受彎構(gòu)件的斜截面承載力

1、受彎構(gòu)件的斜截面承載力斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài) 斜裂縫是因梁中彎矩和剪力產(chǎn)生的主拉應(yīng)變超過混凝土的斜裂縫是因梁中彎矩和剪力產(chǎn)生的主拉應(yīng)變超過混凝土的極限拉應(yīng)變而出現(xiàn)的。斜裂縫主要有兩類：腹剪斜裂縫和彎剪極限拉應(yīng)變而出現(xiàn)的。斜裂縫主要有兩類：腹剪斜裂縫和彎剪斜裂縫。斜裂縫。 斜裂縫的類型斜裂縫的類型 （1）彎剪斜裂縫）彎剪斜裂縫 特點(diǎn)：裂縫特點(diǎn)：裂縫下寬上窄下寬上窄 （2）腹剪斜裂縫）腹剪斜裂縫特點(diǎn)：裂縫特點(diǎn)：裂縫中間寬兩頭窄中間寬兩頭窄 斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài) 在中和軸附近，正應(yīng)力小，在中和軸附近，正應(yīng)力小，剪應(yīng)力大，主拉應(yīng)力方向大致為剪應(yīng)力大，主拉應(yīng)力方向大致為45。當(dāng)

2、荷載增大，拉應(yīng)變達(dá)到。當(dāng)荷載增大，拉應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉應(yīng)變值時(shí)，混凝混凝土的極限拉應(yīng)變值時(shí)，混凝土開裂，沿主壓應(yīng)力跡線產(chǎn)生腹土開裂，沿主壓應(yīng)力跡線產(chǎn)生腹部的斜裂縫，稱為部的斜裂縫，稱為腹剪斜裂縫腹剪斜裂縫。 腹剪斜裂縫中間寬兩頭細(xì)，腹剪斜裂縫中間寬兩頭細(xì)，呈棗核形，常見于薄腹梁中，如呈棗核形，常見于薄腹梁中，如圖所示。圖所示。斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài) 在剪彎區(qū)段截面的下邊緣，在剪彎區(qū)段截面的下邊緣，主拉應(yīng)力還是水平向的。所以，主拉應(yīng)力還是水平向的。所以，在這些區(qū)段仍可能首先出一些在這些區(qū)段仍可能首先出一些較短的垂直裂縫，然后延伸成較短的垂直裂縫，然后延伸成斜裂縫，向集中荷載作用點(diǎn)

3、發(fā)斜裂縫，向集中荷載作用點(diǎn)發(fā)展，這種由垂直裂縫引伸而成展，這種由垂直裂縫引伸而成的斜裂縫的總體，稱為的斜裂縫的總體，稱為彎剪斜彎剪斜裂縫裂縫，這種裂縫上細(xì)下寬，是，這種裂縫上細(xì)下寬，是最常見最常見的，如下圖所示。的，如下圖所示。斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài) 當(dāng)主拉應(yīng)力超過混凝土當(dāng)主拉應(yīng)力超過混凝土復(fù)合受力下的抗拉強(qiáng)度復(fù)合受力下的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)與主拉應(yīng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)與主拉應(yīng)力跡線大致垂直的裂縫力跡線大致垂直的裂縫。 抵抗主拉應(yīng)力的鋼筋：抵抗主拉應(yīng)力的鋼筋： 彎起鋼筋彎起鋼筋 箍筋箍筋 腹筋腹筋斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài)M 、V 同一截面的彎同一截面的彎矩與剪力設(shè)計(jì)值矩與剪力設(shè)計(jì)

4、值0MVh廣義剪跨比廣義剪跨比 集中荷載下的簡(jiǎn)支梁，到最外側(cè)的集中力臨近支座集中荷載下的簡(jiǎn)支梁，到最外側(cè)的集中力臨近支座的距離的距離a稱為剪跨，計(jì)算剪跨比為：稱為剪跨，計(jì)算剪跨比為：=a/h0承受均布荷載時(shí)，設(shè)承受均布荷載時(shí)，設(shè)l為計(jì)算截面離支座的距離，則為計(jì)算截面離支座的距離，則02021hlVhM斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài)斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài)斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài)無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)斜壓破壞斜壓破壞、剪壓破壞剪壓破壞和和斜拉破壞斜拉破壞三種破壞形態(tài)。三種破壞形態(tài)。無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)與剪跨比無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)與剪跨

