混凝土结构5受弯构件斜截面承载力计算课件.ppt

1、第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.1 斜裂缝的形成受弯构件在荷载作用下，受弯构件在荷载作用下，同时产生弯矩和剪力。同时产生弯矩和剪力。在弯矩区段，产生正截面在弯矩区段，产生正截面受弯破坏，受弯破坏，而在剪力较大的区段，则而在剪力较大的区段，则会产生斜截面受剪破坏。会产生斜截面受剪破坏。“强剪弱弯强剪弱弯”第五章第五章 受弯构件的斜截面承载力受弯构件的斜截面承载力5.1 5.1 概述概述5.1 5.1 概述概述弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝箍筋弯起钢筋腹筋第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.1 概 述5.2 无腹筋梁的受剪性能5.2 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态一

2、、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化VcVaVd斜裂缝出现后，受剪面积的减小斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大使受压区混凝土剪力增大(剪压区剪压区)第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.2 无腹筋梁的受剪性能一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化VcVaVd斜裂缝出现后，受剪面积的减小斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大使受压区混凝土剪力增大(剪压区剪压区)第五章 受弯构件斜截面受剪承载力斜裂缝出现前，支座附近截面斜裂缝出现前，支座附近截面a-a的钢筋应力的钢筋应力s ss与与Ma成正比；成正比；MaMb5

3、.2 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态5.2 无腹筋梁的受剪性能一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化一、斜裂缝出现后梁中受力状态的变化斜裂缝出现后，受剪面积的减小斜裂缝出现后，受剪面积的减小使受压区混凝土剪力增大使受压区混凝土剪力增大(剪压区剪压区)第五章 受弯构件斜截面受剪承载力斜裂缝出现前，支座附近截面斜裂缝出现前，支座附近截面a-a的钢筋应力的钢筋应力s ss与与Ma成正比成正比斜裂缝出现后，斜裂缝出现后，截面截面a-a 的钢筋的钢筋应力应力s ss取决于取决于临界斜裂缝顶点截面临界斜裂缝顶点截面b-bb-b处的处的Mb，即与即与Mb成正比成正比。因此，

4、斜裂缝出现使因此，斜裂缝出现使支座附近的支座附近的s ss与跨中截面的与跨中截面的s ss相近，相近，这对纵筋这对纵筋的锚固提出更高的要求。的锚固提出更高的要求。同时，销栓作同时，销栓作用用Vd使纵筋周围的使纵筋周围的混凝土产生混凝土产生撕裂裂缝撕裂裂缝，削弱混凝土，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。对纵筋的锚固作用。Vd，TaTbTbMaMb梁由原来的梁由原来的梁传力机制梁传力机制变成变成拉杆拱传力机制拉杆拱传力机制5.2 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面破坏形态三、斜截面受剪破坏的三种形态（无腹筋梁）三、斜截面受剪破坏的三种形态（无腹筋梁）0bhV00haVhM对集中

5、荷载简支梁对集中荷载简支梁剪跨比剪跨比Shear span ratio5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力h0a0VhMs20bhMs（3）剪跨比剪跨比 较大，较大，主压应力角度较主压应力角度较小，拱作用较小小，拱作用较小。剪力主要依靠拉应力剪力主要依靠拉应力（梁作用）（梁作用）传递到支座，传递到支座，一旦出现斜裂缝，就很快形成一旦出现斜裂缝，就很快形成临临界斜裂缝界斜裂缝，荷载传递路线被切断，荷载传递路线被切断，承载力急剧下降，脆性性质显著。承载力急剧下降，脆性性质显著。破坏是由于混凝土（斜向）拉坏破坏是由于混凝土（斜向）拉坏引起的，称为引起的，称为斜拉破坏斜拉破坏。斜

6、拉传力机构，取决于混凝土的斜拉传力机构，取决于混凝土的抗拉强度。抗拉强度。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力P f斜拉破坏斜拉破坏diagonal tension failure无腹筋斜拉破坏试验录像无腹筋斜拉破坏试验录像最后，拱顶处混凝土在剪应力和最后，拱顶处混凝土在剪应力和压应力的共同作用下，达到混凝土压应力的共同作用下，达到混凝土的复合受力下的强度而破坏的复合受力下的强度而破坏。部分拱作用部分拱作用，部分斜拉传递部分斜拉传递，取，取决于混凝土的复合应力下决于混凝土的复合应力下（剪压）（剪压）的强度。的强度。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力

