉區(qū)產(chǎn)生的拉力。有時(shí)在受壓區(qū)，協(xié)助混凝土共同負(fù)擔(dān)壓力。 常用直徑為12、14

3、、16、18、20、22、25、28mm。當(dāng)梁高h(yuǎn)300mm時(shí)，直徑不應(yīng)小于8mm；當(dāng)梁高h(yuǎn)300mm時(shí)，不應(yīng)小于10mm。梁上部縱向 鋼筋水平方向的凈距不應(yīng)小 于1.5d（d為鋼筋最大直徑） 和30，下部?jī)艟嗖粦?yīng)小 于d和25mm。縱向鋼筋應(yīng)盡 可能排成一排，兩排時(shí)應(yīng)上 下對(duì)齊。,11,2）彎起鋼筋。 將跨中縱向受力鋼筋彎起而成。其彎起部分承受斜截面剪力，端部水平段承受支座處負(fù)彎矩產(chǎn)生的拉力。 常用直徑為1228mm。鋼筋彎起角度一般為45，當(dāng)梁高大于800mm時(shí)可采用60。,12,3）腰筋。 用以增強(qiáng)梁內(nèi)鋼筋骨架的剛性，增強(qiáng)梁的抗扭能力，防止梁中部因混凝土收縮和溫度變化產(chǎn)生的側(cè)面開裂。 當(dāng)

4、梁的腹板高度hw450mm時(shí)，在梁的兩個(gè)側(cè)面應(yīng)沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋（不包括梁上、下部受力鋼筋及架立鋼筋）的截面面積不應(yīng)小于腹板截面面積bhw的0.1%，且間距不宜大于200mm。,13,4）架立鋼筋。 設(shè)置在梁的受壓區(qū)，用以固定箍筋的位置，形成鋼筋骨架，并能承受混凝土收縮和溫度變化所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 鋼筋直徑：當(dāng)梁的跨度小于4m時(shí)，不宜小于8mm；跨度為46m時(shí)，不宜小于10mm；跨度大于6m時(shí)，不宜小于12mm。,14,5）箍筋。 垂直縱向鋼筋放置的鋼筋套子。其作用是：用以承受梁的剪力，固定縱向受力鋼筋形成鋼筋骨架，便于澆灌混凝土，聯(lián)系受拉及受壓鋼筋共同工作。 常用的箍筋直

5、徑為4、6、8。箍筋形式有開口和閉口兩種。常用閉口形式。箍筋肢數(shù)有單肢、雙肢、四肢等，依梁寬及受力筋數(shù)量而定。,15,2. 混凝土保護(hù)層（從縱筋的外邊緣算起） 作用：一是保護(hù)鋼筋不致銹蝕，保證結(jié)構(gòu)的耐久性；二是保證鋼筋與混凝土間的粘結(jié)；三是在火災(zāi)等情況下，避免鋼筋過(guò)早軟化。,16,1.2 梁的分類與破壞過(guò)程（P274） 1.梁的分類 根據(jù)梁縱向鋼筋配筋率的不同，鋼筋混凝土梁可分為適筋梁、超筋梁和少筋梁三種類型，不同類型梁的具有不同破壞特征。,17,18,(1) 少筋梁（P274） 梁的配筋量很低， 破壞特征：梁破壞時(shí)，裂縫往往集中出現(xiàn)一條，不但開展寬度大，而且沿梁高延伸較高。一旦出現(xiàn)裂縫，鋼筋

6、的應(yīng)力就會(huì)迅速增大并超過(guò)屈服強(qiáng)度而進(jìn)入強(qiáng)化階段，甚至被拉斷。脆性破壞,19,20,21,(2) 適筋梁 當(dāng)梁的受力鋼筋配置適量，即minmax時(shí)，其破壞過(guò)程可分為三個(gè)工作階段：,22,23,24,25,26,27,28,第I階段彈性工作階段。荷載很小時(shí)，混凝土的壓應(yīng)力及拉應(yīng)力都很小，應(yīng)力和應(yīng)變幾乎成直線關(guān)系。 截面達(dá)到將裂未裂的極限狀態(tài)時(shí)，即第階段末，用a表示。a階段的應(yīng)力狀態(tài)是抗裂驗(yàn)算的依據(jù)。 第階段帶裂縫工作階段。荷載增加，拉區(qū)混凝土開裂，拉力轉(zhuǎn)讓給鋼筋，梁處于帶裂縫工作階段。第階段的應(yīng)力狀態(tài)是裂縫寬度和變形驗(yàn)算的依據(jù)。 鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度f(wàn)y時(shí)，標(biāo)志截面進(jìn)入第階段末，以a表示。,29,