5、比有決定性的關(guān)系有決定性的關(guān)系斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài)(1) 斜壓破壞斜壓破壞發(fā)生條件：發(fā)生條件：1這種破壞多數(shù)發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段，以及梁腹板很薄這種破壞多數(shù)發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段，以及梁腹板很薄的的T形截面或形截面或I形截面梁內(nèi)。形截面梁內(nèi)。破壞特點(diǎn)：破壞特點(diǎn)：1、破壞前，梁腹部出現(xiàn)若干大體平行的腹剪斜裂縫，混凝土、破壞前，梁腹部出現(xiàn)若干大體平行的腹剪斜裂縫，混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個(gè)斜向短柱；被腹剪斜裂縫分割成若干個(gè)斜向短柱；2、破壞是由于斜向短柱壓壞，因此受剪承載力取決于混凝土、破壞是由于斜向短柱壓壞，因此受剪承載力取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度，是斜截面受剪承載力中最

6、大的。的抗壓強(qiáng)度，是斜截面受剪承載力中最大的。斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài)(2)剪壓破壞剪壓破壞發(fā)生條件：發(fā)生條件：1313破壞特征：破壞特征：1 1、破壞前，彎剪斜裂縫不只一條。當(dāng)荷載增加到某一值時(shí)，、破壞前，彎剪斜裂縫不只一條。當(dāng)荷載增加到某一值時(shí)， 產(chǎn)生一條較寬的主要斜裂縫，稱為臨界斜裂縫。產(chǎn)生一條較寬的主要斜裂縫，稱為臨界斜裂縫。2 2、臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸，使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，、臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸，使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，裂縫寬度隨荷載的增加不斷增加。但承載力沒有很快喪失，荷裂縫寬度隨荷載的增加不斷增加。但承載力沒有很快喪失，荷載可以繼續(xù)增加，并出現(xiàn)其它斜裂縫

7、。載可以繼續(xù)增加，并出現(xiàn)其它斜裂縫。3 3、最后，上端剪壓區(qū)混凝土在剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的共同作用下，、最后，上端剪壓區(qū)混凝土在剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的共同作用下，達(dá)到混凝土的復(fù)合受力下的強(qiáng)度而破壞。達(dá)到混凝土的復(fù)合受力下的強(qiáng)度而破壞。4 4、承載能力取決于混凝土的復(fù)合應(yīng)力下（剪壓）的強(qiáng)度。、承載能力取決于混凝土的復(fù)合應(yīng)力下（剪壓）的強(qiáng)度。斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài) (3)斜拉破壞斜拉破壞條件：條件：3 破壞特征：破壞特征： 1、斜向裂縫一出現(xiàn)，很快形成臨界斜裂縫，迅速向受壓區(qū)斜向裂縫一出現(xiàn)，很快形成臨界斜裂縫，迅速向受壓區(qū)斜向伸展，斜截面承載力隨之喪失。破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫斜向伸展，斜截面承載力隨

8、之喪失。破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時(shí)的荷載很接近，破壞過程急驟，破壞前梁變形很小，具有時(shí)的荷載很接近，破壞過程急驟，破壞前梁變形很小，具有很明顯的脆性很明顯的脆性 。 2、破壞是由于混凝土（斜向）拉壞引起的，稱為斜拉破壞。破壞是由于混凝土（斜向）拉壞引起的，稱為斜拉破壞。承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度，故受剪承載能力很低。承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度，故受剪承載能力很低。斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài)斜截面破壞的斜截面破壞的F-f( (荷載荷載撓度撓度) )曲線曲線 三種破壞形態(tài)的斜截面受剪三種破壞形態(tài)的斜截面受剪承載力：斜壓破壞時(shí)最大，其次承載力：斜壓破壞時(shí)最大，其次為剪壓，斜拉最小。為剪壓，斜