7、P f（1 3）剪跨比较小，剪跨比较小，有一定拱作用有一定拱作用 斜裂缝出现后，部分荷载通斜裂缝出现后，部分荷载通过拱作用传递到支座，承载力过拱作用传递到支座，承载力没有很快丧失，荷载可以继续没有很快丧失，荷载可以继续增加，并出现其它斜裂缝。增加，并出现其它斜裂缝。剪压破坏剪压破坏shear compression failure无腹筋剪压破坏试验录像无腹筋剪压破坏试验录像（1）5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力剪跨比很小，剪跨比很小，拱作用很大拱作用很大。荷载主要通过拱作用传递到支座。荷载主要通过拱作用传递到支座。主压应力的方向沿支座与荷主压应力的方向沿支座与荷载作用

8、点的连线。载作用点的连线。最后拱上混凝土在斜向压应最后拱上混凝土在斜向压应力的作用下受压破坏力的作用下受压破坏。斜压传力机构，取决于混凝斜压传力机构，取决于混凝土的抗压强度。土的抗压强度。P f斜压破坏斜压破坏diagonal compression failure无腹筋斜压破坏试验录像无腹筋斜压破坏试验录像无腹筋梁的受剪破坏都是脆无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的性的斜拉破坏为受拉脆性破坏，斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；脆性性质最显著；斜压破坏为受压脆性破坏；斜压破坏为受压脆性破坏；剪压破坏界于受拉和受压剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏之间。脆性破坏之间。不同破坏形态的原因主要是不同破坏形

9、态的原因主要是由于传力路径的变化引起应由于传力路径的变化引起应力状态的不同而产生的。力状态的不同而产生的。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力P f斜压破坏剪压破坏斜拉破坏一、影响受剪承载力的因素一、影响受剪承载力的因素 剪跨比剪跨比 影响影响荷载传递机构荷载传递机构，从而直接影响到梁中的应从而直接影响到梁中的应力状态力状态剪跨比剪跨比 大，荷载主大，荷载主要依靠拉应力传递到支座要依靠拉应力传递到支座剪跨比剪跨比 小，荷载主小，荷载主要依靠压应力传递到支座要依靠压应力传递到支座5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.4 5.4 斜截面承载力计算公式斜

10、截面承载力计算公式剪跨比0bhfVtc(a)集中荷载5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力(b)均布荷载0bhfVtc剪跨比=L0/(4h)0.7间接加载间接加载，由于荷载传递方式的改变，即荷载通过横，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，这样即使在梁上部拉应力向支座传递，这样即使在名义剪跨比名义剪跨比较较小时，也会产生斜拉破坏。小时，也会产生斜拉破坏。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力 混凝土强度混凝土强度剪切破坏是由于混凝土达到复合应力（剪压）状态下强剪切破坏是由于混

11、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。度而发生的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。原规范原规范规范规范GBJ10-89取无腹筋梁的受剪承载力取无腹筋梁的受剪承载力Vu与与fc成正比，这在普通强度等级情况下近似成立。成正比，这在普通强度等级情况下近似成立。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破坏取决于只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于fc。而斜压破坏可认为

12、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。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力Vc/bh0(MPa)fcu(Mpa)5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力纵筋配筋率纵筋配筋率纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面积也越大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积积也越大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积还可限制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。还可限制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。截面形状截面形状T形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，形截面有受压翼缘，增加了剪

13、压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（20%），但对斜），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。压破坏的受剪承载力并没有提高。尺寸效应尺寸效应梁高度很大时，撕裂裂缝比较明显，销栓作用梁高度很大时，撕裂裂缝比较明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也较大，削弱了骨料咬合作用。试验表大大降低，斜裂缝宽度也较大，削弱了骨料咬合作用。试验表明，在保持参明，在保持参数数fc、r r、相同的情况下，相同的情况下，截面尺寸增加截面尺寸增加4倍，受倍，受剪承载力降低剪承载力降低25%30%。对于高度较大的。对于高度较大的梁，配置梁腹纵筋，梁，配置梁腹纵筋，可控制

