【 回顾 】


M
? 破坏通常有 正截面 和 斜截面 两种形式
受弯构件破坏形式?
一、受弯构件斜截面受力性能
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
4.2.3 受弯构件斜截面计算
? 当主拉应力超过混凝土
复合受力下的抗拉强度
时,就会出现与主拉应
力迹线大致 垂直 的裂缝。
? 为抵抗主拉应力而采用
腹筋:
弯起钢筋、箍筋
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
二、无腹筋梁受力性能及计算
特点:裂缝中间宽两头窄
? 弯剪斜裂缝
? 腹剪斜裂缝
特点:裂缝下宽上窄
1.无腹筋梁斜裂缝类型
2.破坏时受力模型
? 剪压区剪应力和压应力明显增大;
? 与斜裂缝相交的纵筋应力突然增大。
拉杆 — 拱结构


M
剪弯区 纯弯区 剪弯

剪跨 a剪跨 a
3.无腹筋梁 斜截面破坏影响因素
0h
a??
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
a.剪跨比
c.混凝土强度
b.纵筋配筋率
0Vh
M??
? 集中荷载下的简支梁,
计算剪跨比为:
? 广义剪跨比:
d.加载方式,等
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
4.无腹筋梁 斜截面破坏的三种形式
超筋破坏
少筋破坏
适筋破坏
a.斜拉破坏
c.剪压破坏
b.斜压破坏
3??
? 抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度。
31 ???
1??
? 抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应
力下的抗压强度。
? 抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度。
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
5.无腹筋梁 承载力计算
070 bhf.VV thc ??? 41
0
8 0 0 /
h )h(??
? 一般板类受弯构件 —— 受均布荷载作用下的单向板和双向板,
及需要按单向板计算的构件。
? 集中荷载作用下的矩形,T形和 Ⅰ 形截面 独立梁
—— 作用有多种荷载,且集中荷载在支座截面所产生的剪力
值占总剪力值的 75%以上的情况。
001
751 bhf
.
.VV
tc ??? ? 0h
a??
0351,,?? ?
mmhmm 2000800 0 ??
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
三、有腹筋梁受力性能及计算
? 梁的剪力传递机构由原来
无腹筋梁的 拉杆 -拱传递机
构 转变为 桁架与拱的复合
传递机构 。
1.有腹筋梁 斜截面破坏影响因素
a.剪 跨比 ? b.配 箍率 rsv
剪跨比
配箍率
? <1 1< ?? <3 ? >3
无腹筋 斜压破坏 剪压破坏 斜拉破坏
r sv 很小 斜压破坏 剪压破坏 斜拉破坏
r sv 适量 斜压破坏 剪压破坏 剪压破坏
r sv 很大 斜压破坏 斜压破坏 斜压破坏
bs
nA
bs
A svsv
sv
1??r
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
sccs VVVV ???
2.有腹筋梁 承载力计算
a.仅有箍筋
? 矩形,T形和工形截面的一般受弯构件
? 集中荷载作用下的独立梁
00 25170 hs
Af.bhf.V sv
yvtcs ??
0001
751 h
s
Afbhf
.
.V sv
yvtcs ??? ?
sbcs VVV ??
b.箍筋和弯起筋 ?s inAf.V sbysb 80?
弯起角度??
截面面积同一截面内各肢箍筋全?? 1svsv nAA
筋截面面积同一弯起平面内弯起钢?sbA
0.8fyAsb
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
3,计算公式适用条件
a,上限值-截面最小尺寸
时,直线内插当
时,当
时,当
0640
2006
25004
0
0
.
b
h
.
bhf.V.
b
h
bhf.V.
b
h
w
cc
w
cc
w
??
??
??
?
?
b,下限值-最小配筋率
yv
t
,m insv f
f.240?r
?c为高强混凝土的强度折减系数
fcu,k ≤50N/mm2时,?c =1.0
fcu,k =80N/mm2时,?c =0.8
其间线性插值。
? 斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸
? 同时限定箍筋间距和直径
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
4,计算位置
⑴ 支座边缘截面 ( 1-1) ;
⑵ 腹板宽度改变处截面 ( 2-2) ;
⑶ 箍筋直径或间距改变处截面 ( 3-3) ;
⑷ 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面 ( 4-4) 。
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
5,配箍计算流程 已知 V,
b,h,fc,fyV,n,?
荷载形式
0250 bhf.V cc??
集中荷载


nf
bf.
nhf
bhf..V
s
A
yv
t
yv
t
sv 24001
751
0
0
1 ??
?
? ? nf bf.nhf,VVsA
yv
t
yv
csv 240
251 0
1 ???