9、拉最小。 峰值荷載對(duì)應(yīng)的跨中撓度峰值荷載對(duì)應(yīng)的跨中撓度都不大，破壞時(shí)荷載都會(huì)迅速下都不大，破壞時(shí)荷載都會(huì)迅速下降，表明都屬脆性破壞類型，工降，表明都屬脆性破壞類型，工程中應(yīng)盡量避免。程中應(yīng)盡量避免。 三種破壞形態(tài)脆性程度是不三種破壞形態(tài)脆性程度是不同的?；炷恋臉O限拉應(yīng)變值比同的?；炷恋臉O限拉應(yīng)變值比極限壓應(yīng)變值小得多，所以斜拉極限壓應(yīng)變值小得多，所以斜拉破壞最脆，斜壓破壞次之，剪壓破壞最脆，斜壓破壞次之，剪壓稍好。稍好。如何防止剪切破壞：如何防止剪切破壞：斜拉、斜壓破壞斜拉、斜壓破壞強(qiáng)制性構(gòu)造措施；強(qiáng)制性構(gòu)造措施；剪壓破壞剪壓破壞通過計(jì)算來防止。通過計(jì)算來防止。產(chǎn)生不同破壞形態(tài)的原因：產(chǎn)生

10、不同破壞形態(tài)的原因：主要由于主要由于傳力路徑傳力路徑的變化引的變化引起應(yīng)力狀態(tài)的不同。起應(yīng)力狀態(tài)的不同。斜裂縫、剪跨比及斜截面受彎破壞形態(tài)有腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)有腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài) 配置箍筋的有腹筋梁，它的斜截面受剪破壞形態(tài)是以配置箍筋的有腹筋梁，它的斜截面受剪破壞形態(tài)是以無腹筋梁為基礎(chǔ)的，也分為無腹筋梁為基礎(chǔ)的，也分為斜壓破壞斜壓破壞、剪壓破壞剪壓破壞和和斜拉破斜拉破壞壞。 除了除了剪跨比剪跨比對(duì)斜截面破壞形態(tài)有決定性的影響以外對(duì)斜截面破壞形態(tài)有決定性的影響以外, ,箍筋的配置數(shù)量箍筋的配置數(shù)量對(duì)破壞形態(tài)也有很大影響。對(duì)破壞形態(tài)也有很大影響。斜截面受剪承載力的計(jì)算影響斜截面受剪

11、承載力的主要因素影響斜截面受剪承載力的主要因素1.剪跨比剪跨比2.混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度3.箍筋的配箍率箍筋的配箍率4.縱筋配筋率縱筋配筋率5.斜截面上的骨料咬合力斜截面上的骨料咬合力6.截面尺寸和形狀截面尺寸和形狀（1）截面尺寸的影響截面尺寸的影響（2）截面形狀的影響截面形狀的影響bsAnbsAsvsvsv1斜截面受剪承載力的計(jì)算受剪承載力的計(jì)算受剪承載力的計(jì)算斜壓破壞斜壓破壞控制截面的最小尺寸來防止控制截面的最小尺寸來防止斜拉破壞斜拉破壞用滿足箍筋的最小配筋率條件及其它用滿足箍筋的最小配筋率條件及其它構(gòu)造要求來防止；構(gòu)造要求來防止；剪壓破壞剪壓破壞通過計(jì)算，使構(gòu)件滿足一定的斜截面通過計(jì)算，使