14、斜裂缝的开展。可控制斜裂缝的开展。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。5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力ccfVrs5.2 无腹筋梁的受剪性能第五章 受弯构件斜截面受剪承载力二、无腹筋梁受剪承载力的计算二、无腹筋梁受剪承载力的计算 影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑，而且受剪破坏影响受剪承载力的因素很多，很难综合考虑，而且受剪破坏都是脆性的。都是脆性的。规范规范根据大量的试验结果，根据大量的试验结果，取具有一定可靠度取具有一定可靠度（95%）的的偏下限经验公式偏下限经验公式来计算受剪承载力来计算受剪承载力。矩形、矩形、T T形和工形截面的

15、一般受弯构件形和工形截面的一般受弯构件新规范：Vc=0.7 ftbh0原规范：Vc=0.07fcbh06.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力 上式相当于受均布荷载作用的不同上式相当于受均布荷载作用的不同l0/h的简支梁、连续梁试的简支梁、连续梁试验结果的偏下限，接近斜裂缝开裂荷载，因此当剪力设计值验结果的偏下限，接近斜裂缝开裂荷载，因此当剪力设计值小于该值时，不会产生受剪破坏，小于该值时，不会产生受剪破坏，同时在使用荷载下一般不同时在使用荷载下一般不会出现斜裂缝。会出现斜裂缝。0bhfVtc剪跨比=L0/(4h)0.76.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载

16、力集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁 对于不与楼板整浇的独立梁，对于不与楼板整浇的独立梁，在集中荷载下，或同时作用多在集中荷载下，或同时作用多种荷载时，其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的种荷载时，其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的75%以上时，以上时，新规范：00.175.1bhfVtc当剪跨比当剪跨比 3.0，取取 =3.0，且支座到计，且支座到计算截面之间均应配置箍筋。算截面之间均应配置箍筋。无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的，其应用范围有严格的限制。无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的，其应用范围有严格的限制。规范规范仅对仅对h150的小梁（如过梁、檩条）可采用无腹筋。的小梁

17、（如过梁、檩条）可采用无腹筋。6.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力05.12.0bhfVcc原规范：0bhfVtc剪跨比6.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.2 无腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力需要说明的是需要说明的是：以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。实际无腹筋梁不允许采用实际无腹筋梁不允许采用规范规范中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般单向板类构中仅给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般单向板类构件的受剪承载力计算公式件的受剪承载力计算公式Vc=0.7bh ftbh04/10

18、800hhb当当h0小于小于800mm时取时取h0=800mm当当h02000mm时取时取h0=2000mm三、有腹筋梁的受剪性能三、有腹筋梁的受剪性能 梁中配置箍筋，出现斜裂缝梁中配置箍筋，出现斜裂缝后，梁的剪力传递机构由原来后，梁的剪力传递机构由原来无腹筋梁的无腹筋梁的拉杆拱传递机构拉杆拱传递机构转转变为变为桁架与拱的复合传递机构桁架与拱的复合传递机构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腹杆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混凝土相当于受压弦杆凝土相当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

19、凝土传来的箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆，增加了混荷载悬吊到受压弦杆，增加了混凝土传递受压的作用凝土传递受压的作用斜裂缝间的骨料咬合作用，还斜裂缝间的骨料咬合作用，还将一部分荷载传递到支座（拱作将一部分荷载传递到支座（拱作用）用）6.3 有腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力（一）箍筋的作用（一）箍筋的作用 斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，增强了梁的剪力传递能增强了梁的剪力传递能力力；箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，使使Vc增加，增加，骨料咬合力骨料咬合力Va也增加；也增加；吊住纵筋

20、，延缓了撕裂裂缝的开展，吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，增强了纵筋销栓作用增强了纵筋销栓作用Vd；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力使斜裂缝出现后纵筋应力s ss 的增量的增量减小；减小；配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响，也不能提高斜压破坏配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响，也不能提高斜压破坏的承载力，的承载力，即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大剪跨比情况，箍筋配置如果超过某一限值，则产生斜压杆压剪跨比情况，箍筋配置如果超过某一限值，则产生斜压杆压坏，继续增加箍筋没有作用。坏，继续增加箍筋没有作用。6.3 有腹筋梁

