钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算汇总.pdf

第五章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算

本章学习要点：

1、掌握无腹筋梁和有腹筋梁斜截面受剪承载力的计算公式和适用条件，防止斜压破坏和斜拉

破坏的措施；

2、掌握纵向受力钢筋伸入支座的锚固要求和箍筋的构造要求；

3、了解斜截面破坏的主要形态，影响斜截面抗剪承载力的主要因素；

4、了解受弯承载力图的作法，弯起钢筋的弯起位置和纵向受力钢筋的截断位置；

§5-1概述

5.1.1受弯构件斜截面受力与破坏分析

1、斜截面开裂前的受力分析

图5-1所示矩形截面简支梁，在跨中正截面抗弯承载力有保证的情况下，有

可能在剪力和弯矩的联合作用下，在支座附近区段发生沿斜截面破坏。

图5-1对称加载简支梁

梁在荷载作用下的主应力迹线图5-2。

图中实线为主拉应力迹线，虚线为主压应力迹线。

图5-2梁的主应力迹线和单元体应力图

位于中和轴处的微元体1，其正应力为零，切应力最大，主拉应力和主压

应力与梁轴线成45°角。位于受压区的微元体2，主拉应力减小，主压应力

增大，主拉应力与梁轴线夹角大45°。位于受拉区的微元体3，主拉应力增

大，主压应力减小，主拉应力与梁轴线夹角小于45°。

当主拉应力或主压应力达到材料的抗拉或抗压强度时，将引起构件截面的开裂和破坏。

2、无腹筋梁的受力及破坏分析

腹筋是箍筋和弯起钢筋的总称。

无腹筋梁是指不配箍筋和弯起钢筋的梁。

实验表明，当荷载较小，裂缝未出现时，可将钢筋混凝土梁视为均质弹性材料的

梁，其受力特点可用材料力学的方法分析。随着荷载的增加，梁在支座附近出现斜

裂缝。取CB为隔离体。

图5-3隔离体受力

与剪力V平衡的力有：AB面上的混凝土切应力合力Vc；由于开裂面BC两

侧凹凸不平产生的骨料咬合力Va的竖向分力；穿过斜裂缝的纵向钢筋在斜裂缝

相交处的销栓力Vd。

与弯矩M平衡的力矩主要由纵向钢筋拉力T和AB面上混凝土压应力合力

DC组成的内力矩。

由于斜裂缝的出现，梁在剪弯段内的应力状态将发生变化，主要表现在：

（1）开裂前的剪力是全截面承担的，开裂后则主要由剪压区承担，混凝土的

切应力大大增加，应力的分布规律不同于斜裂缝出现前的情景。

（2）混凝土剪压区面积因斜裂缝的出现和发展而减小，剪压区内的混凝土压

应力将大大增加。

（3）与斜裂缝相交的纵向钢筋应力，由于斜裂缝的出现而突然增大。

（4）纵向钢筋拉应力的增大导致钢筋与混凝土间粘接应力的增大，有可能出

现沿纵向钢筋的粘结裂缝或撕裂裂缝。

图5-4粘接裂缝和撕裂裂缝

当荷载继续增加，斜裂缝条数增多，裂缝宽度增大，骨料咬

合力下降，沿纵向钢筋的混凝土保护层被撕裂，钢筋的销栓力也逐渐减

弱；斜裂缝中的一条发展成为主要斜裂缝，称为临界斜裂缝。

无腹筋梁如同拱结构，纵向钢筋成为拱的拉杆。

破坏情形：混凝土剪压区在切应力和压应力共同作用下被压碎，梁发生破坏。

图5-5无腹筋梁的拱体受力机制

3、有腹筋梁的受力及破坏分析

配置箍筋可以有效提高梁的斜截面受剪承载力。箍筋最有效

的布置方式是与梁腹中的主拉应力方向一致，但为了施工方便，一般和

梁轴线成90°布置。

在斜裂缝出现后，箍筋应力增大。有腹筋梁如桁架，箍筋和

混凝土斜压杆分别为桁架的受拉腹杆和受压腹杆，纵向受拉钢筋成为桁

架的受拉弦杆，剪压区混凝土成为桁架的受压弦杆。

图5-6有腹筋梁的剪力传递

图5-7抗剪计算模式

当将纵向受力钢筋在梁的端部弯起时，弯起钢筋和箍筋有相

似的作用，可提高梁斜截面的抗剪承载力。

5.