钢筋混凝土与砌体结构 斜截面破坏形态 7.斜截面破坏形态.doc

职业教育地下与隧道工程技术专业教学资源库 高等职业教育建筑工程技术专业教学资源库 —《钢筋混凝土与砌体结构》电子教材 - - 斜截面的破坏形态 学习目标 知识目标： 了解钢筋混凝土受弯构件斜截面两种破坏性质； 熟悉钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏的三种形态； 掌握配箍率，剪跨比等对钢筋混凝土简支梁斜截面破坏形态的影响。 能力目标： 具备配箍率计算的能力； 具备分析不同配箍率，剪跨比对简支梁的破坏形态的能力。 学习重点 受弯构件斜截面破坏的三种形态 学习难点 配箍率的计算 学习内容 1.受弯构件斜截面承载力计算的原因 受弯构件在主要承受弯矩的区段将会产生垂直于梁轴线的裂缝，若其受弯承载力不足，则将沿正截面破坏。一般而言，在荷载作用下，受弯构件不仅在各个截面上引起弯矩Ｍ，同时还产生剪力V。在弯曲正应力和剪应力共同作用下，受弯构件将产生与轴线斜交的主拉应力和主压应力。图1.1a为梁在弯矩M和剪力V共同作用下的主应力迹线，其中实线为主拉应力迹线，虚线为主压应力迹线。由于混凝土抗压强度较高，受弯构件一般不会因主压应力而引起破坏。但当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土便沿垂直于主拉应力的方向出现斜裂缝（图1.1b），进而可能发生斜截面破坏。斜截面破坏通常较为突然，具有脆性性质，其危险性更大。所以，钢筋混凝土受弯构件除应进行正截面承载力计算外，还须对弯矩和剪力共同作用的区段进行斜截面承载力计算。 梁的斜截面承载能力包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。在实际工程设计中，斜截面受剪承载力通过计算配置腹筋来保证，而斜截面受弯承载力则通过构造措施来保证。 一般来说，板的跨高比较大，具有足够的斜截面承载能力，故受弯构件斜截面承载力计算主要是对梁和厚板而言。 图1.1 受弯构件主应力迹线及斜裂缝示意 （a）梁的主应力迹线； （b）梁的斜裂缝 2.受弯构件斜截面受剪破坏形态 受弯构件斜截面受剪破坏形态主要取决于箍筋数量和剪跨比λ。λ=a/h0，其中a称为剪跨，即集中荷载作用点至支座的距离。随着箍筋数量和剪跨比的不同，受弯构件主要有以下三种斜截面受剪破坏形态。 （1）斜拉破坏 当箍筋配置过少，且剪跨比较大（λ＞3）时，常发生斜拉破坏。其特点是一旦出现斜裂缝，与斜裂缝相交的箍筋应力立即达到屈服强度，箍筋对斜裂缝发展的约束作用消失，随后斜裂缝迅速延伸到梁的受压区边缘，构件裂为两部分而破坏（图1.2a）。斜拉破坏的破坏过程急骤，具有很明显的脆性。 （2）剪压破坏 构件的箍筋适量，且剪跨比适中（λ＝１～3）时将发生剪压破坏。当荷载增加到一定值时，首先在剪弯段受拉区出现斜裂缝，其中一条将发展成临界斜裂缝（即延伸较长和开展较大的斜裂缝）。荷载进一步增加，与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度。随后，斜裂缝不断扩展，斜截面末端剪压区不断缩小，最后剪压区混凝土在正应力和剪应力共同作用下达到极限状态而压碎（图1.2b）。剪压破坏没有明显预兆，属于脆性破坏。 （3）斜压破坏 当梁的箍筋配置过多过密或者梁的剪跨比较小（λ＜1）时，斜截面破坏形态将主要是斜压破坏。这种破坏是因梁的剪弯段腹部混凝土被一系列平行的斜裂缝分割成许多倾斜的受压柱体，在正应力和剪应力共同作用下混凝土被压碎而导致的，破坏时箍筋应力尚未达到屈服强度（图1.2c）。斜压破坏属脆性破坏。 上述三种破坏形态，剪压破坏通过计算避免，斜压破坏和斜拉破坏分别通过采用截面限制条件与按构造要求配置箍筋来防止。剪压破坏形态是建立斜截面受剪承载力计算公式的依据。 图1.2 斜截面破坏形态 （a）斜拉破坏；（ b）剪压破坏；（ c）斜压破坏