21、的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力（二）破坏形态（二）破坏形态影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比剪跨比 bsnAbsAsvsvsv1r 剪跨比 配箍率11 3无腹筋rsv很小rsv适量rsv很大 剪跨比 配箍率11 3无腹筋斜压破坏剪压破坏斜拉破坏rsv很小斜压破坏剪压破坏斜拉破坏rsv适量斜压破坏剪压破坏剪压破坏rsv很大斜压破坏斜压破坏斜压破坏6.3 有腹筋梁的受剪性能第六章 受弯构件斜截面受剪承载力和和配箍率配箍率r rsv箍筋适量梁受剪破坏试验录像箍筋适量梁受剪破坏试验录像箍筋较少梁受剪破坏试验录像箍筋较少梁受剪破坏试验录像箍筋较多梁受剪破坏

22、试验录像箍筋较多梁受剪破坏试验录像四四 受剪承载力的计算受剪承载力的计算（一）计算公式（一）计算公式00.10.50.5ABbzfVcucyvsvffr混凝土抗剪桁架抗剪scuVVVVc为无腹筋梁的承载力为无腹筋梁的承载力考虑到配置箍筋后尺寸效考虑到配置箍筋后尺寸效应的影响减小，以及纵向应的影响减小，以及纵向钢筋的影响并不是很大。钢筋的影响并不是很大。6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力矩形、矩形、T T形和工形截面的一般受弯构件形和工形截面的一般受弯构件0025.17.0hsAfbhfVsvyvtu新规范：集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁新规范：000.10.1

23、75.1hsAfbhfVsvyvtu005.107.0hsAfbhfVsvyvcu原规范：0025.15.12.0hsAfbhfVsvyvcu原规范：6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力0.702.500bhfVtursvfyv/ft6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力矩形、矩形、T T形和工形截面的一般受弯构件形和工形截面的一般受弯构件0bhfVtu=3.0=1.5rsvfyv/ft6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁（二）截面限制条件（二）截面限制条件 当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜

24、压杆混凝土已当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。规范规范是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏受剪截面应符合下列截面限制条件，受剪截面应符合下列截面限制条件，当4bhw时，025.0bhfVccb当6bhw时，020.0bhfVccb当64bhw时，按直线内插法取用。b bc

25、为高强混凝土的强度折减为高强混凝土的强度折减系数，当系数，当fcu,k 50N/mm2时，时，b bc=1.0，当，当fcu,k=80N/mm2时时b bc=0.8，其间线性插值。，其间线性插值。6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力（二）截面限制条件（二）截面限制条件6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力hw截面腹板高度截面腹板高度矩形截面取矩形截面取hw=h0 T形截面取形截面取hw=h0-hf 工形截面取工形截面取hw=h0-hf-hfb为矩形截面的宽度为矩形截面的宽度 或或T形截面和工形截面的形截面和工形截面的腹板宽度腹板宽度当4bhw时，025.0bh

26、fVccb当6bhw时，020.0bhfVccb当640.7ftbh0时，时，配箍率应满足配箍率应满足yvtsvsvsvffbsA24.0min,rr第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算表 5-2 梁中箍筋最大间距 smax(mm)梁高 h(mm)V0.7ftbh0 V0.7ftbh0 150h300 150 200 300h500 200 300 500800 300 400 表 5-3 梁中箍筋最小直径(mm)梁高 h(mm)箍筋直径 h250 250800 4 6 8 （四）受剪计算斜截面（四）受剪计算斜截面 支座边

27、缘截面（支座边缘截面（1-1）；）；腹板宽度改变处截面（腹板宽度改变处截面（2-2）；）；箍筋直径或间距改变处截面（箍筋直径或间距改变处截面（3-3）；）；受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。）。第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算（五）仅配箍筋梁的设计计算（五）仅配箍筋梁的设计计算第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算 钢筋混凝土梁一般先进行正截面承载力设计，初步确定截面尺钢筋混凝土梁一般先进行正截面承载力设计，初步确定截面尺寸和纵向钢筋后，再进行斜截面受剪承载力设计计算。寸和纵向钢筋后，再进行斜截面受剪承载力设计计算。具体