7、第階段破壞階段：到本階段末（即a階段），鋼筋達(dá)到屈服，截面上形成一寬大的臨界裂縫，受壓邊緣混凝土壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變，受壓區(qū)混凝土產(chǎn)生近乎水平的裂縫，混凝土被壓碎，甚至崩脫，截面宣告破壞，此時(shí)截面所承擔(dān)的彎矩即為破壞彎矩Mu。a階段的應(yīng)力狀態(tài)作為構(gòu)件承載力計(jì)算的依據(jù)。,30,適筋梁的破壞特征： 受拉鋼筋首先達(dá)到屈服，然后壓區(qū)混凝土壓酥，梁的裂縫和變形劇增，破壞有先兆，故稱為“塑性破壞”。鋼筋和混凝土兩種材料均得到充分利用。,31,(3) 超筋梁 梁的配筋量很大， 破壞特征：受壓區(qū)混凝土在鋼筋屈服前即達(dá)到極限壓應(yīng)變被壓碎而破壞。破壞時(shí)鋼筋的應(yīng)力還未達(dá)到屈服強(qiáng)度，因而裂縫寬度均較小，且形不成一根開

8、展寬度較大的主裂縫，梁的撓度也較小。脆性破壞,32,33,34,35,36,37,38,2. 單筋矩形梁正截面承載力計(jì)算（P275） 基本假定 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的依據(jù)為適配梁a階段，為了建立基本公式，采用如下假定： （1）截面平均應(yīng)變符合平截面假定，即梁在彎曲后，截面各點(diǎn)應(yīng)變與該點(diǎn)到中和軸的距離呈正比，且鋼筋應(yīng)變與外圍混凝土的應(yīng)變相同。 （2）不考慮受拉區(qū)混凝土參加工作，全部拉力均由鋼筋承擔(dān)。 （3）采用理想化的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變（cc）曲線作為計(jì)算混凝土應(yīng)壓力的依據(jù)；采用理想化的鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變（cc）曲線作為計(jì)算鋼筋應(yīng)壓力的依據(jù)。,39,40,41,適筋梁在正截面承載力

9、極限狀態(tài)，受拉鋼筋已經(jīng)達(dá)到屈服狀態(tài)，壓區(qū)混凝土達(dá)到受壓破壞極限。以單筋矩形截面為例，根據(jù)上述假定，截面受力狀態(tài)如圖。,42,等效矩形應(yīng)力圖（P276） 簡(jiǎn)化原則：受壓區(qū)混凝土的合力大小不變； 受壓區(qū)混凝土的合力作用點(diǎn)不變。 等效矩形應(yīng)力圖形的混凝土受壓區(qū)高度為 ，等效矩形應(yīng)力圖形的應(yīng)力值為 。,43,等效矩形應(yīng)力圖的兩個(gè)無(wú)量綱的特征值1和1， 1=c，為等效矩形應(yīng)力圖的受壓區(qū)高度，C為軸心受力試驗(yàn)理想化混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線中和軸高度。 1為矩形應(yīng)力圖的強(qiáng)度與受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)力的比值。 當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí)， 1=0.8，1 =1.0,44,3.計(jì)算極限彎矩Mu（P277） 根據(jù)計(jì)算

10、圖式，由平衡條件并根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可有：,45,式中 ： M彎矩設(shè)計(jì)值；,鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；,混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；,矩形應(yīng)力圖的強(qiáng)度與受壓混凝土最大應(yīng)力的比值,縱向受力鋼筋截面面積；,混凝土等效受壓區(qū)高度；,截面有效高度，h0=h-as,as為受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受拉邊緣的距離，當(dāng)為一排鋼筋時(shí)，as=c+d/2，其中d為鋼筋直徑，c為混凝土保護(hù)層厚度。 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí)，1=1.0，當(dāng)混凝土為C80時(shí)，1=0.94，介于二者之間時(shí)，用線性內(nèi)插法確定。,矩形截面的寬度。,46,相對(duì)受壓區(qū)高度和界限配筋率（P277） 由式（14-9）可得 則相對(duì)受壓區(qū)高度即為 由上式可得 對(duì)于

11、材料給定的截面，相對(duì)受壓區(qū)高度 和配筋率 之間有明確的換算關(guān)系，對(duì)應(yīng)于 的 即為該截面允許的最大配筋率。,若設(shè)受壓區(qū)混凝土的高度為，截面有效高度為h0，令=/h0，稱為相對(duì)受壓區(qū)高度。,47,稱為相對(duì)界限受壓區(qū)高度。它是截面鋼筋屈服（ ）與混凝土壓區(qū)邊緣達(dá)極限壓應(yīng)變（ ）同時(shí)發(fā)生時(shí)界限受壓區(qū)高度 與截面的有效高度 的比值。,48,是否超筋破壞的判斷：,若 ，構(gòu)件破壞時(shí)受拉鋼筋不能屈服，表明構(gòu) 件超筋破壞。 若 ，構(gòu)件破壞時(shí)受拉鋼筋已經(jīng)達(dá)到屈服強(qiáng) 度，表明發(fā)生的破壞為適筋破壞或少筋破壞。,49,P279表14-3,50,截面最小配筋率,適筋梁與少筋梁的界限 最小配筋率的確定原則：配筋率 為鋼筋混

