1、1第四章 受弯构件斜截面承载力 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”第四章第四章 受弯构件斜截面承载力受弯构件斜截面承载力24.1 4.1 斜裂缝的形成斜裂缝的形成 Formation of Diagonal Cracks第四章 受弯构件斜截面承载力4.1 斜裂缝的形成弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝腹筋:箍筋弯起钢筋34.2 无腹筋梁的受剪性能4.2 4.2 无腹筋梁的受剪性能无腹筋梁的
2、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，斜裂缝出现后，剪力剪力V V全部由斜裂全部由斜裂缝上端混凝土截面上的缝上端混凝土截面上的V Vc c来平衡，同来平衡，同时，时，V V和和V Vc c所组成的力偶由纵筋的拉力所组成的力偶由纵筋的拉力T Ts s和混凝土的压力和混凝土的压力C Cc c所组成的力偶来所组成的力偶来平衡。换句话说，剪力平衡。换句话说，剪力V V不仅引起不仅引起V Vc c，还引起还引起T Ts s和和C Cc c，所以，斜裂缝上端混，所以，斜裂缝上端混凝土截面既受剪、又受压，称为剪压凝土截面既受剪、又受压，称为剪
3、压区。区。受剪面积的减小使受剪面积的减小使剪压区剪压区混凝土混凝土剪力增大。剪力增大。斜裂缝出现前，荷载引起的剪力斜裂缝出现前，荷载引起的剪力V由全截面承受。支座附近截面由全截面承受。支座附近截面a-a的钢的钢筋应力筋应力s ss s与与Ma成正比；成正比；第四章 受弯构件斜截面承载力MaMb4二、荷载传递机构二、荷载传递机构 Load Transfer Mechanism dxdMV)(zTdxddxdzTdxdTzCTC+dCT+dTCTCTzz+dz梁机构梁机构拱机构拱机构4.2 无腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力斜裂缝出现后，斜裂缝出现后，截面截面a-a 的钢筋应力的钢筋应
4、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，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与跨中截与跨中截面的面的s ss相近，相近，这对纵筋的锚固提出更高的要求。同时，销栓作这对纵筋的锚固提出更高的要求。同时，销栓作用用Vd使纵使纵筋周围的混凝土产生筋周围的混凝土产生撕裂裂缝撕裂裂缝，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。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5三、无腹筋梁的剪切破坏形态三、无腹筋梁的剪切破坏形态 Shear Failure Mode0
5、0haVhM对集中荷载简支梁对集中荷载简支梁剪跨比剪跨比Shear span ratio4.2 无腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力h0a0bhV0VhMs20bhMs试验也表明，无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与剪跨比有重要关系，主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种形态。6斜拉破坏斜拉破坏（3）剪跨比剪跨比 较大，主压应力角度较较大，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
6、，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。4.2 无腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力P f斜拉破坏斜拉破坏diagonal tension failure7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，部分斜拉传递部分拱作用，部分斜拉传递，取，取决于混凝土的复合应力下决于混凝
7、土的复合应力下（剪压）（剪压）的强度。的强度。4.2 无腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力P f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剪压破坏剪压破坏（1 3）8斜压破坏斜压破坏（1）4.2 无腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力剪跨比很小，剪跨比很小，拱作用很大拱作用很大。荷。荷载主要通过拱作用传递到
8、支座。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载主压应力的方向沿支座与荷载作用点的连线。作用点的连线。最后拱上混凝土在斜向压应力最后拱上混凝土在斜向压应力的作用下受压破坏。的作用下受压破坏。斜压传力机构，取决于混凝土斜压传力机构，取决于混凝土的抗压强度。的抗压强度。P f斜压破坏斜压破坏diagonal compression failure9无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性质最显著；斜拉破坏为受拉脆性破坏，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脆性破坏之间。剪压破坏界于受拉和受压