28、计算步骤如下：具体计算步骤如下：验算截面限制条件，如不满足验算截面限制条件，如不满足 如如VV0.7ftbh0 0025.17.0hfbhfVsAyvtsv000.175.1hfbhfVsAyvtsv一般受弯构件一般受弯构件集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁 根据根据Asv/s计算值确定箍筋肢数、直径和间距，并应满足最计算值确定箍筋肢数、直径和间距，并应满足最小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求。小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求。（六）弯起钢筋（六）弯起钢筋 当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂缝相交来提高受剪承当剪力较大时，可利用纵筋弯起与斜裂缝相交来提高受剪承载力。

29、载力。0.8fyAsbsin8.0sbycsuAfVV 为弯起钢筋与构件轴线的夹角，为弯起钢筋与构件轴线的夹角，一般取一般取4560。第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算sin8.011ycssbfVVAsin8.022ycssbfVVA 为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂缝，使弯筋不为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂缝，使弯筋不能发挥作用，能发挥作用，规范规范规定当按计算要求配置弯筋时，规定当按计算要求配置弯筋时，前一排前一排弯起点至后一排弯终点的距离不应大于表中弯起点至后一排弯终点的距离不应大于表中V0.7ftbh0栏的最大栏的最大箍筋间距箍筋间距smax

30、的规定。的规定。第六章 受弯构件斜截面受剪承载力6.4 受剪承载力计算一、概一、概 述述受弯构件受弯构件正截面受弯承载力正截面受弯承载力和和斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力的计算中，的计算中，钢筋强度的充分发挥是建立在钢筋强度的充分发挥是建立在可靠的配筋构造基础上的可靠的配筋构造基础上的。配筋构造配筋构造是计算模型和构件受力的是计算模型和构件受力的必要条件必要条件（如双筋梁，（如双筋梁，箍筋的构造要求是保证受压钢筋强度发挥的必要条件）箍筋的构造要求是保证受压钢筋强度发挥的必要条件）没有可靠的配筋构造，计算模型和构件受力就不可能成立没有可靠的配筋构造，计算模型和构件受力就不可能成立配筋构造与计算

31、设计同等重要配筋构造与计算设计同等重要。由于疏忽配筋构造而造成。由于疏忽配筋构造而造成工程事故的情况是很多的。工程事故的情况是很多的。故切不可重计算，轻构造故切不可重计算，轻构造。5.3 粘结、锚固及钢筋布置Bond,Anchorage and Details of Reinforcement第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.1 概 述无粘结梁第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.1 概 述s ss=0端部有锚固无粘结梁s ss=常数常数第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结laM 图Mmax钢筋截断第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结laM 图Mma

32、x钢筋截断2251222251225.3.2 5.3.2 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能一、粘结的概念一、粘结的概念钢筋与混凝土间具有足够的粘结是保证钢筋与混钢筋与混凝土间具有足够的粘结是保证钢筋与混凝土共同受力变形的基本前提。凝土共同受力变形的基本前提。通过钢筋与混凝土界面的粘结应力通过钢筋与混凝土界面的粘结应力(bond stress)，可以实现钢筋与混凝土之间的应力传递，从而使可以实现钢筋与混凝土之间的应力传递，从而使两种材料可以结合在一起共同工作。两种材料可以结合在一起共同工作。粘结应力通常是指钢筋与混凝土界面间的剪应力。粘结应力通常是指钢筋与混凝土界面间的剪应力。钢钢-

33、混凝土组合梁混凝土组合梁第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结NNNNltltdxssscsc+dscss-dssssss-dss42dddxdssdxddss4第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结NN二、粘结的作用二、粘结的作用1 1、锚固粘结、锚固粘结第五章 粘结、锚固及钢筋布置laM 图Mmax钢筋截断梁柱节点5.3.2 钢筋与混凝土的粘结柱脚第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结2 2、裂缝间粘结、裂缝间粘结三、粘结的机理三、粘结的机理钢筋与混凝土的粘结作用由三部分组

34、成：钢筋与混凝土的粘结作用由三部分组成：混凝土中水泥胶体与钢筋表面的混凝土中水泥胶体与钢筋表面的胶结力胶结力；混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的摩擦力摩擦力；机械咬合力。机械咬合力。当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失。当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失。摩擦力的大小取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数。摩擦力的大小取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数。第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结 对于光面钢筋，表面轻度锈蚀有利于增加摩擦力