s
Asv 1输出
070 bhf.VV tc ??
按构造配箍
加大 b,h或提高 fc
是 否
nf
bf
s
A
yv
tsv 2401,?
是 是
否 否
时当 04,?bh w
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5)
【 例题 1】
如图所示 T形梁,混凝土选用 C20,箍筋 I级。求支
座处箍筋配置?
222 210116920 mmNfImmNfmmNfC yvtc //.,/.,??? 级钢筋:;
4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
qk=100kN/m
4000
200
500
【 小结 】
?无腹筋受弯构件斜截面计算
?受弯构件斜截面破坏形式、特点
?仅有箍筋的斜截面计算
?同时有箍筋和弯起筋的斜截面计算
【 回顾 】
?受弯构件斜截面计算
?受弯构件正截面计算
syc Afbxf ?1?
?????? ??? 201 xhbxfMM cu ?
?????? ??? 20 xhAfMM syu
C = ?? f
c
bx
T
s
= s
s
A
s
M
?? f
c
x = ?? x
n
syAf
bxfC c1??
cf1?
x
20 xh ?
sccs VVVV ???
有箍筋计算:
1.矩形,T形和工形截面的
一般受弯构件:
2.集中荷载作用下的独立梁:
00 25170 hs
Af.bhf.V sv
yvtcs ??
0001
751 h
s
AfbhfV sv
yvtcs ???,
.
?
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
1,纵向钢筋的弯起
四、构造要求
抵抗弯矩图(材料图)
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
? 在满足正截面抗弯承载力的条件下, 依据抵抗弯矩图 ( 材料
图 ), 确定纵向钢筋的, 充分利用点, 和, 理论截断点, 。 再
按规范的要求, 确定 实际弯起点 和 实际截断点 ;
? 拉区钢筋不宜截断 。
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
? 箍筋和弯起筋 间距 符合构造要求;
? 弯起筋锚固长度,受拉区 不小于 20d,受压区 不小于 10d,光圆
钢筋设弯钩梁底两侧钢筋不弯起;
? 鸭筋 ( 吊筋 ) 必须将两端锚固在受压区, 不得采用 浮筋
s
s
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
2,纵向钢筋的截断和锚固
a.纵向钢筋的截断
b.钢筋的锚固
为使钢筋可靠锚固在混凝土中充分发挥抗拉作用, 而在伸入支座时保
持的一定长度, 称 锚固长度
? 受拉钢筋的锚固长度 (基本锚固长度 ):
? 受压钢筋的锚固长度:
? 钢筋在简支端的锚固:按构造 ( 表 4-14)
? 钢筋在中间支座的锚固,上部纵向筋应贯穿中间支座 ;下
部按构造 。
al70.
dffl
t
y
a ??
钢筋外形系数??
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.3 受弯构件斜截面计算 ( 1/)
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.4 受弯构件的变形 ( 1/)
4.2.4 受弯构件的变形、裂缝和耐久性
1.机理
裂缝出现基本停止新裂缝出现
裂缝宽度加大,微裂缝出现初始状态(无裂缝)
荷载趋于稳定
荷载增大加荷至
???? ??
??? ????? ?? cf
2.影响因素:
a.纵筋配筋率 配筋率越大, 裂缝宽度越小
b.纵筋直径 直径越小, 数量越多, 裂缝越小
c.纵筋表面形状 变形钢筋比光圆粘结力大, 裂缝小
d.保护层厚度 保护层越厚, 裂缝宽度越大
3.裂缝宽度验算:
limma x ?? ?
二、挠度验算
荷载挠度系数长期刚度 ???? SBaB lMSa ff,,lim,m a xm a x,20
一、裂缝宽度验算
三、混凝土结构的耐久性
? 耐久性 是指结构在预定设计工作寿命期内,在正常维护条件下,
不需要进行大修和加固满足,而满足正常使用和安全功能要求
的能力。
碳化
1,影响混凝土结构耐久性的因素
内部因素:
混凝土强度、渗透性、
保护层厚度、水泥品种、
标号和用量、外加剂,等
外部因素:
环境温度、湿度,CO2含量
侵蚀性介质,等
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.4 受弯构件的变形 ( 1/)
贵州铝厂-柱开胀
嘉裕关-结构梁腐蚀破坏
张掖-墙面
青海化工厂-桥柱
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.4 受弯构件的变形 ( 1/)
2,结构工作环境类别
? 混凝土结构的耐久性与结构工作的 环境 有密切关系。
? 同一结构在强腐蚀环境中要比一般大气环境中的使用寿命短。
? 对于不同环境,可以采取不同措施来保证结构使用寿命。
? 如在恶劣环境,一味增加混凝土保护层是不经济的,效果也不一
定好。可在构件表面采用防护涂层。
表 9 - 3 混凝土结构的使用环境类别
环境类别 说 明
一 室内正常环境;无侵蚀性介质、无高温高湿影响、不与土壤直接接触的环境
a 室内潮湿环境;露天环境;与无侵蚀性水及土壤直接接触的环境

