混凝土的弯剪承载力.pptVIP

6、牛腿承重结构上设置牛腿，以承托它所支承的结构。例如工业厂房的柱子上设牛腿承托屋架(梁)、吊车梁和墙梁，甚至直接承托设备．又如墙或梁上的牛腿支承板或梁等。牛腿主要承受竖向荷载．也承受风或地震的作用、吊车制动力、混凝土收缩变形等产生的水平荷载。牛腿的顶部必须配置受拉钢筋，还设置水平方向箍筋和斜向弯起筋(图13-24(a))。牛腿的构造和受力状态如同一个短悬臂梁，或者由水平拉杆和斜向压杆组成的简单三角桁架。当荷载挑出下杆支承边的距离小于其有效高度(a≤h0)时挑出部分称为牛腿，其性能和承载力分析如下。挑出距离更长(a≥h0)的牛腿，可按照相应剪跨比(a／h0)的粱进行弯剪分析。第62页，共116页，星期日，2025年，2月5日有试验研究表明，牛腿的挑出长度(a／h0)决定了其内部应力状态，出现不同的裂缝发展过程和典型破坏形态(图13—24(b))：剪切破坏(a≤0.1h0)——沿下柱支承边出现多条斜向短裂缝，与直接剪切试件(图1—28(a))相同，最后牛腿沿此垂立面往下剪切移功而破坏。斜压破坏(a=（0.1-0.75）h0)——当荷载达极限值的20％-40％时，首光在牛腿顶面出现受拉竖向裂缝，稍有扩展后停滞。达极限荷载的40％-60％时，加载板内侧出现裂缝，并向斜下方发展。至70％—80％极限荷裁后，此斜裂缝的外侧出现大量短小的斜裂缝，逐渐扩展和相连。最终如同加载板下的—个斜向短柱受压破坏。实际工程中的牛腿大部属此类。弯压破坏(a=（0.75-1.0）h0)——荷载增大后，相继出现顶部的竖向受拉裂缝和加载板内侧起始的斜裂缝，并逐渐向牛腿根部延伸。达80％极限荷载后，顶部钢筋受拉屈服，裂缝增宽并向下延伸．牛腿根部的压区高皮不断缩减，混凝土发生受压破坏而告终。第63页，共116页，星期日，2025年，2月5日影响牛腿受力性能的主要因素，除了剪跨比(a／h0)外，还有受拉配筋率、混凝土强度、箍筋数量、加载垫板尺寸等。牛腿中配设的箍筋和弯起筋对于出现裂缝的荷载值影响不大，但是可限制随后的裂缝开展宽度。牛腿上出现斜裂缝时的荷载随剪跨比的增大而减小，其极限荷载或剪力Vu也随剪跨比的增大而减小，但随纵筋率而增大(图13-25)。设计牛腿时，一般以其抗裂和防止剪切型破坏等条件控制截面尺寸，以极限承载力条件计算所需受拉钢筋。第64页，共116页，星期日，2025年，2月5日7、板的冲切工程中常有板结构承受集中荷载的情况。例如桥面板上的车轮压力、楼板上的设备(图13—26(a))，以及板—柱结构、单独柱基(图13—26(b))等。这些构件在集中力作用下可能发生局部破坏，荷载或柱体连带一混凝土锥体从板中冲切而出，受力和破坏特点为双向剪切。上述两类冲切问题的差别只在于冲切锥范围内有无分布的荷载(或反力)，类似于梁在集中荷载和均布荷载下的弯剪破坏的差别。第65页，共116页，星期日，2025年，2月5日钢筋混凝土板的集中荷载试验，揭示了冲切破坏的过程和形态，图13—27所示为模拟弹性支承基础板的试验。试件加载初期挠曲变形很小；至极限荷载酌30％—50％后，板底面的两个方向出现受弯(拉)裂缝，从中间向外侧延伸，挠度加快增长；至极限荷载的75％—90％，板的侧面可见裂缝，裂缝的宽度不大。缓慢地向上延伸。到达极限荷载后，试件突然冲切破坏：冲切破坏形态：柱子明显下陷，往根四角稍有剥落，柱根周围的板顶面混凝土崩裂，板底的中部往外凸出，边缘为周困的冲切裂缝。甚至，柱子带着冲切锥完全从板中冲切而出。冲切锥斜面或斜裂缝与板面的夹角为40。-48。，在冲出时锥斜面上混凝土受错动而有碎片。板底面沿对角线方向可能出现较宽的裂缝，板侧面虽有裂缝，但宽度不大。第66页，共116页，星期日，2025年，2月5日板极限冲切承载力的主要影响因素有板的形状(平板、平缓梯形、阶梯状)和厚度、混凝土的强度ft、纵向配筋率μ等。需注意，当板的纵向配筋不足时，将由板的弯曲破坏控制。承受冲切荷载的板，在柱或荷载周围的应力状态比梁的抗剪问题更复杂。至今没有难确实用的计算方法，有些文献曾探讨过用塑性理论极限分析法求解。至今各国的设计规范中采用的计算式一般都是基于试验结果的经验式。极限冲切承载力Pu的最简单计算式为（13-22）（13-23）其他文献：第67页，共116页，星期日，2025年，2月5日14.抗扭承载力大多数的杆系结构中，构件的截面左右对称，纵向轴线为一直线，荷载和支座反力都作用在此对称平画内，截面内力可有轴力、弯矩和剪力，材料一般处于一维或二维应力状态。若构件的轴