35、，但摩对于光面钢筋，表面轻度锈蚀有利于增加摩擦力，但摩擦作用也很有限。擦作用也很有限。由于光面钢筋表面的自然凹凸程度很小，机械咬合作用也由于光面钢筋表面的自然凹凸程度很小，机械咬合作用也不大。因此，不大。因此，光面钢筋与混凝土的粘结强度是较低的光面钢筋与混凝土的粘结强度是较低的。为保证光面钢筋的锚固为保证光面钢筋的锚固，通常需在钢筋端部弯钩、弯折或，通常需在钢筋端部弯钩、弯折或加焊短钢筋以阻止钢筋与混凝土间产生较大的相对滑动。加焊短钢筋以阻止钢筋与混凝土间产生较大的相对滑动。1355dD=4d(级钢筋)5d(级钢筋)5ddd5ddd将钢筋表面轧制出肋形成将钢筋表面轧制出肋形成带肋钢筋带肋钢筋，

36、即变形钢筋，可，即变形钢筋，可显著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用，从而大大增加显著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用，从而大大增加了粘结强度。了粘结强度。对与强度较高的钢筋，均需作成变形钢筋，以保证钢对与强度较高的钢筋，均需作成变形钢筋，以保证钢筋与混凝土间具有足够的粘结强度使钢筋的强度得以充筋与混凝土间具有足够的粘结强度使钢筋的强度得以充分发挥。分发挥。第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生斜向挤压力斜向挤压力，其水平分力使钢筋周围的混凝土轴向受拉、受剪，径向其水平分力使钢筋周围的混凝土轴向受拉、受剪

37、，径向分力使混凝土产生分力使混凝土产生环向拉力环向拉力。轴向拉力和剪力使混凝土产生内部轴向拉力和剪力使混凝土产生内部斜向锥形裂缝斜向锥形裂缝，环向拉力使混凝土产生内部环向拉力使混凝土产生内部径向裂缝径向裂缝。第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结 当混凝土保护层和钢筋间距当混凝土保护层和钢筋间距较小时，径向裂缝可发展达到较小时，径向裂缝可发展达到构件表面，产生劈裂裂缝，机构件表面，产生劈裂裂缝，机械咬合作用将很快丧失，产生械咬合作用将很快丧失，产生劈裂式粘结破坏劈裂式粘结破坏。第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结在钢筋周围配置在钢筋周围配置横向钢筋横向

38、钢筋（箍筋或螺旋钢筋）或增加混（箍筋或螺旋钢筋）或增加混凝土的凝土的保护层厚度保护层厚度（c/d），可提高粘结强度。），可提高粘结强度。第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结钢筋如果钢筋周围的横向钢筋较多或混凝土的保护层（如果钢筋周围的横向钢筋较多或混凝土的保护层（c/dc/d）较大，径向裂缝很难发展达到构件表面，则肋前部的混凝土较大，径向裂缝很难发展达到构件表面，则肋前部的混凝土在水平分力和剪力作用下最终将被挤碎，发生沿肋外径圆柱在水平分力和剪力作用下最终将被挤碎，发生沿肋外径圆柱面的剪切破坏，形成所谓的面的剪切破

39、坏，形成所谓的“刮梨式刮梨式”破坏，破坏，“刮梨式刮梨式”破坏是变形钢筋与混凝土粘结强度的上限。破坏是变形钢筋与混凝土粘结强度的上限。四、粘结强度四、粘结强度 Bond Strength dlAdlFssus第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结Fd自由端加载端套管1005d23d拔出试验拔出试验 Pull out test粘结强度粘结强度 u ：粘结破坏：粘结破坏（钢筋拔出（钢筋拔出或混凝土劈裂）时钢筋与混凝土界或混凝土劈裂）时钢筋与混凝土界面上的最大平均粘结应力面上的最大平均粘结应力 混凝土强度混凝土强度：光面钢筋和变形钢筋的粘结强度均随混凝土强光面钢筋和变形钢筋的粘结

