第六章受弯构件的斜截面承载力选编.ppt

6 受弯构件的斜截面承载力 ;钢筋混凝土受弯构件在主要承受弯矩的区段内会产生竖向裂缝，如果正截面受弯承载力不够，将沿竖向裂缝发生正截面受弯破坏。另一方面，钢筋混凝土受弯构件还有可能在剪力和弯矩共同作用的支座附近区段内，沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。 ;在保证受弯构件正截面受弯承载力的同时，还要保证斜截面承载力，它包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力两方面。工程设计中，斜截面受剪承载力是由计算和构造来满足的，斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构造要求来保证的。;通常，板的跨高比较大，且大多承受分布荷载，因此相对于正截面承载力来讲，其斜截面承载力往往是足够的，故受弯构件斜截面承载力主要是对梁及厚板而言的。;为了防止梁沿斜裂缝破坏，应使梁具有一个合理的截面尺寸，并配置必要的箍筋。剪力较大时，可再设置斜钢筋。斜钢筋一般由梁内的纵筋弯起而成，称为弯起钢筋。箍筋、弯起钢筋（或斜筋）统称为腹筋，它们与纵筋、架立钢筋等构成梁的钢筋骨架。;按理说，箍筋也应像弯起钢筋那样做成斜的，以便于主拉应力方向一致，更有效地抑制斜裂缝的开展，但斜箍筋不便绑扎，与纵向钢筋难以形成牢固的钢筋骨架，故一般都采用竖向箍筋。;试验研究表明，箍筋对抑制斜裂缝开展的效果比起弯起钢筋要好，所以工程设计中，应优先选用箍筋，然后再考虑采用弯起钢筋。由于弯起钢筋承受的拉力比较大，且集中，有可能引起弯起处混凝土的劈裂裂缝。因此放置在梁侧边缘的钢筋不宜弯起，梁底层钢筋中的角部钢筋不应弯起，顶层钢筋中的角部钢筋不应弯下。弯起钢筋的弯起角宜取45°或60°。;钢筋混凝土梁在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段内，将产生斜裂缝。斜裂缝主要有腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝两类。;图示为以无腹筋简支梁在对称集中荷载作用下的主应力轨迹线图形，实线是主拉应力迹线，虚线是主压应力迹线。;在中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为45°。当荷载增大，拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝。 腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于I形截面薄腹梁中。 ;从主应力迹线图上可以看出，在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向的，所以，在这些区段仍可能首先出现一些较短的竖向裂缝，然后发展成集中荷载作用点延伸的斜裂缝，这种由竖向裂缝发展而成的斜裂缝，称为弯剪斜裂缝，这种裂缝下宽上细，是最常见的。 ;2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态;剪跨比反映了截面上正应力和剪应力的相对比值，在一定程度上也反映了截面上弯矩与剪力的相对比值。它对无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态有着决定性的影响，对斜截面受剪承载力也有着极为重要的影响。 ;无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 不同的剪跨比，梁内的主应力迹线分布也有不同，导致梁的斜截面受剪破坏形态的不同。 ;在剪跨比小的梁，在集中力到支座之间有虚线所示的主压应力迹线，即力是按斜向短柱的形式传递的。可见，剪跨比小时，主要是斜向受压而产生斜压破坏。在剪跨比大的梁，集中力与支座之间没有直接的主压应力迹线，故以弯曲传力为主，产生沿主压应力迹线的斜裂缝，并发展为斜拉破坏。;试验也表明，无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与剪跨比有决定性的关系，主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种破坏形态。 ;（1）斜压破坏 ;剪跨比小于1时，发生斜压破坏。 这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄的T形截面或I形截面梁内。破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏，因此受剪承载力取决于混凝土的抗压强度，是斜截面受剪承载力中最大的。 ;（2）剪压破坏 ;剪跨比 时，常发生剪压破坏。 其破坏特征通常是，在弯剪区段的受拉区边缘先出现一些竖向裂缝，它们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。 ;（3）斜拉破坏 ;剪跨比大于3时，常发生斜拉破坏。 其特点是当竖向裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁变形很小，具有很明显的脆性，其斜截面受剪承载力最小。 ;2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态;三种破坏形态的斜截面受剪承载力是不同的，斜压破坏时最大，其次为剪压，斜拉最小。它们在达到峰值荷载时，跨中挠度都不大，破坏时荷载都会迅速下降，表明它们都属脆性破坏类型，是工程中应尽量避免的。 ;这三种破坏形态虽然都是属于脆性破坏类型，但脆性程度是不同的。混凝土的极限拉应变值比极限压应变值小得多，所以斜拉破坏最脆，斜压破坏次之。为此，规范规定用构造措施，强制性地来防止斜拉、斜压破坏