12、凝土受彎構(gòu)件，按a階段計(jì)算的正截面受彎承載力應(yīng)等于同截面素混凝土梁所能承受的彎矩Mcr（Mcr為按a階段計(jì)算的開裂彎矩）。,最小配筋率（P279）,51,4. 適用條件 為了防止出現(xiàn)超筋梁和少筋梁的情況，基本公式必須滿足下列條件 1) 防止超筋梁破壞應(yīng)滿足 2) 防止少筋梁破壞應(yīng)滿足 當(dāng)溫度因素對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件有較大影響時(shí)，受拉鋼筋最小配筋率應(yīng)比規(guī)定適當(dāng)增加。,52,5.單筋截面設(shè)計(jì)及校核舉例（P280） 設(shè)計(jì)受彎構(gòu)件時(shí)，一般僅須對(duì)控制截面進(jìn)行受彎承載力計(jì)算。 所謂控制截面，在等截面構(gòu)件中一般是指彎矩設(shè)計(jì)值最大的截面；在變截面構(gòu)件中則是指截面尺寸相對(duì)較小，而彎矩相對(duì)較大的截面。 基本計(jì)算公式的應(yīng)用有

13、兩種情況：截面設(shè)計(jì)和截面校核。,53,關(guān)于截面尺寸的確定，按照構(gòu)件的高跨比來(lái)估計(jì)。 當(dāng)材料與截面的尺寸確定后，基本公式中有兩個(gè)未知量 和 ，通過(guò)解方程即可求的所需鋼筋面積 。,54,55,56,57,58,59,60,九 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件 正截面承載力計(jì)算 1雙筋矩形截面的概念及應(yīng)用 在截面受拉區(qū)和受壓區(qū)同時(shí)按計(jì)算配置受力鋼筋的受彎構(gòu)件。 使用條件：當(dāng)截面承受的彎矩較大，而截面尺寸受到使用條件的限制，不允許繼續(xù)加大，混凝土強(qiáng)度等級(jí)也不宜提高時(shí)，則應(yīng)采用雙筋截面，使破壞時(shí)受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度而受壓混凝土尚不致過(guò)早被壓碎。,61,此外，在某些構(gòu)件的截面中，不同荷載作用情況下可能產(chǎn)生變號(hào)彎矩

14、（風(fēng)力和地震力作用下的框架橫梁），為了承受正負(fù)彎矩分別作用時(shí)截面出現(xiàn)的拉力，需在梁截面的頂部及底部均配置鋼筋，則截面便成為雙筋截面。 特點(diǎn)：在一般情況下采用受壓鋼筋來(lái)承受截面的部分壓力是不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)避免采用，但雙筋梁可以提高截面的延性及減少使用階段的變形。,62,2受壓鋼筋的應(yīng)力 受力特點(diǎn)和破壞特征與單筋截面相似。 試驗(yàn)研究表明，只要滿足 時(shí)，雙筋截面的破壞仍為受拉鋼筋首先到達(dá)屈服，然后經(jīng)歷一般變形過(guò)程之后，受壓區(qū)混凝土壓碎，具有適筋梁的塑性破壞特征。因此，在建立截面受彎承載力計(jì)算公式時(shí)，受壓區(qū)混凝土仍可采用等效矩形應(yīng)力圖形。而受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值尚待確定。,63,3. 基本計(jì)算公式與適用

15、條件 (1) 基本公式（P284）,（14-20）,（14-21）,64,65,雙筋矩形截面所承擔(dān)的彎矩設(shè)計(jì)值Mu可分為兩部分來(lái)考慮。第一部分是由受壓區(qū)混凝土和與其相應(yīng)的一部分受拉鋼筋A(yù)S1所形成的承載力設(shè)計(jì)值Mu1，相當(dāng)于單類筋矩形截面的受彎承載力，第二部分是由受壓鋼筋A(yù)S和與其相應(yīng)的另一部分受拉鋼筋A(yù)S2所形成的承載設(shè)計(jì)值Mu2。,66,(2) 適用條件 為防止出現(xiàn)超筋破壞，應(yīng)滿足 為保證受壓鋼筋達(dá)到抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，應(yīng)滿足 雙筋截面一般不會(huì)出現(xiàn)少筋破壞情況，故可不必驗(yàn)算最小配筋率。,67,其它情況： 在實(shí)際設(shè)計(jì)中若求得 時(shí)，則表明受壓鋼筋不能達(dá)到其抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度。規(guī)范規(guī)定取 ，即假設(shè)混凝土壓應(yīng)