40、强度均随混凝土强度的提高而增加，度的提高而增加，但并不与立方体强度但并不与立方体强度fcu成正比成正比，而与抗拉强，而与抗拉强度度 ft 成正比。成正比。保护层厚度和钢筋净间距保护层厚度和钢筋净间距：对于变形钢筋，粘结强度主要取对于变形钢筋，粘结强度主要取决于劈裂破坏。因此相对保护层厚度决于劈裂破坏。因此相对保护层厚度c/d 越大，混凝土抵抗劈裂越大，混凝土抵抗劈裂破坏的能力也越大，粘结强度越高。破坏的能力也越大，粘结强度越高。当当c/d 很大时，若锚固长度很大时，若锚固长度不够，则产生剪切不够，则产生剪切“刮梨式刮梨式”破坏。破坏。同理，钢筋净距同理，钢筋净距s与钢筋直与钢筋直径径d 的比值

41、的比值s/d 越大，粘结强度也越高。越大，粘结强度也越高。第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结影响粘结强度的主要因素影响粘结强度的主要因素 Influence factors混凝土强度、保护层厚度和钢筋净间距、横向配筋、钢筋表面混凝土强度、保护层厚度和钢筋净间距、横向配筋、钢筋表面和外形特征、受力情况及锚固长度和外形特征、受力情况及锚固长度横向配筋横向配筋：横向钢筋的存在限制了径向裂缝的发展，使粘结横向钢筋的存在限制了径向裂缝的发展，使粘结强度得到提高。强度得到提高。由于劈裂裂缝是顺钢筋方向产生的，其对钢筋锈蚀的影响由于劈裂裂缝是顺钢筋方向产生的，其对钢筋锈蚀的影响比受弯

42、垂直裂缝更大，将严重降低构件的耐久性。比受弯垂直裂缝更大，将严重降低构件的耐久性。因此应保证不使径向裂缝到达构件表面形成因此应保证不使径向裂缝到达构件表面形成劈裂裂缝劈裂裂缝。所。所以，保护层应具有一定的厚度，钢筋净距也应保证。以，保护层应具有一定的厚度，钢筋净距也应保证。配置横向钢筋可以阻止径向裂缝的发展配置横向钢筋可以阻止径向裂缝的发展。因此对于直径较。因此对于直径较大钢筋的锚固区和搭接长度范围，均应增加横向钢筋。大钢筋的锚固区和搭接长度范围，均应增加横向钢筋。当一排并列钢筋的数量较多时，也应考虑增加横向钢筋来当一排并列钢筋的数量较多时，也应考虑增加横向钢筋来控制劈裂裂缝的发生。控制劈裂裂

43、缝的发生。第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结钢筋表面和外形特征钢筋表面和外形特征：光面钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。光面钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。月牙肋和螺纹肋变形钢筋，前者肋的相对受力面积（挤月牙肋和螺纹肋变形钢筋，前者肋的相对受力面积（挤压混凝土的面积与钢筋截面积的比值）较小，粘结强度压混凝土的面积与钢筋截面积的比值）较小，粘结强度比螺纹钢筋低一些。比螺纹钢筋低一些。由于变形钢筋的外形参数不随直径成比例变化由于变形钢筋的外形参数不随直径成比例变化，对于直，对于直径较大的变形

44、钢筋，肋的相对受力面积减小，粘结强度径较大的变形钢筋，肋的相对受力面积减小，粘结强度也有所减小。也有所减小。此外，当钢筋表面为防止锈蚀涂环氧树脂时，钢筋表面此外，当钢筋表面为防止锈蚀涂环氧树脂时，钢筋表面较为光滑，粘结强度也将有所降低。较为光滑，粘结强度也将有所降低。第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结（N/mm2）第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结受力情况受力情况：在锚固范围内存在在锚固范围内存在侧压力侧压力可提高粘结强度可提高粘结强度 剪力产生的斜裂缝剪力产生的斜裂缝则会使锚固钢筋受到销栓作用而降低则会使锚固钢筋受到销栓作用而降低粘结强度粘结强

45、度 受压钢筋由于直径增大会增加对混凝土的挤压受压钢筋由于直径增大会增加对混凝土的挤压，从而使，从而使摩擦作用增加摩擦作用增加 受反复荷载作用的钢筋受反复荷载作用的钢筋，肋前后的混凝土均会被挤碎，肋前后的混凝土均会被挤碎，导致咬合作用降低导致咬合作用降低第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结锚固长度锚固长度：拔出试验的拔出试验的锚固长度较短锚固长度较短时，粘结应力在锚固长度范围时，粘结应力在锚固长度范围分布比较均匀，平均粘结应力较高，测得的粘结强度较分布比较均匀，平均粘结应力较高，测得的粘结强度较高高 锚固长度较大时锚固长度较大时，则平均粘结强度较小，但总粘结力随，则平均粘结