9、脆性破坏之间。不同破坏形态的原因主要是由于传力路径的变化不同破坏形态的原因主要是由于传力路径的变化引起应力状态的不同而产生的。引起应力状态的不同而产生的。4.2 无腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力P f斜压破坏剪压破坏斜拉破坏间接加载间接加载，由于荷载传递方式的改变，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即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使在，这样即使在名义剪跨比名义剪跨比较小时，也会较小时，也会产生斜拉破坏。产生斜拉破坏。10四、影响受剪承载力的因素四、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力状态，
10、从而直接影响到梁中的应力状态剪跨比剪跨比 大，荷载主要依靠拉应力传递到支座大，荷载主要依靠拉应力传递到支座剪跨比剪跨比 小，荷载主要依靠压应力传递到支座小，荷载主要依靠压应力传递到支座4.2 无腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力 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）状态下强度而发生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。的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。原原规范规范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，这成正比，这在普通强度等级情况下近似成立。在普通
11、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，只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于跨比很小时的斜压破坏取决于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。11纵筋配筋率纵筋配筋率纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面积也越纵筋配筋率越大，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，增大纵筋面积还可限制斜裂大，并使纵筋的销栓作用也增加。同时，增大纵筋面积还可限
12、制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。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，对斜拉形截面有受压翼缘，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高（破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高（20%），但对斜压破坏的受剪），但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。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，销栓作用大大降梁高度很大时，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。试验表明，在保持参低，斜裂缝宽度也较大，削弱了骨料咬合作用。试验表明，在保持参数数fc、r r、相同的情
13、况下，相同的情况下，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25%30%。对于高度较大的。对于高度较大的梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开梁，配置梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。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。4.2 无腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力12五、无腹筋梁受剪承载力的计算五、无腹筋梁受剪承载力的计算b bh为截面尺寸效应影响系数，当为截面尺寸效应影响系数，当h1500mm时，取时，取b bh=0.85b br r 为计算截面位置纵向受拉钢筋配筋率影响为计算截面位置纵向受拉钢筋配筋率影响系数，当系数，当r r 1.5
14、%时，取时，取b br r =(0.7+20r r)。4.2 无腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力 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 Vc=0.7bhbr ftbh0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，或同时作用多种在集中荷载下，或同时作用多种荷载，其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的荷载，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00.175.1bhfVthcrbb 可取可取 =a/h0，当剪跨比，当剪跨比 3.0，取取 =3.0，且支座到，且支