16、力合力點(diǎn)與受壓鋼筋合力點(diǎn)相重合，對(duì)受壓鋼筋合力點(diǎn)取矩，可得正截面受彎承載力計(jì)算公式：,（14-22）,68,十 T形截面受彎構(gòu)件 正截面承載力計(jì)算 T形截面由翼緣和梁肋兩部分組成?？梢哉J(rèn)為是由矩形截面演變而成，即將矩形截面不參加工作的受拉區(qū)兩側(cè)的混凝土挖去而形成梁肋，因此，既節(jié)省了混凝土，又減輕了自重。 在實(shí)際工程中T形截面受彎構(gòu)件應(yīng)用廣泛，預(yù)制構(gòu)件有吊車梁、薄腹梁、槽形板、空心板等；現(xiàn)澆構(gòu)件主要有肋形樓蓋中的主梁和次梁等。,69,70,T形截面梁翼緣的計(jì)算寬度 T形截面梁翼緣內(nèi)的壓應(yīng)力分布不均勻，且分布寬度與多種因素有關(guān)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常采用與實(shí)際分布情況等效的翼緣寬度，稱為翼緣的計(jì)算寬度或

17、有效寬度。,71,72,P284表14-7,73,1基本公式（P287） 兩類形截面的判別 根據(jù)中和軸所在位置不同可分為兩種類型： 第一類 中和軸在翼緣內(nèi)； 第二類 中和軸在梁肋中。,74,75,（1）判別式 兩類T形截面的判別式，取中和軸在翼緣下面的臨界狀況，即 時(shí) 由平衡條件,76,可得式： 若符合截面時(shí),已知 ，其判別式為,77,（2）第一類T形截面計(jì)算公式 第一類形截面承載力與截面寬度為bf的矩形截面完全相同。,78,79,適用條件： 或 一般均能滿足。 其中 為肋寬。,80,注意：由于肋寬為b、高度為h 的素混凝土形梁的受彎承載力比截面為bh 的矩形截面素混凝土梁的受彎承載力大不了多

18、少，故形截面的配筋率按矩形截面的公式計(jì)算，即式中b 為肋寬。,81,（3）第二類T形截面計(jì)算公式,82,適用條件 或xbh0。 min。 第二類形截面的配筋較多，一般不會(huì)出現(xiàn)少筋情況，故可不驗(yàn)算該條件。,83,2.基本公式的應(yīng)用（P288） T形截面受彎構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算也可分為判斷截面類型和截面設(shè)計(jì)兩類問(wèn)題，,84,85,86,(2) 截面設(shè)計(jì) 已知彎矩設(shè)計(jì)值M，混凝土強(qiáng)度等級(jí)，鋼筋級(jí)別，截面尺寸,求受拉鋼筋截面面積As,87,計(jì)算時(shí)應(yīng)先判斷截面類型，對(duì)不同類型進(jìn)行不同的計(jì)算。 第一種類型：滿足下列判別條件 則其計(jì)算方法與 的單筋矩形截面梁完全相同，不同的是應(yīng)注意最小配筋率驗(yàn)算時(shí)截面寬度

19、的取值。,88,第二種類型：滿足下列判別條件 在基本計(jì)算公式中，有及兩個(gè)未知數(shù)，可用方程組直接求解。也可用簡(jiǎn)化計(jì)算方法。,89,計(jì)算過(guò)程如下： 查表，計(jì)算各類參數(shù)； ； 查表得 ； 若求得 ，則 否則應(yīng)加大截面，或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，或采用雙筋梁。,90,91,十一、受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 （P290） 受彎構(gòu)件在彎矩作用下將出現(xiàn)垂直裂縫，垂直裂縫的發(fā)展導(dǎo)致正截面破壞，保證正截面承載力的主要措施是在構(gòu)件內(nèi)配置適當(dāng)?shù)目v向受力鋼筋。 而在受彎構(gòu)件的支座附近區(qū)段，不僅有彎矩作用，同時(shí)還有較大的剪力作用，該區(qū)段稱為剪彎段。在剪力和彎矩的共同作用下，剪彎段內(nèi)的主拉應(yīng)力將使構(gòu)件在支座附近區(qū)段出現(xiàn)斜裂縫；

20、斜裂縫的發(fā)展最終可導(dǎo)致斜截面破壞。與正截面破壞相比，斜截面破壞普遍帶有脆性性質(zhì)。,92,93,為了防止斜截面破壞，應(yīng)當(dāng)使構(gòu)件具有合理的截面尺寸和合理的配筋構(gòu)造并在梁中配置必要的箍筋（板由于所受剪力很小，一般靠混凝土即足以抵抗，故一般不需要在板內(nèi)配置箍筋） 當(dāng)梁承受的剪力較大時(shí)，在優(yōu)先采用箍筋的前提下，還可利用梁內(nèi)跨中的部分受拉鋼筋在支座附近彎起以承擔(dān)部分剪力，稱之為彎起鋼筋，箍筋和彎起鋼筋統(tǒng)稱為腹筋。,94,95,1. 梁斜截面承載力計(jì)算 剪跨比: 無(wú)量綱參數(shù)，反映了集中荷載作用位置的彎矩和剪力的相對(duì)值。按下式計(jì)算： 式中： M，V分別為梁計(jì)算截面所承受的彎 矩和剪力；,96,在矩形截面簡(jiǎn)支梁

