【正文】 一、梁的斜截面受剪破壞分析 破壞形態(tài) 斜拉破壞 剪壓破壞 斜壓破壞 情況： 剪跨比 λ＞ 3，腹筋數(shù)量過少時(shí) : 破壞特征： 隨著荷載的增加，梁一旦出現(xiàn)斜裂縫，很快形成一條 主要斜裂縫 ，并迅速向受壓邊緣發(fā)展，直至將整個(gè)截面裂通，使構(gòu)件劈裂為兩部分而破壞 破壞原因： 余留截面上的斜向拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度 情況： λ≤l或腹筋配置過多 : 破壞特征： 在荷載作用下，斜裂縫出現(xiàn)后，在裂縫中間形成傾斜的混凝土短柱，隨著荷載的增加，這些短柱因混凝土達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度而被壓碎 破壞原因： 斜向壓應(yīng)力超過了混凝土的抗壓強(qiáng)度 情況： 1＜ λ≤3，同時(shí)腹筋配置數(shù)量適當(dāng) : 破壞特征： 隨著荷載的增加，首先在受拉區(qū)出現(xiàn)一些垂直裂縫和幾條細(xì)微的斜裂縫。 截面的彎矩 M與剪力 V和有效高度 h0乘積的比值稱為 廣義剪跨比 。對(duì)梁頂直接施加集中荷載的梁，剪跨比 λ是影響受剪承載力的主要因素， 當(dāng) λ＞ 3時(shí) , 常為斜拉破壞， λ≤1時(shí) , 可能發(fā)生斜壓破壞， 1＜ λ≤3時(shí)，一般發(fā)生剪壓破壞。 斜裂縫出現(xiàn)之前，鋼筋和混凝土一樣變形很小，所以腹筋的應(yīng)力很低，對(duì)阻止斜裂縫開裂的作用甚微。 增加縱筋配筋率 ρ可抑制斜裂縫向受壓區(qū)的伸展，從而提高骨料咬合力，并加大了剪壓區(qū)高度，使混凝土的抗剪能力提高，同時(shí)也提高了縱筋的銷栓作用。 箍筋的配箍率：ρsv=Asv/（ bs） 返回 二、斜截面受剪承載力計(jì)算 （一）計(jì)算公式 根據(jù)承載力極限狀態(tài)計(jì)算原則和脫離體豎向力的平衡條件 KV ≤ Vc＋ Vsv＋ Vsb 若梁 不配置彎起鋼筋 ， 僅配箍筋 時(shí)梁的受剪承載力 ， 則由混凝土的受剪承載力 Vc和箍筋的受剪承載力 Vsv兩部分組成，并用 Vcs表示，即 由于影響斜截面受剪承載力的因素很多，目前 《 規(guī)范 》采用的鋼筋混凝土梁斜截面承載力計(jì)算公式仍為半理論半經(jīng)驗(yàn)公式。 若不能滿足時(shí)，應(yīng) 加大截面尺寸 或 提高混凝土強(qiáng)度 等級(jí)。 同時(shí) 箍筋分布的疏密 對(duì)斜裂縫開展寬度也有影響。 對(duì) HPB235級(jí)鋼筋 對(duì) HPB235級(jí)鋼筋 ρsv=Asv/（ bs） ≥ρsvmin=％ ρsv=Asv/（ bs） ≥ρsvmin=％ ρsvmin—— 箍筋的最小配箍率。 當(dāng)計(jì)算彎起鋼筋時(shí)，剪力計(jì)算值 V按下列方法采用： 當(dāng)計(jì)算 第一排 （ 對(duì)支座而言 ） 彎起鋼筋時(shí) ， 取用 支座邊緣 的剪力計(jì)算值 ， 對(duì)于僅承受直接作用在構(gòu)件頂面的 分布荷載 的梁 ，剪力計(jì)算值可取為支座邊緣剪力值的 ；當(dāng)計(jì)算以后的每一排彎起鋼筋時(shí) ， 取前一排 （ 對(duì)支座而言 ） 彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的剪力計(jì)算值 。 （四）斜截面受剪承載力計(jì)算步驟 作梁的剪力圖 截面尺寸驗(yàn)算 驗(yàn)算是否配置腹筋 腹筋的計(jì)算 配箍率驗(yàn)算 矩形、 T形及 I形截面的一般受彎構(gòu)件 KV≤ 以集中荷載為主的矩形截面獨(dú)立梁 KV≤ 若滿足上面的要求，則不需進(jìn)行斜截面抗剪計(jì)算，按構(gòu)造要求配置腹筋。 腹筋的配置及計(jì)算 方法 僅配箍筋 既配箍筋又 配彎起鋼筋 對(duì)矩形、 T形或 I形截面的梁 對(duì)集中荷載作用下的矩形獨(dú)立梁 0yv0t1svsvhfbhfKVsnAsA ???0yv0t1svsvhfbhfKVsnAsA ??? 箍筋的肢數(shù)（ 雙肢箍筋，即 n=2)和直徑，計(jì)算單肢箍筋的截面面積 Asv1，再求出箍筋間距 s。 腹筋的配置及計(jì)算 方法 僅配箍筋 既配箍筋又 配彎起鋼筋 一般先選定箍筋的直徑、間距和肢數(shù)，然后計(jì)算 Vcs，如果KV＞ Vcs，則需按下式計(jì)算彎起鋼筋的截面面積，即 : 第一排彎起鋼筋上彎點(diǎn)距支座邊緣的距離應(yīng)滿足50≤s≤smax，習(xí)慣上一般取 s=50mm。當(dāng)縱向鋼筋彎起不滿足正截面和斜截面受彎承載力要求時(shí)，可設(shè)置單獨(dú)僅作為受剪的彎起鋼筋，這時(shí)，彎起鋼筋應(yīng)采用“ 吊筋 ”的形式。 試求僅配箍筋時(shí)所需要的箍筋間距（取 as=40mm）。 （ 1） 計(jì)算剪力計(jì)算值 最危險(xiǎn)的截面在支座邊緣處，該處的剪力計(jì)算值 V= (gk+)ln/2=(20+ 40) （ 2）截面尺寸驗(yàn)算 h0=h－ as=500－ 40=460mm, hw=h0=460mm hw/b=460/200=＜ = 200 460= 103= KV = =＜ fcbh0= 故截面尺寸滿足抗剪條件。 （ 4）僅配箍筋時(shí)箍筋數(shù)量的確定 方法一： 選用 雙肢 Φ8箍筋， Asv1=, n=2，則 s≤Asv/= 2 smax=200mm，取 s=180mm，箍筋采用 Φ8180，沿全梁布置。 =≥KV= （ 5）驗(yàn)算最小配箍率 / m 230yv0tsv ????????????hfbhfKVsA460180 0svyv0tcs ??????????? hsAfbhfV%% m i nsvsvsv ?????? ?? bsA梁全長(zhǎng)縱筋不切斷不彎起 ， 必然滿足任何斜截面的抗彎要求 。 彎矩圖與斜截面上的彎矩 MAB 三、 梁的斜截面受彎承載力 （一）抵抗彎矩圖的概念 MR圖是按照梁內(nèi) 實(shí)配的縱筋數(shù)量 計(jì)算并繪制出的各截面所能抵抗的彎矩圖。 （ 1） 按比例繪出梁在荷載作用下的彎矩圖（ M圖）。 （ 3） 按鋼筋的 截面面積 大小，確定每根縱筋的實(shí)際抵抗彎矩，并按同一比例繪制在彎矩圖上。 【 案例 25】 某矩形截面外伸梁（圖 246），截面 b h=250mm 600mm，采用 C20混凝土， HRB335級(jí)鋼筋，支座最大負(fù)彎矩計(jì)算值Mmax=190kN因抗剪要求，其中 1 25需彎下作為彎起鋼筋，試確定該截面的各縱筋的實(shí)際抵抗彎矩及在 MR圖上布置。 （ 2）確定縱筋在 MR圖上的排列順序 位于兩個(gè)角部① 2 20因兼作 架立筋 ，無需切斷與彎起，因而布置在 MR圖上支座截面的內(nèi)側(cè)； 而③ 1 25因抗剪要求需先彎下作為彎起鋼筋，因而布置在MR圖上該截面的最外側(cè)；為了節(jié)省鋼筋， ② 1 25需要在適當(dāng)?shù)奈恢们袛啵蚨贾迷?MR圖上該截面的中間側(cè)。若實(shí)配的鋼筋面積與計(jì)算所需的鋼筋面積相差較大時(shí)，可根據(jù)實(shí)配的鋼筋面積計(jì)算該截面的抵抗彎矩。 按鋼筋截面面積的比例將坐標(biāo) F3（圖中 F點(diǎn)的縱坐標(biāo) F3就等于 Mmax）劃分為每根縱筋各自抵抗的彎矩。 在圖 246中，通過 3點(diǎn)分別作平行于梁軸線的水平線，其中 2水平線交彎矩圖于 J G1點(diǎn)。在 G截面，有 1 25＋ 2 20抗彎即可，故 G截面為③號(hào)鋼筋的不需要點(diǎn)，現(xiàn)將③號(hào)鋼筋彎下兼作抗剪鋼筋用。同理， J截面為②號(hào)鋼筋的不需要點(diǎn)，同時(shí)又是①號(hào)鋼筋的 充分利用點(diǎn) ，依此類推。因?yàn)閷?duì)正截面抗彎來說，這根鋼筋既然是多余的，在理論上便可以予以切斷， 但實(shí)際切斷點(diǎn)還將延伸一段長(zhǎng)度 。 MR圖在 J截面的突變反映②號(hào)鋼筋在該截面被切斷。因?yàn)樵趶澫碌倪^程中，該鋼筋仍能抵抗一定的彎矩，但 這種抵抗彎矩是逐漸下降 的，直到 I截面彎起鋼筋穿過梁的中性軸（即進(jìn)入受壓區(qū)），它的正截面抗彎能力才認(rèn)為完全消失，在 H、 I截面之間MR圖假設(shè)為按 斜直線 變化。 MR圖與 M圖越貼近，表明鋼筋強(qiáng)度的利用越充分，這是計(jì)算中應(yīng)力求做到的一點(diǎn)。 （二）保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施 1. 縱向受力鋼筋截?cái)鄷r(shí)的構(gòu)造 為了保證斜截面的受彎承載力， 梁內(nèi)縱向受拉鋼筋一般不宜在正彎矩區(qū)段切斷 。 （ 2）鋼筋的充分利用點(diǎn)至該鋼筋的 實(shí)際切斷點(diǎn)的距離 ， 當(dāng) KV≤Vc時(shí) ，延伸長(zhǎng)度 ld≥； 當(dāng) KV＞ Vc時(shí)，延伸長(zhǎng)度 ld≥＋ h0， la為受拉鋼筋的最小錨固長(zhǎng)度，按表 12采用。 同時(shí)，彎起鋼筋的實(shí)際彎起點(diǎn)必須伸過其充分作用點(diǎn)一段距離 a，不論鋼筋的彎起角度為多少，均統(tǒng)一取 a≥。 腹筋最大間距的限制是為保證斜截面的受剪承載力，而a≥。 彎起鋼筋的彎起點(diǎn) 簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁簡(jiǎn)支端的支座，彎矩為零。 但若 剪力較大 引起斜裂縫時(shí)，就可能導(dǎo)致錨固破壞，所以簡(jiǎn)支梁下部縱向受力鋼筋伸入支座的錨固長(zhǎng)度 las，應(yīng)符合下列條件： （ l）當(dāng) KV≤Vc時(shí)， las≥5d （ 2）當(dāng) KV＞ Vc時(shí)， las≥10d（等高肋鋼筋）； las≥12d（月牙肋鋼筋）； las≥15d（光面鋼筋）。 