15、座到计算截面之间均应配置箍筋。计算截面之间均应配置箍筋。134.3 4.3 有腹筋梁的受剪性能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凝土传来的箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬
16、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）4.3 有腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力14一、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力增强了梁的剪力传递能力；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，骨增加，骨料咬合力料咬合力Va也增加；也增加；吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，吊住纵筋，延缓了撕裂
17、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 的增量减小的增量减小 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的承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，载力，即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大剪跨比情即对小剪跨比情况，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，则产生斜压杆压坏，继续增加况，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。箍筋没有作用。4.3 有腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力15二、破
18、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 和和配箍率配箍率r rsvbsnAbsAsvsvsv1r 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4.3 有腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力164.3 有腹筋梁的受剪性能第四章 受弯构件斜截面承载力有腹筋梁斜截面受剪破坏形态有腹筋梁斜截面受剪破坏形态 斜拉破坏斜拉破坏 当当33，且箍筋过少时发生，且箍筋过少时发生 斜
19、裂缝一旦出现，与斜裂缝相交的箍筋承受不了原来由混凝土所负担的拉力，箍筋立即屈服，发生斜拉破坏。剪压破坏剪压破坏当箍筋适量时发生当箍筋适量时发生 斜裂缝产生后，与斜裂缝相交的箍筋受力限制了斜裂缝的开展，随着荷载增大，箍筋拉力增大。当箍筋屈服后，不能再限制斜裂缝的开展，使斜裂缝上端剩余截面缩小，剪压区混凝土在正应力和剪应力共同作用下达到极限强度，发生剪压破坏。斜压破坏斜压破坏箍筋过多时发生箍筋过多时发生 破坏时箍筋尚未屈服，梁腹混凝土因抗压能力不足而发生斜压破坏。174.4 4.4 受剪承载力的计算受剪承载力的计算4.4 受剪承载力计算第四章 受弯构件斜截面承载力一、基本假设一、基本假设 对于梁的
20、三种斜截面受剪破坏形态，在工程设计时都应设法避对于梁的三种斜截面受剪破坏形态，在工程设计时都应设法避免，但采用的方式有所不同。免，但采用的方式有所不同。对于斜压破坏，通常用限制截面尺寸的条件来防止；对于斜压破坏，通常用限制截面尺寸的条件来防止；对于斜拉破坏，则用满足最小配箍率条件及构造要求来防止对于斜拉破坏，则用满足最小配箍率条件及构造要求来防止 对于剪压破坏，因其承载力变化幅度较大，必须通过计算，使对于剪压破坏，因其承载力变化幅度较大，必须通过计算，使构件满足一定的斜截面受剪承载力，从而防止剪压破坏。构件满足一定的斜截面受剪承载力，从而防止剪压破坏。我国混凝土结构设计规范中所规定的计算公式，
21、就是根据剪压我国混凝土结构设计规范中所规定的计算公式，就是根据剪压破坏形态而建立的。所采用的是理论与试验相结合的方法，其中主破坏形态而建立的。所采用的是理论与试验相结合的方法，其中主要考虑力的平衡条件要考虑力的平衡条件 y=0y=0，同时引入一些试验参数。其，同时引入一些试验参数。其基本假基本假设如下设如下：184.4 受剪承载力计算第四章 受弯构件斜截面承载力 梁发生剪压破坏时，斜截面所承受的剪力由三部分组成，即梁发生剪压破坏时，斜截面所承受的剪力由三部分组成，即 VuVcVsVsb VcsVsb 其中其中 VcsVcVs 梁剪压破坏时，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都梁剪压破坏时，与
22、斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度，但要考虑拉应力可能不均匀。达到其屈服强度，但要考虑拉应力可能不均匀。斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力，在无腹筋梁中的作斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力，在无腹筋梁中的作用还较显著，但在有腹筋梁中，它们的抗剪作用已大都被箍筋所用还较显著，但在有腹筋梁中，它们的抗剪作用已大都被箍筋所代替，为了计算简便，公式中未列入此项内容。代替，为了计算简便，公式中未列入此项内容。截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件，故仅在不配箍筋截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件，故仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。剪跨比是