46、强度较小，但总粘结力随锚固长度的增加而增大锚固长度的增加而增大 当锚固长度增加达到一定值，钢筋受拉达到屈服（强度当锚固长度增加达到一定值，钢筋受拉达到屈服（强度充分发挥）时未产生粘结破坏，该临界情况的锚固长度充分发挥）时未产生粘结破坏，该临界情况的锚固长度称为称为基本锚固长度基本锚固长度la，第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结 dAflusya第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.2 钢筋与混凝土的粘结 dlAdlFssusdlAfsydfuy41dffltya5.3.3 钢筋的锚固和搭接钢筋的锚固和搭接一、基本锚固长度一、基本锚固长度 规范规范是以拔出试验为基础确定是以

47、拔出试验为基础确定基本锚固长度基本锚固长度的。取粘结的。取粘结强度强度 u与混凝土抗拉强度与混凝土抗拉强度 ft 成正比，并根据试验结果，取钢筋成正比，并根据试验结果，取钢筋受拉时的基本锚固长度为，受拉时的基本锚固长度为，dffltya第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.3 钢筋的锚固和搭接表 7-1 锚固钢筋的外形系数钢筋类型光面钢筋带肋钢筋三面刻痕钢丝螺旋肋钢丝三股钢绞线七股钢绞线钢筋外形系数0.160.140.190.130.160.17注：1、光面钢筋系指 HPB235 级热轧钢筋；带肋钢筋系指 HRB335、HRB400、RRB400级热轧钢筋及热处理钢筋当砼强度超过C40时取C40

48、的 f t 构件中钢筋的实际锚固长度应根据钢筋的受力情况、保护层构件中钢筋的实际锚固长度应根据钢筋的受力情况、保护层厚度、钢筋形式等的影响，采用厚度、钢筋形式等的影响，采用基本锚固长度基本锚固长度la乘以以下修正乘以以下修正系数，并不小于系数，并不小于最小锚固长度，也不小于最小锚固长度，也不小于0.7la和和250mm。第五章 粘结、锚固及钢筋布置5.3.3 钢筋的锚固和搭接当当HRB335、HRB400和和RRB400级钢筋的直径大于级钢筋的直径大于25mm时，时，其锚固长度应乘以修正系数其锚固长度应乘以修正系数1.1;HRB335、HRB400和和RRB400级的环氧树脂涂层钢筋级的环氧树

49、脂涂层钢筋,其锚固其锚固长度应乘以修正系数长度应乘以修正系数1.25;(3)当锚固钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时（如滑模施工），当锚固钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时（如滑模施工），锚固长度应乘以锚固长度应乘以施工扰动系数施工扰动系数1.1；(4)当当HRB335、HRB400和和RRB400级钢筋在锚固区的砼保护层级钢筋在锚固区的砼保护层厚度大于钢筋直径的厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时，其锚固长度可乘以修正倍且配有箍筋时，其锚固长度可乘以修正系数系数0.8;受拉钢筋的最小锚固长度(mm)钢筋类型光面钢筋带肋钢筋三面刻痕钢丝螺旋肋钢丝三股钢绞线七股钢绞线最小锚固长度20d25d100d8

50、0d90d100d（5 5）当）当月牙肋钢筋末端采用图示机械锚固措施时，锚固长度可月牙肋钢筋末端采用图示机械锚固措施时，锚固长度可乘以乘以机械锚固修正系数机械锚固修正系数0.7。1355dD=4d(级钢筋)5d(级钢筋)5ddd5ddd（6）受压钢筋的锚固长度不宜小于受拉钢筋锚固长度的）受压钢筋的锚固长度不宜小于受拉钢筋锚固长度的0.7倍；倍；（7）除构造需要的锚固长度外，）除构造需要的锚固长度外，当受力钢筋的实际配筋面积大当受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时，于其设计计算面积时，锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积比值的面积比值的配筋余量修正系