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斜截面剪力承载力计算方法简析

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:(二)计算公式的适用条件梁的斜截面受剪承载力计算公式是根据有腹筋梁剪压破坏建立的,为防止斜压破坏和斜拉破坏,还必须确定计算公式的适用条件。(三)斜截面受剪承载力的计算位置在计算斜截面受剪承载力时,应取作用在该斜截面范围内的最大剪力作为剪力设计值,即斜裂缝起始端的剪力作为剪力设计值。

斜截面剪力承载力计算方法简析

(一)计算公式

斜截面受剪承载力的计算是以剪压破坏形态为依据的。现取斜截面左侧为隔离体,斜截面的内力如图2-36所示,由隔离体竖向力的平衡条件,并满足承载力极限状态的计算要求,可得基本计算公式为

式中 K——承载力安全系数

   V——构件斜截面上剪力设计值,N;

   Vu——斜截面受剪承载力极限值,N;

   Vc——剪压区混凝土的受剪承载力设计值,N;

   Vsv——与斜截面相交的箍筋的受剪承载力设计值,N;

   Vsb——弯起钢筋的受剪承载力设计值,N。

1.当仅配箍筋时梁的斜截面受剪承载力Vu的计算

仅配箍筋时梁的斜截面受剪承载力Vu=Vc+Vsv,公式中的第一项为混凝土所承受的受剪承载力,第二项为箍筋的受剪承载力。《水工混凝土结构设计规范》给出了以下两种情况的计算公式。对于矩形、T形和工字形截面的受弯构件,其受剪承载力计算公式为

对于承受以集中荷载为主的重要的独立梁,其受剪承载力计算公式为

式中 ft——混凝土轴心抗压强度设计值,N/mm2

   b——矩形截面的宽度或T形、工字形截面的腹板宽度,mm;

   h0——截面有效高度,mm;

   fyv——箍筋抗拉强度设计值,N/mm2

   s——箍筋间距,mm;

   Asv——配置在同一截面内箍筋的截面面积,mm2

2.当配有箍筋和弯起钢筋时梁的斜截面受剪承载力的计算

当配有箍筋和弯起钢筋时梁的斜截面受剪承载力的计算公式为

式中 fy——弯起钢筋的抗拉强度设计值,N/mm2

   Asb——同一弯起平面内弯起钢筋截面面积,mm2

   αs——斜截面上弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角,一般情况下αs=45°,当梁的截面高度h≥800mm时,取αs=60°。

(二)计算公式的适用条件

梁的斜截面受剪承载力计算公式是根据有腹筋梁剪压破坏建立的,为防止斜压破坏和斜拉破坏,还必须确定计算公式的适用条件。

1.防止斜压破坏的适用条件

为了防止梁截面尺寸过小、腹筋配置过多而发生斜压破坏,构件的截面尺寸必须符合下列条件。(www.xing528.com)

当hw/b≤4.0时,有

当hw/b≥6.0时,有

式中 hw——截面的腹板高度,mm,矩形截面取有效高度,T形截面取有效高度减去翼缘高度,工字形截面取腹板净高。

2.防止斜拉破坏的适用条件

(1)抗剪箍筋的最小配箍率。抗剪箍筋的配箍率用ρsv来表示,它反映了梁沿纵向单位水平截面含有的箍筋截面面积,计算公式为

式中 Asv——同一截面内的箍筋截面面积,mm2,如图2-37所示;

   n——同一截面内箍筋的肢数;

   Asv1——单肢箍筋截面面积,mm2

   s——沿梁轴线方向箍筋的间距,mm;

   b——梁的截面宽度,mm。

为防止箍筋过少而发生斜拉破坏,梁中抗剪箍筋的配箍率应满足

图2-37 梁的箍筋配置示意图

箍筋最小配箍率ρsv,min,当采用HPB235级钢筋时为0.15%,当采用HRB335级钢筋时为0.10%。

(2)腹筋的最大间距。在满足了最小配箍率要求后,为防止因箍筋选得过粗而间距过大,从而使箍筋无法发挥作用,《水工混凝土结构设计规范》规定了最大箍筋间距smax(表2-4)。同样,为防止弯起钢筋间距太大,出现不与弯起钢筋相交的斜裂缝,《水工混凝土结构设计规范》规定:当按计算要求配置弯起钢筋时,前一排弯起点至后一排弯终点的距离s不应大于表2-4中KV>Vc的最大箍筋间距smax,且第一排弯起钢筋弯终点距支座边缘的间距s1也不应大于smax(图2-38)。

(三)斜截面受剪承载力的计算位置

在计算斜截面受剪承载力时,应取作用在该斜截面范围内的最大剪力作为剪力设计值,即斜裂缝起始端的剪力作为剪力设计值。其剪力设计值的计算应根据危险截面确定,通常按下列规定采用(图2-39)。

(1)支座边缘处截面(图2-39中截面1—1)。

(2)受拉区弯起钢筋弯起点处截面[图2-39(a)中截面2—2和3—3]。

(3)箍筋截面面积或间距改变处截面[图2-39(b)中截面4—4]。

(4)腹板宽度改变处截面。

图2-38 腹筋间距过大时产生的影响

s1—支座边缘到第一根斜筋或箍筋的距离;s—斜筋或箍筋的间距

图2-39 斜截面受剪承载力的计算位置

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