21、的集中荷載作用處，彎矩 ；剪力 ， 由 ，通常把集中荷載位置至支座之間的距離 稱為剪跨，它與截面有效高度 之比，稱為計(jì)算剪跨比：,97,無(wú)腹筋梁斜截面主要有三種破壞形態(tài)： （1）斜拉破壞（圖14-17（c） 剪跨比較大（一般3）且腹筋配置過(guò)少時(shí)，裂縫一旦出現(xiàn)，該裂縫往往成為臨界斜裂縫迅速向集中荷載作用點(diǎn)延伸，將梁沿斜裂縫辟成兩部分（箍筋被拉斷）而導(dǎo)致梁的破壞。斜拉破壞實(shí)際上是混凝土被拉壞。 整個(gè)斜拉破壞的過(guò)程急速而突然，破壞荷載與出現(xiàn)裂縫時(shí)的荷載相當(dāng)接近。破壞前梁的變形很小，且往往只有一條斜裂縫。破壞具有明顯的脆性。,98,（2）剪壓破壞（圖14-17（b） 當(dāng)剪跨比適中（一般13）或配箍量適

22、當(dāng)、箍筋間距不大時(shí)常發(fā)生剪壓破壞。 破壞特征：隨著荷載的增加，首先在彎剪段出現(xiàn)垂直裂縫，隨后斜向延伸形成斜裂縫；而后其中的一條斜裂縫發(fā)展為延伸較長(zhǎng)，開展較寬的主要斜裂縫，稱為“臨界斜裂縫”；隨著荷載的增加，斜裂縫向荷載作用點(diǎn)緩慢發(fā)展，剪壓區(qū)高度逐漸減小斜裂縫寬度逐漸變大，最后剪壓區(qū)混凝土被壓碎，梁?jiǎn)适С休d能力,99,剪壓破壞有一定的預(yù)兆，破壞時(shí)箍筋屈服，破壞荷載比出現(xiàn)裂縫時(shí)的荷載高，承載力隨配箍量的增大而增大。但與適筋梁的正截面破壞相比，剪壓破壞仍屬于脆性破壞。,100,（3）斜壓破壞（圖14-17（a） 這種破壞發(fā)生在剪跨比很小（通常1），配置腹筋較多或腹板寬度較窄的T形梁或I形梁上。 破壞

23、過(guò)程是首先在荷載作用點(diǎn)與支座間的梁腹部出現(xiàn)若干條平行的斜裂縫（即腹剪型斜裂縫）；隨著荷載的增加，梁腹被這些斜裂縫分割為若干斜向“短柱”，最后因混凝土短柱被壓碎而破壞。此時(shí)腹筋往往達(dá)不到屈服強(qiáng)度，變形很小，屬脆性破壞。,101,結(jié)論：剪壓破壞通過(guò)計(jì)算避免，斜壓破壞和斜拉破壞分別通過(guò)采用截面限制條件與按構(gòu)造要求配置箍筋來(lái)防止。剪壓破壞形態(tài)是建立斜截面受剪承載力計(jì)算公式的依據(jù)。 除上述主要形態(tài)外，還可能發(fā)生縱筋的錨固破壞或局部擠壓破壞等破壞形態(tài)。,102,2.影響斜截面抗剪承載力的主要因素 (1) 剪跨比 當(dāng)3時(shí)，斜截面受剪承載力隨增大而減小。當(dāng)3時(shí)，其影響不明顯。 (2) 混凝土強(qiáng)度 斜截面破壞是

24、因混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度而發(fā)生的，混凝土強(qiáng)度越高，受剪承載力越大。,103,(3) 配箍率sv (P291) 式中： Asv 配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截 面面積：Asv nAsv1，其中n為箍筋肢 數(shù)，Asv1 為單肢箍筋的截面面積； b 矩形截面的寬度，T形、I形截面的腹 板寬度； s 沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向的箍筋間距。 梁的斜截面受剪承載力與sv呈線性關(guān)系，受剪承載力隨sv增大而增大。,104,(4) 縱向鋼筋配筋率 縱筋受剪產(chǎn)生銷栓力，可以限制斜裂縫的開展。梁的斜截面受剪承載力隨縱向鋼筋配筋率增大而提高。 除上述因素外，截面形狀、荷載種類和作用方式等對(duì)斜截面受剪承載力都有影響。 在影響斜截面受

