親愛的讀者們，建筑結(jié)構(gòu)設計中，斜截面受剪承載力至關重要。本文詳細介紹了斜截面受剪承載力的計算公式、剪跨比的影響以及正截面與斜截面受剪承載力計算方法。希望大家通過閱讀，對建筑結(jié)構(gòu)設計中的斜截面受剪承載力有更深入的了解。

在建筑結(jié)構(gòu)設計中，斜截面受剪承載力是一個至關重要的參數(shù)，斜截面受剪承載力是指結(jié)構(gòu)在受到剪力作用時，斜截面能夠承受的最大剪力值，以下將詳細介紹斜截面受剪承載力的計算公式及其應用。

斜截面抗剪承載力計算公式

斜截面抗剪承載力的計算公式如下：

[ V_{cs} = rac{0.75}{f_{yt}} imes b imes h_0 imes sum_{v} rac{A_{sv}}{s} ]

式中：

- ( V_{cs} ) 為斜截面抗剪承載力；

- ( f_{yt} ) 為抗剪強度設計值；

- ( b ) 為截面寬度；

- ( h_0 ) 為截面有效高度；

- ( sum_{v} rac{A_{sv}}{s} ) 為斜截面受剪面積之和。

剪跨比對斜截面受剪承載力的影響

剪跨比是衡量斜截面受剪承載力的重要參數(shù)，其定義為計算截面至支座截面或節(jié)點邊緣的距離 ( a ) 與截面有效高度 ( h_0 ) 的比值，即 ( lpha = rac{a}{h_0} )。

當剪跨比 ( lpha ) 小于 5 時，取 ( lpha = 5 )；當 ( lpha ) 大于 0 時，取 ( lpha = 0 )。

梁的受剪承載力

梁的受剪承載力隨著彎起鋼筋截面面積的增大、強度的提高而線性增大，截面尺寸對無腹筋梁的受剪承載力有影響，尺寸大的構(gòu)件，破壞時的平均剪應力（( au = rac{V}{b imes h_0} )）比尺寸小的構(gòu)件要降低，有試驗表明，在其他參數(shù)保持不變時，梁高擴大 4 倍，受剪承載力可下降 25%~30%。

正截面與斜截面受剪承載力計算公式

正截面受剪承載力的計算公式為：

[ V = au imes A ]

- ( V ) 為承載力；

- ( au ) 為截面的最大剪應力；

- ( A ) 為截面的剪面積。

斜截面受剪承載力的計算公式為：

[ V = ( au imes coslpha + sigma imes sinlpha) imes A ]

- ( V ) 為承載力；

- ( au ) 為截面的最大剪應力；

- ( sigma ) 為截面的最大拉應力或壓應力；

- ( lpha ) 為剪力方向與軸線的夾角；

- ( A ) 為截面的剪面積。

建筑結(jié)構(gòu)計算題解析

已知條件

一鋼筋混凝土矩形截面梁截面尺寸 ( b imes h = 250 imes 600 ) mm，承受彎矩設計值 ( M = 150 ) kN·m，采用 C20 混凝土，Ⅱ級鋼筋。

縱向受拉鋼筋計算

利用混凝土規(guī)范公式 ( lpha_1 f_{cb} xi h_0 / f_y = As )，計算受拉鋼筋面積 ( As )：

[ As = rac{0 imes 19 imes 1000 imes 0.18 imes 55}{360} = 3351 ext{ mm}^2 ]

由于 ( As > As_{min} )，因此取受拉鋼筋面積 ( As = 3351 ext{ mm}^2 )。

在進行結(jié)構(gòu)計算時，需要確保所有參數(shù)準確無誤，尤其是混凝土和鋼筋的性能參數(shù)。

支座最大剪力設計值公式

設梁長 ( L )，均布荷載 ( Q )，跨中最大彎矩 ( M )，取跨中為平衡點，此時有：

- 支座反力：大小為 ( QL/2 )，方向向上（為正），作用點距離 ( L/2 )；

- 半跨均布荷載：大小 ( QL/2 )，方向向下（為負），作用點距離 ( L/4 )。

取矩則有：

[ M = QL/2 imes L/2（支座反力作用） - QL/2 imes L/4（半跨均布荷載作用） = rac{1}{8} imes QL^2 ]

按照公式 ( V = VC - (g + q) imes b/2 )，支座邊緣的剪力和彎矩計算公式分別為：

- 彎矩設計值為 ( M = MC - V_0 imes b/2 )；

- 剪力設計值 ( V = VC - (g + q) imes b/2 )；

- 集中荷載 ( V = VC )，所以支座邊緣截面剪力設計值按照公式 ( V = VC - (g + q) imes b/2 ) 計算。

支座邊緣截面剪力設計值計算

公式計算

按照公式 ( V = VC - (g + q) imes b/2 )，支座邊緣的剪力和彎矩計算公式分別為：

- 彎矩設計值為 ( M = MC - V_0 imes b/2 )；

- 剪力設計值 ( V = VC - (g + q) imes b/2 )；

- 集中荷載 ( V = VC )，所以支座邊緣截面剪力設計值按照公式 ( V = VC - (g + q) imes b/2 ) 計算。

計算截面

計算斜截面受剪承載力時，剪力設計值的計算截面應按下列規(guī)定采用：

1、支座邊緣處的截面（圖 6.3.2a、b 截面 1—1）；

2、受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面（圖 6.3.2a 截面 2—3—3）；

3、箍筋截面面積或間距改變處的截面（圖 6.3.2b 截面 4—4）；

4、截面尺寸改變處的截面。

求方鋼截面所能承受的最大剪力和彎矩（Q235）

方鋼截面類型對它所能承受的最大剪力和彎矩至關重要，Q235鋼在承受彎矩時的最大正應力為 215 N/mm，剪應力則為 125 N/mm，由于不同截面的截面抵抗矩有所差異，其承載能力也會有所不同。

可以利用公式 ( M = [sigma] imes W_n ) 來計算方鋼的承載能力。

方鋼截面模量

設材質(zhì)為 Q235，則 ( f = 210 ext{ N/mm} )，可承擔最大彎矩為 ( 17796 imes 210 = 3737160 ext{ N·mm} ) 即 737 kN·m。

集中荷載下的最大荷載

在梁中間加載集中荷載的情況下，10 號方鋼可以承受的最大荷載為 5 kN（約 500 公斤），考慮梁的長度為 5000 mm，截面尺寸為 BOX-100*4-Q235，兩端支座為豎向鉸接，集中荷載位于距離梁左端 2500 mm 的位置，采用《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 GB 50017-2003》進行驗算，計算時疊加自重，撓度限值為 2 軸 ( L/150 )，3 軸 ( L/200 )。

方鋼規(guī)格選擇

明確答案：做閣樓所需的方鋼標準通常要求使用規(guī)格適中、強度高的鋼材，常見的方鋼規(guī)格有 2 米長、截面尺寸為 5 厘米見方的，材質(zhì)多為 Q235 或 Q345 鋼材，具體規(guī)格需要根據(jù)閣樓的承重需求來確定。

詳細解釋：方鋼的規(guī)格尺寸是影響閣樓承重能力的重要因素之一。

性能不同：Q235 屬于低碳鋼，其塑性較高，但強度較低，適合于拉伸、壓延加工，如制作型材、板材等；45 號鋼屬于中碳鋼，可進行淬火處理，其熱處理后強度和硬度高，故適合于制作機械零件，用于要求受力大及耐磨性好的場合。