23、影响斜截面承载力的重要因素之一，但为了计算公剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一，但为了计算公式应用简便，仅在计算受集中荷载为主的梁时才考虑了剪跨比的式应用简便，仅在计算受集中荷载为主的梁时才考虑了剪跨比的影响。影响。19二、计算公式二、计算公式sccsuVVVV4.4 受剪承载力计算第四章 受弯构件斜截面承载力仅配箍筋时计算公式仅配箍筋时计算公式矩形、矩形、T T形和工形截形和工形截面的一般受弯构件面的一般受弯构件0025.17.0hsAfbhfVsvyvtu集中荷载作用下的集中荷载作用下的独立梁独立梁000.10.175.1hsAfbhfVsvyvtu式中式中 V构件截面上的最大剪力设计
24、值；构件截面上的最大剪力设计值；fyv箍筋抗拉强度设计值；箍筋抗拉强度设计值；Asv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积，配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积，Asv=nAsv1 s s沿构件长度方向箍筋的间距；沿构件长度方向箍筋的间距；b b矩形截面的宽度，矩形截面的宽度，T T形或形或I I形截面的腹板宽度；形截面的腹板宽度；计算截面的剪跨比，可取计算截面的剪跨比，可取a/h0 20第四章 受弯构件斜截面承载力4.4 受剪承载力计算既配箍筋又弯起钢筋时计算公式既配箍筋又弯起钢筋时计算公式矩形、矩形、T T形和形和I I形截面的一般受弯构件形截面的一般受弯构件sin8.025.17.00
25、0sbysvyvtAfhsAfbhfV集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁 包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座边缘截面或节包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座边缘截面或节点边缘所产生的剪力值大于总剪力值的点边缘所产生的剪力值大于总剪力值的75%75%的情况。的情况。sin8.0175.100sbysvyvtAfhsAfbhfVsin8.0sbycsuAfVV0.8fyAsb21三、适用条件三、适用条件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，025.0bhfVccbh当6bw时，020.0bhfVccb当640.7ftbh0时，配箍率时，配箍率
26、应满足应满足yvtsvsvsvffbsA24.0min,rr22四、受剪计算公式应用四、受剪计算公式应用 支座边缘截面（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）。）。第四章 受弯构件斜截面承载力4.4 受剪承载力计算受剪计算斜截面受剪计算斜截面23截面设计截面设计第四章 受弯构件斜截面承载力4.4 受剪承载力计算 仅配箍筋梁的设计仅配箍筋梁的设计计算步骤：计算步骤：验算截面限制条件验算截面限制条件 验算是否按计算配置箍筋
27、验算是否按计算配置箍筋 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。时，或00175.17.0bhfVbhfVtt 如如0.25fcbh0 V0.7ftbh0可直接按构造要求可直接按构造要求配置箍筋。配置箍筋。24截面设计截面设计第四章 受弯构件斜截面承载力4.4 受剪承载力计算 既配箍筋又配弯
28、起筋梁的设计既配箍筋又配弯起筋梁的设计计算步骤：计算步骤：验算截面限制条件验算截面限制条件 验算是否按计算配置箍筋验算是否按计算配置箍筋 根据纵筋配筋情况先选定弯起筋根据纵筋配筋情况先选定弯起筋Asb，然后由公式计算然后由公式计算Asv/s，根据根据Asv/s计算值确定箍筋肢数、直径和间距，并满足要求。计算值确定箍筋肢数、直径和间距，并满足要求。时，或00175.17.0bhfVbhfVtt 如如0.25fcbh0 V0.7ftbh0，有以下二种方法配筋计算：，有以下二种方法配筋计算：可直接按构造要求可直接按构造要求配置箍筋。配置箍筋。先直接选定箍筋或按最小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小先直接
29、选定箍筋或按最小配箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求确定箍筋（直径的要求确定箍筋（Asv/s），计算出，计算出Vcs，再计算，再计算Asb。25截面复核截面复核第四章 受弯构件斜截面承载力4.4 受剪承载力计算 （1 1）验算）验算svsvsv,minsv,min，不满足则按照无腹筋梁计算；，不满足则按照无腹筋梁计算；（2 2）由基本计算公式计算）由基本计算公式计算V Vu u；（3 3）验算上限值，若）验算上限值，若V Vu u上限值，则取截面承载力为计算上限值，则取截面承载力为计算值值V Vu u；若若V Vu u上限值，则取截面承载力为上限值；上限值，则取截面承载力为上限值；（4 4