25、剪承載力諸因素中，剪跨比、配箍率sv 是最主要的因素。,105,3. 斜截面受剪承載力計(jì)算（P292） （1）計(jì)算公式 影響梁斜截面受剪承載力的因素很多。對(duì)于常見的剪壓破壞，規(guī)范依據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，分析影響梁受剪的主要因素，采用半理論半經(jīng)驗(yàn)的實(shí)用計(jì)算公式，作為斜截面受剪承載力的計(jì)算公式；其他的斜壓破壞及斜拉破壞，可通過(guò)一定的構(gòu)造措施來(lái)避免發(fā)生。,106,混凝土規(guī)范給出了以下斜截面受剪承載力計(jì)算公式。 1）僅配箍筋的受彎構(gòu)件。 矩形、T形及I形截面一般受彎構(gòu)件 集中荷載作用下（包括作用多種荷載，其中集中荷載對(duì)支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75%以上的情況）矩形截面獨(dú)立梁，,（14-32）

26、,（14-33）,107,式中： ft 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； Asv配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積： Asv nAsv1，其中n為箍筋肢數(shù)，Asv1 為單肢箍筋的截面面積； fyv 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 計(jì)算截面的剪跨比?？扇?為計(jì)算截面至支座截面（或節(jié)點(diǎn)邊緣）的距離；當(dāng)1.5時(shí)，取 =1.5；當(dāng)3 時(shí)，取= 3；計(jì)算截面至支座之間的箍筋，應(yīng)均勻配置。,108,2）同時(shí)配置箍筋和彎起鋼筋的受彎構(gòu)件。 彎起鋼筋的作用 與斜裂縫相交的彎起鋼筋所起的作用與箍筋相似。當(dāng)支座附近剪力較大時(shí)，除配置箍筋外，也配置彎起鋼筋承擔(dān)部分剪力。彎起鋼筋通常由跨中的部分縱向受拉鋼筋在支座附近直接彎起。,

27、109,彎起鋼筋受剪承載力 式中 彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 彎起鋼筋的截面面積； 彎起鋼筋與梁軸線的夾角，一般取45；當(dāng)梁高700時(shí)，取60。 系數(shù)0.8是對(duì)彎起鋼筋受剪承載力的折減，考慮靠近剪壓區(qū)的彎起鋼筋在斜截面破壞時(shí)可能達(dá)不到鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。,（14-34）,110,對(duì)矩形、T形和I形截面的一般受彎構(gòu)件，當(dāng)配有箍筋和彎起鋼筋時(shí)，其斜截面的受剪承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算 對(duì)集中荷載作用下的獨(dú)立梁（包括作用有多種荷載，且其中集中荷載對(duì)支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力占總剪力的75%以上的情況），改按下式計(jì)算,（14-35）,（14-36）,111,式中： V配置彎起鋼筋處截面剪力設(shè)計(jì)值，當(dāng)計(jì)

28、算第一排（對(duì)支座而言）彎起鋼筋時(shí)，取用支座邊緣處的剪力值；當(dāng)計(jì)算以后的每一排彎起鋼筋時(shí)取用前一排（對(duì)支座而言）彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的剪力值。,112,（2）公式適用條件 梁的斜截面受剪承載力計(jì)算式是以剪壓破壞為模式建立的，斜拉及斜壓破壞，由構(gòu)造措施防止其發(fā)生，因此規(guī)定了公式使用時(shí)的上限及下限。,113,）上限值最小截面尺寸。 當(dāng)構(gòu)件截面過(guò)小，箍筋配置較多時(shí)發(fā)生斜壓破壞，破壞時(shí)梁腹部的混凝土被壓碎，箍筋不屈服，其受剪承載力主要取決于混凝土強(qiáng)度、梁的腹板寬度和截面有效高度。一般情況下只要避免配筋率過(guò)高（即截面尺寸過(guò)小），就可防止斜壓破壞的發(fā)生。,114,規(guī)范規(guī)定了上限值，矩形、T形和I形截面的受彎構(gòu)件

29、，其受剪截面應(yīng)符合下列條件：當(dāng) 當(dāng)hw/h0 4.0（一般梁）時(shí) 當(dāng)hw/h0 6.0（薄腹梁）時(shí) 當(dāng)4.0 hw/h0 6.0時(shí)，按直線內(nèi)插法取用。 式中b 矩形截面寬度，T形和I形截面的腹板寬度； hw 截面的腹板高度。矩形截面取有效高度h0,（14-37）,（14-38）,115,c混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí) C50時(shí)，c =1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C80時(shí)，c=0.8；其間按直線內(nèi)插法取用。 在設(shè)計(jì)時(shí)，如果不能滿足要求，必須加大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，直到滿足為止。,116,2）下限值最小配箍率和箍筋最大間距。 試驗(yàn)表明，若箍筋的配箍率過(guò)小或箍筋間距過(guò)大，則在斜裂縫

