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第3节 有腹筋梁的斜截面受剪承载力

4.3.1 有腹筋梁的受力模型
1. 受力模型
◆ 梁中配置箍筋,出现斜裂缝后,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
◆ 斜裂缝间齿状体混凝土如斜压腹杆;箍筋如竖向拉杆; 临界斜裂缝上部及受压区混凝土相当于受压弦杆;纵筋相当于下弦拉杆;
◆ 箍筋将齿状体混凝土传来的荷载悬吊到受压弦杆,增加了混凝土传递受压的作用;斜裂缝间的骨料咬合作用,还将一部分荷载传递到支座(拱作用);

2. 箍筋的作用
◆ 斜裂缝出现后,拉应力由箍筋承担,增强梁的剪力传递能力
◆ 箍筋控制了斜裂缝的开展,增加了剪压区的面积,使Vc增加,骨料咬合力Va也增加
◆吊住纵筋,延缓了撕裂裂缝的开展,增强了纵筋销栓作用Vd
◆箍筋参与斜截面受弯,使斜裂缝出现后纵筋应力 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。

4.3.2 斜截面受剪承载力计算公式

系数αsv与斜裂缝水平投影长度以及箍筋受力均匀程度有关。

4.3.2 斜截面受剪承载力计算公式

2. 配置箍筋和弯起钢筋
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载力。


α 为弯起钢筋与构件轴线的夹角,一般取45~60°。
0.8为考虑构件破坏时弯起钢筋达不到屈服强度时应力的不均匀系数。
3. 截面的限制条件及构造配筋
(1)斜压破坏:截面的最小尺寸
◆ 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。 斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。
◆ 《规范》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过高产生斜压破坏。
受剪截面应符合下列截面限制条件:


(2)斜拉破坏:最小配箍率
当配箍率小于一定值时,斜裂缝出现后,箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力,而很快达到屈服,其受剪承载力与无腹筋梁基本相同
◆ 当剪跨比较大时,可能产生斜拉破坏。
◆ 为防止这种少筋破坏,《规范》规定当抗剪设计时,配箍率应满足:

(2)构造要求
◆ 为控制使用荷载下的裂缝宽度,控制箍筋直径。
◆ 为保证每条斜裂缝至少穿过一个箍筋,规定箍筋间距。
◆ 满足纵向钢筋不被压曲的需要

(3)弯起钢筋构造

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,《规范》规定当按计算要求配置弯筋时,前一排弯起点至后一排弯终点的距离不应大于表中V>0.7ftbh0栏的最大箍筋间距smax的规定。

4. 斜截面受剪承载力的计算位置

(1)支座边缘处斜截面(最大剪力截面)(1-1)
(2)腹板宽度改变处截面(2-2);
(3)箍筋数量和间距改变处截面(3-3);
(4) 弯起钢筋弯起点处截面(4-4)。