二、無(wú)腹筋板的沖切承載能力計(jì)算
(一)破壞形態(tài) 如圖。 (二)構(gòu)造措施 3、腹筋配置要求 (1)板的厚度不應(yīng)小于150mm,板的厚度太小,腹筋無(wú)法設(shè)置; (2)箍筋直徑不應(yīng)小于8mm,其間距不應(yīng)大于1/3h0。箍筋應(yīng)采用封閉式,并箍住架立鋼筋;按計(jì)算所需的箍筋,應(yīng)配置在沖切破壞錐體范圍內(nèi),此外,應(yīng)以等直徑和等間距的箍筋自沖切破壞斜截面向外延伸配置在不小于0.5h0范圍內(nèi)(每側(cè)布設(shè)箍筋的長(zhǎng)度≥1.5h0)。 (二)基本公式 k為修正系數(shù),取k=0.7,代入前式,并考慮截面高度尺寸效應(yīng),得無(wú)腹筋板抗沖切承載力計(jì)算基本公式:
(三)計(jì)算方法 已知板面荷載設(shè)計(jì)值,板的厚度,柱截面尺寸,混凝土強(qiáng)度等級(jí),驗(yàn)算沖切承載能力,可按下列步驟進(jìn)行: 1.求沖切力Fld 2.按 3.代入式 (一)截面限制條件 配置腹筋時(shí),板的截面限制條件為 (二)配箍筋板沖切承載能力計(jì)算 《公橋規(guī)》規(guī)定混凝土承擔(dān)的沖切力為不配箍筋時(shí)混凝土抗沖切力的一半,其余部分由箍筋承擔(dān)。因此,配置箍筋的板的沖切承載能力計(jì)算基本公式為: 當(dāng)已知板面荷載設(shè)計(jì)值,板的厚度,混凝土和鋼筋等級(jí),可按下列步驟計(jì)算箍筋截面面積: 1.計(jì)算沖切力; 2.驗(yàn)算沖切力; 3.驗(yàn)算截面限制條件; 4.計(jì)算全部箍筋截面面積; 5.選定箍筋肢數(shù)(n)和直徑d,計(jì)算沖切面每側(cè)箍筋間距, (三)彎起鋼筋抗沖切承載能力計(jì)算 當(dāng)配置彎起鋼筋時(shí),板的抗沖切能力由混凝土和彎起鋼筋兩部分組成。同樣取不配抗沖切鋼筋時(shí)混凝土抗沖切能力的一半,其余由彎起鋼筋承擔(dān),沖切承載能力基本公式為 已知板荷載設(shè)計(jì)值,板的厚度,混凝土和鋼筋等級(jí)時(shí),可按下列步驟計(jì)算彎起鋼筋面積:
局部承壓(local compression)是指構(gòu)件受力表面,僅有部分面積來(lái)承受壓力的受力狀態(tài),如圖所示。 局部承壓時(shí),在局部受壓面上產(chǎn)生較大的縱向(x向)壓應(yīng)力 在靠近局部受壓面附近, 對(duì)于混凝土局部承壓的破壞形態(tài),國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量的混凝土局部承壓試件的研究。研究表明,混凝土局部承壓的破壞形態(tài)主要與Ac/A(Ac為局部承壓面積,A為試件截面面積)以及Ac在底面積上的位置有關(guān)。對(duì)于Ac對(duì)稱布置于底面上的軸心局部承壓,其破壞形態(tài)主要有三種: 1.先開裂后破壞。 當(dāng)試件截面面積與局部承壓面積比較接近(一般在A/Ac<9),到達(dá)破壞荷載的50%~90%時(shí),試件某一側(cè)面首先出現(xiàn)縱向裂縫。隨著荷載增加,裂縫逐漸延伸,其它側(cè)面也相繼出現(xiàn)類似裂縫。最后承壓面下的混凝土被沖切出一個(gè)楔形體,如圖,試件被劈成數(shù)塊而發(fā)生劈裂破壞。 3、局部混凝土下陷。 當(dāng)試件的截面面積與局部承壓面積相比很大(一般A/Ac>36)時(shí),在試件整體破壞前,局部承壓面下的混凝土先局部下陷,沿局部承壓面四周的混凝土出現(xiàn)剪切破壞,但此時(shí)外圍混凝土尚未劈裂,荷載還可繼續(xù)增加,直至外圍混凝土被劈成數(shù)塊而最終破壞。 關(guān)于混凝土局部承壓的工作機(jī)理,國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出過許多看法,主要有兩種理論: 1、套箍理論 這個(gè)理論認(rèn)為,局部承壓區(qū)的混凝土可看作是承受側(cè)壓力作用的混凝土芯塊。當(dāng)局部荷載作用增大時(shí),受擠壓的混凝土向外膨脹,周圍混凝土起著套箍作用而阻止其橫向膨脹,因此,擠壓區(qū)混凝土處于三向受壓狀態(tài),提高了芯塊混凝土的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)周圍混凝土環(huán)向拉應(yīng)力達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度時(shí),試件即告破壞,其受力模型如圖所示。
2、剪切理論 在局部荷載作用下,局部承壓區(qū)的受力特性,猶如一個(gè)帶多根拉桿的拱,如圖。緊靠承壓板下面的混凝土,即位于拉桿拱頂部的混凝土,處于三向受壓狀態(tài),故抗壓強(qiáng)度明顯提高。距承壓板較遠(yuǎn)的混凝土,即位于拉桿拱拉桿部位的混凝土承受橫向拉力。當(dāng)局部承壓荷載達(dá)到開裂荷載時(shí),部分拉桿由于局部承壓區(qū)中橫向拉應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度而斷裂,從而產(chǎn)生局部縱向裂縫,此時(shí)尚未形成破壞機(jī)構(gòu),如圖。隨著荷載繼續(xù)增加,更多的拉桿被拉斷,裂縫進(jìn)一步增多和延伸,內(nèi)力進(jìn)一步重分配。當(dāng)達(dá)到破壞荷載時(shí),承壓板下的混凝土在剪壓作用下形成楔形體,產(chǎn)生剪切滑移面,楔形體的劈裂最終導(dǎo)致拱機(jī)構(gòu)破壞,如圖。
(1)設(shè)置墊板(或墊塊)。 設(shè)置墊板的目的是擴(kuò)大局部承壓面積,減小局部壓應(yīng)力,從而防止局部受壓區(qū)內(nèi)混凝土受壓破壞。墊板(或墊塊)應(yīng)具有足夠的剛度,保證局部壓力均勻地傳遞。 (2)配置間接鋼筋。 在局部壓力作用下,局部受壓區(qū)段,產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),出現(xiàn)縱向裂縫,裂縫一旦出現(xiàn),“套筒”作用大大減小。為了限制縱向裂縫的出現(xiàn)和展開,增加“套筒”作用,在局部受壓區(qū)段內(nèi)可配置間接鋼筋。 間接鋼筋形式,如圖。 ![]() 第三節(jié) 混凝土局部承壓強(qiáng)度提高系數(shù)
第四節(jié) 局部承壓區(qū)的計(jì)算
一、局部受壓區(qū)的截面尺寸 配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件的局部受壓區(qū)的截面尺寸應(yīng)滿足下列要求: 二、局部承壓區(qū)的承載力計(jì)算 三、局部承壓區(qū)的抗裂性計(jì)算 《公橋規(guī)》規(guī)定其局部受壓區(qū)的尺寸應(yīng)滿足下列錨下混凝土抗裂計(jì)算要求: 混凝土局部承壓修正系數(shù),按表采用。
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