30、出現(xiàn)后可導(dǎo)致斜拉破壞的發(fā)生。為了避免出現(xiàn)斜拉破壞，構(gòu)件配箍率應(yīng)滿足： 并規(guī)定了箍筋間距不宜超過(guò)最大間距。,（14-40）,117,（課本P295表14-8）,118,（3）計(jì)算位置 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算時(shí)的計(jì)算位置是彎矩最大處的截面，斜截面受剪承載力計(jì)算時(shí)，其計(jì)算位置應(yīng)為剪力最大或截面改變處（包括截面尺寸或配筋改變處）按下列規(guī)定采用：,119,1) 支座邊緣處的截面,此處剪力值一般最大； 2) 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面,此處受剪承載力有變化； 3) 箍筋間距或截面面積改變處的截面,同樣，此處受剪承載力有變化； 4) 腹板寬度改變處的截面，腹板寬度變小，受剪承載力受到影響。,120,4

31、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟（箍筋配筋計(jì)算舉例）（P294） (1)截面設(shè)計(jì) 當(dāng)已知剪力設(shè)計(jì)值V，材料強(qiáng)度和截面尺寸，要求確定箍筋和彎起鋼筋的數(shù)量，其計(jì)算步驟可歸納如下 1）復(fù)核截面尺寸是否滿足要求。 梁的截面以及縱向鋼筋通常已由正截面承載力計(jì)算初步選定，在進(jìn)行受剪承載力計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)按公式復(fù)核梁截面尺寸，當(dāng)不滿足要求時(shí)，應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。,121,2）判別是否需要按計(jì)算配置腹筋 若梁承受的剪力設(shè)計(jì)值滿足 或 ，則可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算，而僅需根據(jù)最小配箍率并滿足箍筋最大間距和最小直徑的構(gòu)造要求即可，否則，應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。,122,3）計(jì)算配置箍筋 當(dāng)剪力完全由混凝土和箍筋承擔(dān)時(shí)，箍

32、筋按下列公式計(jì)算： 對(duì)于矩形，I形、或T形截面的一般受彎構(gòu)件，可得： 對(duì)集中荷載作用下的獨(dú)立梁（包括作用有多種荷載，且其中集中荷載對(duì)支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力占總剪力的75%以上的情況），可得,（14-43）,（14-44）,123,計(jì)算出 后，可先確定箍筋的肢數(shù)（一般常用雙肢箍，即n=2）和箍筋間距，然后便可確定箍筋的截面面積 和箍筋的直徑。也可先確定單肢箍筋的截面面積 和肢數(shù)n，然后求出箍筋的間距，注意選用的箍筋直徑和間距應(yīng)滿足構(gòu)造規(guī)定。,124,4）計(jì)算彎起鋼筋 當(dāng)需要配置彎起鋼筋與混凝土和箍筋共同承受剪力時(shí)，一般可先選定箍筋的直徑和間距，并按（14-42）式或（14-43）式計(jì)算出

33、 ，再由下式計(jì)算彎起鋼筋的截面面積，即 也可以先選定彎起鋼筋的截面面積 ，由（14-45）式或（14-46）式求出 ，再按只配箍筋的方法計(jì)算箍筋。,125,(2) 截面校核 當(dāng)已知材料強(qiáng)度、截面尺寸、配箍數(shù)量以及彎起鋼筋的截面面積，要求校核斜截面所能承受的剪力時(shí)，只要將各已知數(shù)據(jù)代入（14-42）式或（14-43）式，即可求得解答。但應(yīng)注意按（14-47）式或（14-48）復(fù)核梁截面尺寸以及配箍率，并檢驗(yàn)已配的箍筋直徑和間距是否滿足構(gòu)造規(guī)定。,126,1.縱向鋼筋的錨固 伸入支座的縱向鋼筋應(yīng)有足夠的錨固長(zhǎng)度，否則鋼筋與混凝土的相對(duì)滑移將使斜裂縫寬度顯著增大，甚至將縱向鋼筋拔出，發(fā)生粘結(jié)錨固破壞

34、。 (1) 伸入支座的縱向鋼筋的數(shù)量要求 伸入梁支座范圍內(nèi)的縱向受力鋼筋根數(shù)，當(dāng)梁寬 時(shí)，不宜少于兩根；當(dāng)梁寬 時(shí)，可為一根。,十二、梁中鋼筋的錨固、彎起與截?cái)啵≒298）,127,(2) 縱向鋼筋在簡(jiǎn)支支座處的錨固,128,錨固長(zhǎng)度不足時(shí)的措施 將縱向受力鋼筋的端部彎起，或采取附加錨固措施，如在鋼筋上加焊錨固鋼板將或鋼筋端部焊接在梁端的預(yù)埋件上等。,129,2、縱向鋼筋的彎起和截?cái)啵≒299） 1）. 斜截面受彎破壞的概念 混凝土梁除了可能沿斜截面發(fā)生受剪破壞外，還可能沿斜截面發(fā)生受彎破壞。 在未出現(xiàn)斜裂縫時(shí)，s處 的縱筋應(yīng)力由該處的彎 矩所確定，但出現(xiàn)斜裂 縫st后，s處的縱筋應(yīng)力 則由斜

