混凝土结构设计原理第5章受弯构件斜截面承载力的计算VIP专享VIP免费

第5 章 受弯构件斜截面承载力的计算 教学提示：受弯构件在弯矩和剪力共同作用的区段常常产生斜裂缝，并可能沿斜截面发生破坏。斜截面破坏带有脆性破坏性质，应当避免，在工程设计时必须进行受弯构件斜截面承载力的计算。现有的斜截面承载力计算式是综合大量试验结果得出的。本章的难点是材料抵抗弯矩图的绘制以及纵向受力钢筋的弯起、截断和锚固等构造规定。 教学要求：本章要求学生熟悉无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态。掌握剪跨比的概念、无腹筋梁斜截面受剪的3 种破坏形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的影响。熟练掌握矩形、T 形和I 字形等截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件。掌握受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。 5 .1 斜截面开裂前的受力分析 受弯构件一般情况下总是由弯矩和剪力共同作用。通过试验可知，在主要承受弯矩的区段，将产生垂直裂缝，但在剪力为主的区段，受弯构件却产生斜裂缝。为了说明这种情况，下面用一实例，采用力学方法来分析其原因。 图 5 .1 对称集中加载的钢筋混凝土简支梁 图5.1 所示为一对称集中加载的钢筋混凝土简支梁，及其弯矩图和剪力图，当荷载不大时，混凝土尚未开裂之前，可以认为该梁处于弹性工作状态。这时，该梁截面上任意一点的正应力σ 、剪应力τ 、主拉应力tpσ 、主压应力cpσ 及主应力的作用方向与梁纵轴的夹角α ，都可以用材料力学公式来计算，但需要换算截面，即把纵向钢筋按钢筋与混凝土的弹性模量比Ea (Easc/EE=)换算成等效的混凝土截面。 根据计算结果，图5.2 给出了梁内主应力的轨迹线，实线为主拉应力tpσ ，虚线为主压应力cpσ ，轨迹线上任一点的切线就是该点的主应力方向，从截面1-1 的中性轴、受压区、混凝土结构设计原理 ·96· ·96· 受拉区分别取出一个微元体，其编号为1、2、3，它们所处的应力状态各不相同，具体 如下： 图5 .2 梁内应力状态 微元体1 由于位于中性轴处，所以正应力σ =0，剪应力τ 最大，tpσ 和cpσ 作用方向与梁纵轴的夹角45α =°； 微元体2 在受压区，σ 为压应力，tpσ 减小而cpσ 增大，主拉应力的方向与梁纵轴的夹角大于45°。 微元体3 在受拉区内，σ 为拉应力，tpσ 增大而cpσ 减小，主拉应力的方向与梁纵轴的夹角小于45°。 由于混凝土的抗拉强度非常低，当主拉应力tpσ 超过混凝土的抗拉强度时，就会在垂直主拉应力tpσ 方向产生裂缝...