水工受剪构件.pptxVIP

一、概述 1. 剪切破坏的产生 钢筋混凝土梁在荷载作用下有两种主要的破坏： ⑴ 在梁的受弯区段内，产生正截面受弯破坏； ⑵ 在梁的剪弯区段内，产生斜截面受剪破坏 或斜截面受弯破坏。; 根据材料力学原理,梁任意处的主应力可由下式计算: 当梁混凝土的主拉应力?t ft 时，剪弯段将出现斜裂缝。; 根据截面上的弯矩M和剪力V的变化情况，梁上可能出现下列类型的斜裂缝： （1）在截面中部首先出现的斜裂缝（腹剪裂缝）； （2）由梁下部的弯曲裂缝变化产生的斜裂缝 (弯剪裂缝)。 梁中和轴附近的正应力小，剪应力大，由此产生的主拉应力方向大致为45°。当拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，梁腹部出现沿主压应力迹线的斜裂缝（腹剪斜裂缝）。裂缝呈中间宽两头细的形状，薄腹梁中较为多见。 梁剪弯区段下边缘，主拉应力基本为水平向。这些区段先出较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝（弯剪斜裂缝），并向集中荷载作用点扩展。裂缝呈上细下宽的形状，是最常见的。;二、剪跨比和配箍率的概念 1. 剪跨比 剪跨比l是指剪弯段同一截面上弯矩M 和剪力V 的比值，也即反映了同一截面上正应力σ与剪应力τ的相对大小。 剪跨比有两种： a . 广义剪跨比 （用于均布荷载） b. 计算剪跨比 （用于集中荷载） 因a 称为“剪跨”，故l称为剪跨比。大量的试验结果证明了剪跨比对构件抗剪承载力有非常明显的影响。; 2. 配箍率rsv 在箍筋的一个间距范围内，箍筋各肢的总截面积与混凝土水平截面面积的比值，即 配箍率rsv 是衡量梁抗剪承载 能力的重要指标。;三、简支无腹筋梁的抗剪机制 梁的抗弯能力可写成 若力臂y为常数，则拉力沿构件长度是变化的，构件的抗弯与抗剪机制为梁机制，剪力以剪应力的形式传向支座。 若合力T为常数，则拉力沿构件长度是不变的，构件的抗弯与抗剪机制为拱机制，剪力以压力的形式传向支座。;四、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态 ⑴ 斜拉破坏：常发生在剪跨比较大(l3)时，破坏是由梁中主拉应力超过混凝土抗拉强度所致，与正截面承载力的少筋破坏相似。其特点是当垂直裂缝一转为斜裂缝，即迅速向受压区斜向扩展，斜截面承载力随之丧失。 ⑵ 剪压破坏：多发生在梁剪跨比一般(1l3)时，破坏是由剪压区压应力和剪应力共同作用 所致，与正截面承载力的适筋破 坏相似。其特点是，在荷载的作 用下，剪弯段的弯曲裂缝斜向扩 展成斜裂缝，最后形成主要斜裂 缝——临界斜裂缝，临界斜裂缝 的迅速扩展导致剪压区混凝土破 坏，斜截面丧失承载力。; ⑶ 斜压破坏：多发生在剪跨比较小(l1)时，破坏是由梁中主压应力超过混凝土抗压强度所致，与正截面承载力的超筋破坏相似。破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而被压坏，破坏是突然发生。 右图为三种破坏形态的荷载-挠度 （P-f）曲线图，从图中曲线可见，各 种破坏形态的斜截面承载力各不相同， 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，破坏后荷载都会迅速下 降，表明它们都属脆性破坏类型，而其中尤以斜拉破坏为甚。; 五、斜截面的抗剪机理 1. 无腹筋受剪构件的抗剪机理 以剪压破坏为例(相对于斜压破坏和斜拉破坏，它更能给出破坏预兆)，给出无腹筋受剪构件的脱离体上静力平衡条件（假定斜裂缝为平直的）。; 2. 有腹筋受剪构件的抗剪机理 （1） 箍筋的作用 开裂前构件的受力性能与无腹筋梁相似，腹筋中的应力很小；当?tpmaxft时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝；开裂后，腹筋的应力增大，限制了斜裂缝的发展，保留更大的混凝土剪压区用于承受剪力，同时也提高了骨料间的咬合力和纵筋的销拴力，因而提高了钢筋混凝土梁的抗剪承载力。 2.破坏形态 与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要有三种：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。 当l 3且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破坏；如l 3，但箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉破坏，而发生剪压破坏；; 当1 ≤ l ≤ 3但箍筋的配置数量过多，一般会发生斜压破坏。 当l 1或箍筋的配置数量过多，会发生斜压破坏。 对有腹筋梁来说，只要其截面尺寸合适，腹筋配置数量适当，最常见的斜截面受剪破坏形态是剪压破坏，也就是可通过调整腹筋的配置量来控制