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钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算

§1概述

受弯构件的内力情况：弯矩与剪力

受弯构件在承受弯矩的同时，还承受有剪力的作用。表现在其裂缝的开展形式：有沿正截面开展的裂缝和沿斜截面开展的裂缝。裂缝的产生与开展主要由应力情况所决定：当主拉应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝；而主拉应力和主压应力是由弯矩产生的正应力和剪力引起的剪应力的综合。举例简支梁中和轴上下三个单元体。

腹筋：箍筋与弯起钢筋的总称

为防止构件沿斜截面产生破坏，应使梁有一个适宜的截面尺寸和混凝土强度等级，以及必要的腹筋。

§2斜截面的破坏形态及影响承载力的主要因素

1、无腹筋梁斜裂缝开展全过程及破坏形态

斜裂缝引起的梁受力状态的变化：

⑴集中荷载作用下，裂缝出现的位置：随着集中荷载的增大，在支座与集中荷载之间相继出现一些斜裂缝，其中有一条开展较快，成为导致构件破坏的主裂缝，又称临界斜裂缝；

⑵以主裂缝为界限的隔离体的受力情况：〔图〕

a：—混凝土受压区承受的剪力；剪压区情况

b：—混凝土骨料之间的咬合力

c：—纵筋的销栓力

⑶主裂缝的形成引起梁受力状态的变化：

a：主裂缝出现前，与斜裂缝相交处A点钢筋应力由决定；

主裂缝出现后，与斜裂缝相交处A点钢筋应力由决定；

b：主裂缝出现前后剪力承受情况：出现前整个截面承受剪力；

出现后主要由承受，还有、；但随着钢筋应力的增大，裂缝的开展，、减小乃至为0；

c：主裂缝出现后构件受力类似于一个拉杆拱工作。

破坏形态：

⑴剪跨比：剪跨a〔集中荷载到支座内边缘的距离〕与梁截面有效高度

的比值，用表示；

广义剪跨比用表示，为同一截面的值；

⑵集中荷载作用下无腹筋梁受剪的三种破坏形态及特点：

a：斜压破坏：λ＞3时发生。在集中荷载与支座之间的梁腹混凝土犹如一斜向的受压短柱，由于梁腹混凝土压碎而破坏；

b：剪压破坏：1≤λ≤3时发生。斜裂缝出现以后荷载仍可有一定的增长，最后，斜裂缝上端集中荷载附近混凝土压碎而产生破坏；

c：斜拉破坏：λ＜1时发生。斜裂缝一出现就很快开展到梁顶，将梁劈拉成两半，最后由于混凝土拉裂而破坏。

影响无腹筋梁受剪承载力的因素：

⑴剪跨比λ：集中荷载直接作用下随λ的变化受剪承载力也有所变化；

集中荷载间接作用下〔有竖向拉力作用〕影响不大；

均布荷载作用下可近似用代替；开裂剪力与破坏剪力随之变化；↓，破坏剪力↑明显，而开裂剪力提高不大；

⑵混凝土强度等级：无腹筋梁受剪承载力与混凝土强度有很大的关系；

⑶纵筋配筋率：可延缓斜裂缝的开展，增加受压区混凝土面积，并使骨料咬合力及纵筋的销栓力有所提高；

⑷结构类型：条件相同的连续梁低于简支梁；

⑸截面尺寸与形状：有受压翼缘时可一定程度上提高受剪承载力；但对梁腹的混凝土压坏即斜压破坏，翼缘的存在不能提高其受剪承载力；截面尺寸过大对受剪也有影响。

无腹筋梁剪切破坏属脆性破坏，必须严格控制，标准规定无腹筋梁只能用于梁高很小的梁中，〔小于150〕，对h≥150的梁即使V≤Vc也应在支座1/4范围内按构造配筋，当h＞300时，应在全跨范围内配置箍筋。

2、有腹筋梁斜截面受力特点及破坏形态

腹筋的作用及其表现：

⑴作用：斜裂缝产生之前，腹筋应力很小，对阻止斜裂缝产生的作用很小，斜裂缝产生后，腹筋可限制斜裂缝的开展，大大加强斜截面的抗剪能力。

⑵作用的表现：

a：与斜裂缝相交的腹筋可直接承受剪力；

b：腹筋可阻止斜裂缝的开展，加大破坏前斜裂缝顶端混凝土剩余截面，从而提高混凝土抗剪强度；

c：腹筋减少了裂缝宽度，提高了咬合力；

d：腹筋限制了纵筋竖向位移，阻止了混凝土沿钢筋的撕裂，提高了纵筋的销栓作用。

有腹筋梁就形成了一个拱形行架的受力体系。弯起钢筋几乎与斜裂缝相垂直，因而传力直接，但由于弯起钢筋由纵筋弯起而成，其直径较粗，根数较少，受力不均匀；而箍筋虽然与斜裂缝不是正交，但分布均匀；因此腹筋的配置总是先考虑箍筋，需要时再配弯筋。

有腹筋梁的破坏形态：

⑴配箍率：以表示，各字母所表示的含义要清楚；

⑵破坏形态：随着配筋率的不同有腹筋梁的剪切破坏有以下三种形态：

a：斜压破坏：配箍率过大，剪切破坏时箍筋未能屈服，由于梁腹混凝土压碎而产生的破坏；

b：剪压破坏：配筋率适中，破坏时箍筋先达屈服，最后剪压区混凝土压碎而产生破坏；

c：斜拉破坏：配筋率很小，斜裂缝一出现箍筋即达屈服，将梁斜向拉断而破坏。

影响有腹筋梁受剪承载力及破坏形态的因素：

⑴剪跨比：试验说明，无腹筋梁破坏形态随剪跨比λ变化而变化，抗剪能力也随剪跨比λ增大而减小。当λ＞3时，剪跨比λ对抗剪强度无明显影响。

对有腹筋梁，在低配箍时剪跨比λ