35、裂縫頂端處的彎 矩所確定，顯然MtMs。,130,在實(shí)際工程中，一部分縱筋有時(shí)要彎起，有時(shí)要截?cái)?，這時(shí)截面所余的縱筋雖然能抵抗正截面彎矩，卻有可能抵抗不了斜截面彎矩，縱筋發(fā)生屈服，導(dǎo)致斜截面受彎破壞。因此，需要掌握如何根據(jù)正截面和斜截面的受彎承載力來(lái)確定縱筋的彎起點(diǎn)和截?cái)嗟奈恢谩?在設(shè)計(jì)中，這一問(wèn)題是由采用抵抗彎矩圖覆蓋設(shè)計(jì)彎矩圖的原則來(lái)解決的。同時(shí)還要保證鋼筋在支座處的有效錨固。,131,2）. 材料抵抗彎矩圖 （1）定義： 按構(gòu)件實(shí)際配置的鋼筋所繪出的各正截面所能承受的彎矩圖形稱為抵抗彎矩圖，也叫材料圖。 （2）繪制方法簡(jiǎn)介,132,圖中曲線表示設(shè)計(jì)彎矩圖，按照最大彎矩計(jì)算跨中截面需配置2

36、25+122的縱筋，這三根縱筋若都向兩邊直通到支座，則沿梁任一截面都能抵抗同樣大小的彎矩，水平線所示就是在該情況下的材料抵抗彎矩圖。,133,跨中的縱筋在C點(diǎn)和D點(diǎn)各將 122彎起以抵抗斜截面剪力。這樣在CD段有225+122的縱筋，材料抵抗彎矩圖為一水平直線。在AE和BF段（E、F為彎起鋼筋和梁軸線的交點(diǎn)）只有225的縱筋,抵抗彎矩顯然比CD段小，其值可近似地按縱筋的截面面積之比來(lái)確定.因此，在AE和BF段，材料抵抗彎矩圖可分別用水平直線ae和bf來(lái)表示。在EC和DF段，彎起的122逐漸靠近中和軸，所能抵抗的彎矩減小，至E和F點(diǎn)時(shí)為零，材料抵抗彎矩圖用斜線ec和df表示。,134,繪制抵抗彎

37、矩圖時(shí)，以與設(shè)計(jì)彎矩圖相同的比例，將每根鋼筋在各正截面上的抵抗彎矩繪在設(shè)計(jì)彎矩圖上，便可得到抵抗彎矩圖。 在縱向受力鋼筋既不彎起又不截?cái)嗟膮^(qū)段內(nèi)，抵抗彎矩圖是一條平行于梁縱軸線的直線。在縱向受力鋼筋彎起的范圍內(nèi)，抵抗彎矩圖為一條斜直線段，該斜線段始于鋼筋彎起點(diǎn)，終于彎起鋼筋與梁縱軸線的交點(diǎn)。,135,抵抗彎矩圖與承載力的關(guān)系 抵抗彎矩圖能包住設(shè)計(jì)彎矩圖，則表明沿梁長(zhǎng)各個(gè)截面的正截面受彎承載力是足夠的。抵抗彎矩圖越接近設(shè)計(jì)彎矩圖，則說(shuō)明設(shè)計(jì)越經(jīng)濟(jì)。 使抵抗彎矩圖能包住設(shè)計(jì)彎矩圖，只是保證了梁的正截面受彎承載力。實(shí)際上，縱向受力鋼筋的彎起與截?cái)噙€必須考慮梁的斜截面受彎承載力的要求。因此，施工時(shí)，鋼筋彎起和截?cái)辔恢帽仨殗?yán)格按照施工圖。,136,因此，為了節(jié)約鋼材可將一部分縱筋在受彎承載力不需要的地方彎起或截?cái)?。但?yīng)注意幾個(gè)問(wèn)題：保證正截面受彎承載力的要求；保證斜截面受彎承載力要求；保證鋼筋的粘結(jié)錨固要求。,137,3. 縱向鋼筋的彎起 （1）縱筋彎起點(diǎn)的位置 為了保證斜截面的受彎承載力，縱筋彎起點(diǎn)應(yīng)在按正截面受彎承載力計(jì)算該鋼筋強(qiáng)度被充分利用的截面（稱充分利用點(diǎn)）以外，其距離S1應(yīng)大于或等于0.5h0。,138,（2）縱筋彎終點(diǎn)的位置 為保證正截面的受彎承載力，必須使材料抵抗彎