30、）验算截面承载力是否满足（）验算截面承载力是否满足（V Vu uVV）26第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求一、材料抵抗弯矩图一、材料抵抗弯矩图 由荷载对梁产生的弯矩设计值由荷载对梁产生的弯矩设计值M M所绘制的图形，称为荷载效应图，所绘制的图形，称为荷载效应图，即即M图。由钢筋和混凝土共同工作，对梁各个正截面产生的受弯承载图。由钢筋和混凝土共同工作，对梁各个正截面产生的受弯承载力设计值力设计值Mu所绘制的图形，称为材料抵抗弯矩图所绘制的图形，称为材料抵抗弯矩图MR。设计时，。设计时，MR图图必须包住必须包住M图，才能保证梁各个正截面受弯承载力。图，才能保证梁各个正截面受弯承载力。4
31、.5 4.5 构造要求构造要求在图中1、2、3三个截面分别称为、号钢筋的充分利用截面，而把2、3、4三个截面分别称为、号钢筋的不需要截面。27第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求二、纵筋的弯起二、纵筋的弯起 1 1、弯起点的位置、弯起点的位置 未弯起前正截面I-I处的受弯承载力：MfyAsbz 弯起后，在-截面(斜截面)处的受弯承载力：MfyAsbzb 为了保证斜截面的受弯承载力，至少要求斜截面受弯承载力与正截面受弯承载力等强，即MM，zbz。设弯起点离弯筋充分利用的截面I-I的距离为a，从图中可见：zb/sinzctga a（zb/sin）zctg z(1-cos)/sin 通常45
32、或60 近似取z0.9h0 则 a(0.3730.52)h28第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求 为方便起见，规范规定弯起点与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离，不应小于0.5h0，也即弯起点应在该钢筋充分利用截面以外，大于或等于0.5h0处。2 2弯终点的位置弯终点的位置 弯起钢筋的弯终点到支座边或到前一排弯起钢筋弯起点之间的距离，都不应大于箍筋的最大间距。这一要求是为了使每根弯起钢筋都能与斜裂缝相交，以保证斜截面的受剪和受弯承载力。29 当弯起钢筋作为抗剪腹筋时当弯起钢筋作为抗剪腹筋时，其间，其间距还应满足抗剪的构造要求，同时弯距还应满足抗剪的构造要求，同时弯折终点应有一直线段锚
33、固长度，当直折终点应有一直线段锚固长度，当直线段位于受拉区时，直线段长度不小线段位于受拉区时，直线段长度不小于于20d20d；当直线段位于受压区时，直；当直线段位于受压区时，直线段长度不小于线段长度不小于10d10d。smax 当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载力要求时截面的承载力要求时，可单独设置仅作，可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载为受剪的弯起钢筋，但必须在集中荷载或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起或支座两侧均设置弯起钢筋，这种弯起钢筋称为钢筋称为“鸭筋鸭筋”。第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求30三、钢筋的截断三、钢筋的截
34、断 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的。根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵根据设计弯矩图的变化，可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断。筋截断。但在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，同时钢筋应力随弯但在正弯矩区段，弯矩图变化比较平缓，同时钢筋应力随弯矩变化产生的粘结应力，加上锚固钢筋所需要的粘结应力，因矩变化产生的粘结应力，加上锚固钢筋所需要的粘结应力，因此锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意义不大。此锚固长度很长，通常已基本接近支座，截断钢筋意义不大。因此，因此，一般不在跨中受拉区将钢筋截断。一般不在跨中受
35、拉区将钢筋截断。对于连续梁、框架梁对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯矩区段中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢的上部受拉钢筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。筋，可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断。截断钢筋必须有足够的锚固长度，截断钢筋必须有足够的锚固长度，但这里的锚固与钢筋在支但这里的锚固与钢筋在支座或节点内的锚固受力情况不同，座或节点内的锚固受力情况不同，因为要考虑斜裂缝对钢筋应因为要考虑斜裂缝对钢筋应力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、以力的影响、弯剪共同作用的影响、弯矩图变化情况的影响、以及无支座压力的影响。及无支座压力的影响。第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求