第五節(jié) 鋼筋混凝土構(gòu)件施工圖 施工圖 配筋圖 鋼筋表 說明或附注 說明或附注中包括說明之后可以減少圖紙工作量的內(nèi)容以及一些在施工過程中必須引起注意的事項(xiàng)。 配筋圖 表示鋼筋骨架的形狀以及在模板中的位置，主要為 綁扎骨架 用。 最好在每根鋼筋的兩端及中間都注上編號(hào)，以便于查清每根鋼筋的來龍去脈。 編制鋼筋表主要是計(jì)算鋼筋的長(zhǎng)度， 返 回 鋼筋長(zhǎng)度計(jì)算 （一）直鋼筋 圖中的鋼筋 ① 為一直鋼筋，其直段上所注 長(zhǎng)度 =l（構(gòu)件長(zhǎng)度）－ 2c（ c為混凝土保護(hù)層），此長(zhǎng)度再加上兩端彎鉤長(zhǎng)即為鋼筋①全長(zhǎng)。本例按 5d計(jì)，則鋼筋 ① 的全長(zhǎng)為 (6000－ 2 30）＋ 2 5 20=6140mm。由于彎折角 等于 45176。 彎起后的水平直段長(zhǎng)度由抗剪計(jì)算為 480mm。 箍筋尺寸一般標(biāo)注內(nèi)口尺寸，所注尺寸均為 鋼筋的外皮到外皮的距離 ，即 構(gòu)件截面外形尺寸減去主筋混凝土保護(hù)層 。 箍筋的彎鉤大小與主筋的粗細(xì) 有關(guān)，根據(jù)箍筋與主筋直徑的不同，箍筋兩個(gè)彎鉤的增加長(zhǎng)度見表 25 圖中箍筋 ④ 的長(zhǎng)度為 2 （ 490＋ 190）＋ 100=1460mm（內(nèi)口）。 因此，截面面積為 As的縱向受拉鋼筋相當(dāng)于截面面積為 αEAs的受拉混凝土作用， αEAs就稱為鋼筋 As的換算截面面積，則換算截面面積承受的拉力 應(yīng)與 原鋼筋承受的拉力 相同。39。(2AaAhAhhhbbhbbbhy?? ?????????換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩 3)(3)39。(339。(39。 y0=（ ＋ ） h I0=（ ＋ ） bh3 對(duì)于鋼筋混凝土的抗裂能力而言，鋼筋所起的作用不大，如果取混凝土的極限拉應(yīng)變 εtmax=～ ，則混凝土即將開裂時(shí)，鋼筋的拉應(yīng)力 σs≈（ ～ ） 105=20～ 30（ N/mm2） 。 提高構(gòu)件抗裂能力的 主要方法 是 加大構(gòu)件截面尺寸 、 提高混凝土強(qiáng)度等級(jí) 、 在混凝土中摻入鋼纖維 或 采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 等。 最大裂縫寬度 wmax超過規(guī)定的允許值時(shí)，可采取的措施： a. 適當(dāng) 減小鋼筋直徑 ； b. 采用 變形鋼筋 ，必要時(shí)可適當(dāng)增加配筋量，以降低使用階 段的鋼筋應(yīng)力。 三、變形驗(yàn)算 1. 鋼筋混凝土梁板的截面剛度 均布荷載作用下簡(jiǎn)支梁的跨中最大撓度為： f = 5Ml02 /（ 48EI） 對(duì)于均質(zhì)線彈性材料梁，截面抗彎剛度 EI為一常量，彎 矩 M與撓度 f成線性關(guān)系。 ? ?fB lMSf ?? 20km a x鋼筋混凝土梁板的彎矩?fù)隙惹€ （ l） 裂縫出現(xiàn)之前 （階段 I），曲線 OA′與 OA 非常接近。所以 f 值增加稍快，曲線略微