b 寒冷及严寒地区的露天环境;与无侵蚀性水及土壤直接接触的环境
三 使用除冰盐的环境;严寒寒冷地区的水位变动区;滨海地区室外环境;
四 海洋环境(海水潮汐区;浪溅区;海水下环境)
五 受人为和自然的化学侵蚀性物质影响的环境
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.4 受弯构件的变形 ( 1/)
3,保证耐久性措施
a.最小保护层厚度
? 为保证耐久性和钢筋的粘结力,对一、二、三类环境一般建筑结构
(设计工作寿命 50年),,规范, 规定了最小混凝土保护层厚度。
? 对四、五类环境种的建筑结构,应按专门规定考虑。
? 当对结构设计工作寿命有更高要求时( 100年),混凝土保护层厚
度应 乘以 1.4或 采用表面防护, 定期维修 等措施。
b.混凝土的要求
? 耐久性的另一个重要方面是混凝土 密实性,因为密实性好对延缓混
凝土的碳化和钢筋锈蚀有很大作用。
? 提高混凝土密实性主要是 减小水灰比 和保证 水泥用量 。
? 若混凝土种 氯离子 含量过大,则会对钢筋锈蚀有 恶劣影响 。
4.2 钢筋混凝土受弯构件 ( 2/5) 4.2.4 受弯构件的变形 ( 1/)
c.裂缝控制
? 对于结构中使用 环境较差 的构件,宜设计成可更换或易更换的
构件 。
? 对于暴露在 侵蚀性环境 中的结构和构件,宜采用 带肋环氧涂层
钢筋,预应力钢筋应有防护措施。
? 采用有利提高耐久性的 高强混凝土 。
表 9 - 6 裂缝控制等级与裂缝宽度限值
钢筋混凝土结构 预应力混凝土结构 环境
类别 裂缝控制等级 最大裂缝宽度限值 裂缝控制等级 最大裂缝宽度限值
一 三 0, 3 三 0, 2
二 三 0, 2 二 ——
三 三 0, 2 一 ——
d.其他措施
?, 规范, 根据结构构件所处环境类别,钢筋种类对腐蚀的敏感
性,以及荷载作用时间,将裂缝控制分为三个等级。
【 小结 】
?防止受弯构件斜截面破坏的构造要求
?受弯构件的变形、裂缝和耐久性
材料图、充分利用点、实际截断点
裂缝宽度验算,limma x ?? ?
挠度验算,l i m,m a x,ff aa ?
耐久性