36、31延伸长度延伸长度ld(development length)钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。V2d3d4d5d修正系数0.90.80.750.7第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求当受拉钢筋采用并筋形式时，由于其表面积减小，计算其基本锚固长度时当受拉钢筋采用并筋形式时，由于其表面积减小，计算其基本锚固长度时应采用并筋的应采用并筋的等效直径等效直径de（双并筋（双并筋de=1.4d，三并筋，三并筋de=1.7d）；）；当月牙肋钢筋锚固区混凝土当月牙肋钢筋锚固区混凝土保护层厚度大于保护层厚度大于2d时，锚固长度可乘以时，锚固长度可乘以保护保护
37、层修正系数层修正系数，但对位于构件顶面混凝土中的水平钢筋，不进行保护层厚度修但对位于构件顶面混凝土中的水平钢筋，不进行保护层厚度修正。正。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20d25d100d80d90d100d37当当月牙肋钢筋末端采用图示机械锚固措施时，锚固长度可乘以月牙肋钢筋末端采用图示机械锚固措施时，锚固长度可乘以机械机械锚固修正系数锚固修正系数0.7。1355dD=4d(级钢筋)5d(级钢筋)5ddd5ddd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；当
38、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），锚固长度应乘以长度应乘以施工扰动系数施工扰动系数1.1；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于其设计当受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时，计算面积时，锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积比值的锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积比值的配配筋余量修正系数筋余量修正系数，但不得小于最小锚固长度。承受动力荷载和按抗震，但不得小于最小锚固长度。承受动力荷载和按抗震设计的结构，不考虑配筋余量修正系数。设计的结构，不考虑配筋余量修正系数。第四章
39、 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求382、简支支座锚固要求、简支支座锚固要求 支座处有横向压应力，使粘结作支座处有横向压应力，使粘结作用得到改善。因此支座处的锚固长度用得到改善。因此支座处的锚固长度las可比基本锚固长度可比基本锚固长度la减小。减小。光面钢筋末端应设置标准弯钩。光面钢筋末端应设置标准弯钩。当伸入支座的锚固长度不符合要求时，当伸入支座的锚固长度不符合要求时，可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋焊接在梁端预埋件上。焊接在梁端预埋件上。对于板对于板，一般剪力较小，通常满足，一般剪力较小，通常满足V0.7ftbh0的条件。且连续板的中间支的条件。且连续
40、板的中间支座一般无正弯矩，因此板的简支支座座一般无正弯矩，因此板的简支支座和中间支座下部纵向受力钢筋的锚固和中间支座下部纵向受力钢筋的锚固长度均取长度均取las5d。当当V0.7ftbh0时，时，las5d当当V0.7ftbh0时，时，las0.35la第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求393、边支座、边支座ahla15dla0.7la受拉钢筋受压钢筋第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求 la5dhd1/25h la5dhd1/25h4、中间支座、中间支座40第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求5、钢筋的搭接、钢筋的搭接 试验表明，影响搭接区段试验表明，影响搭接区段的
41、粘结强度的粘结强度 u的因素与拔出试的因素与拔出试验的粘结强度基本相同，验的粘结强度基本相同，但由但由于钢筋净间距的减小使劈裂裂于钢筋净间距的减小使劈裂裂缝更早出现，粘结强度降低缝更早出现，粘结强度降低。因此因此规范规范规定。规定。当同一搭接范围受拉钢筋搭当同一搭接范围受拉钢筋搭接接头的百分率不超过接接头的百分率不超过25%时，时，搭接长度为相应基本锚固长度搭接长度为相应基本锚固长度的的1.2倍。倍。当同一搭接范围受拉钢筋搭当同一搭接范围受拉钢筋搭接接头的百分率超过接接头的百分率超过25%时，时，搭接长度按下式计算，但不小搭接长度按下式计算，但不小于于300mm。ll=zyla 受拉钢筋搭接接
42、头面积百分率系数zyy（%）2550100zy1.21.451.841第四章 受弯构件斜截面承载力4.5 构造要求6、锚固区箍筋要求、锚固区箍筋要求50 或 5dd50 或 5d10dd10d10dd 规范规范规定在受力钢筋锚固长度范围内规定在受力钢筋锚固长度范围内箍筋的直径箍筋的直径不小于不小于0.25d（或（或0.25de），），箍筋间距箍筋间距不大于不大于10d，采用机械锚固措施时不应，采用机械锚固措施时不应大于大于5d，在锚固长度范围内箍筋的数量不少于三个。当锚固钢筋的，在锚固长度范围内箍筋的数量不少于三个。当锚固钢筋的混凝土保护层厚度大于混凝土保护层厚度大于5d（或（或5de）时，箍筋配置要求可放松。）时，箍筋配置要求可放松。箍筋的锚固箍筋的锚固