12、構(gòu)件滿足一定的斜截面受剪承載力，從而防止剪壓破壞。受剪承載力，從而防止剪壓破壞。構(gòu)構(gòu)造造 我國(guó)規(guī)范目前采用的是半理論半經(jīng)驗(yàn)的實(shí)用計(jì)算公式。我國(guó)規(guī)范目前采用的是半理論半經(jīng)驗(yàn)的實(shí)用計(jì)算公式。受剪承載力計(jì)算公式是針對(duì)剪壓破壞所建立的公式。受剪承載力計(jì)算公式是針對(duì)剪壓破壞所建立的公式。斜截面受剪承載力的計(jì)算(1) 不計(jì)入咬合力和銷栓力對(duì)受剪承載力的貢獻(xiàn)，梁發(fā)生剪壓不計(jì)入咬合力和銷栓力對(duì)受剪承載力的貢獻(xiàn)，梁發(fā)生剪壓破壞時(shí)，斜截面所承受的剪力設(shè)計(jì)值由三部分組成，即破壞時(shí)，斜截面所承受的剪力設(shè)計(jì)值由三部分組成，即VsbVdVa=VsucssbVVVV基本假設(shè)基本假設(shè)斜截面受剪承載力的計(jì)算(2) 梁剪壓破壞時(shí)

13、，與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋的拉應(yīng)力都達(dá)梁剪壓破壞時(shí)，與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋的拉應(yīng)力都達(dá)到其屈服強(qiáng)度，但要考慮拉應(yīng)力可能不均勻，特別是靠近剪壓區(qū)的到其屈服強(qiáng)度，但要考慮拉應(yīng)力可能不均勻，特別是靠近剪壓區(qū)的箍筋和彎起鋼筋有可能達(dá)不到屈服強(qiáng)度。箍筋和彎起鋼筋有可能達(dá)不到屈服強(qiáng)度。(3) 截面尺寸的影響主要對(duì)無腹筋的受彎構(gòu)件，故僅在不配箍筋和彎截面尺寸的影響主要對(duì)無腹筋的受彎構(gòu)件，故僅在不配箍筋和彎起鋼筋的厚板計(jì)算時(shí)才予以考慮。起鋼筋的厚板計(jì)算時(shí)才予以考慮。(4) 剪跨比是影響斜截面承載力的重要因素之一，但為了計(jì)算公式應(yīng)剪跨比是影響斜截面承載力的重要因素之一，但為了計(jì)算公式應(yīng)用簡(jiǎn)便，僅在計(jì)算

14、受集中荷載為主的獨(dú)立梁時(shí)才考慮了用簡(jiǎn)便，僅在計(jì)算受集中荷載為主的獨(dú)立梁時(shí)才考慮了的影響。的影響。(5) 影響受剪承載力的因素很多，很難綜合考慮。影響受剪承載力的因素很多，很難綜合考慮?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)范是根據(jù)大量的試驗(yàn)結(jié)果，取具有一是根據(jù)大量的試驗(yàn)結(jié)果，取具有一 定可靠度定可靠度（95%）的偏的偏下限經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算受彎構(gòu)件抗剪承下限經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算受彎構(gòu)件抗剪承 載力。載力。斜截面受剪承載力的計(jì)算無腹筋梁混凝土受剪承載力試驗(yàn)結(jié)果與取值無腹筋梁混凝土受剪承載力試驗(yàn)結(jié)果與取值我國(guó)我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的受彎構(gòu)件斜規(guī)定的受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算公式主要是以

15、截面受剪承載力的計(jì)算公式主要是以無腹筋梁無腹筋梁的試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)的。結(jié)果為基礎(chǔ)的。均布荷載作用下試驗(yàn)結(jié)果均布荷載作用下試驗(yàn)結(jié)果00.7ctVf bh針對(duì)剪壓針對(duì)剪壓破壞的公式破壞的公式斜截面受剪承載力的計(jì)算01.751ctVf bh集中荷載作用下試驗(yàn)集中荷載作用下試驗(yàn)3時(shí)，取時(shí)，取=31.5時(shí)，取時(shí)，取=1.5斜截面受剪承載力的計(jì)算受剪承載力計(jì)算公式受剪承載力計(jì)算公式 針對(duì)剪壓破壞針對(duì)剪壓破壞(1) 僅配置箍筋的矩形、僅配置箍筋的矩形、T形和形和I形截面受彎構(gòu)件的斜截面受剪形截面受彎構(gòu)件的斜截面受剪承載力設(shè)計(jì)值承載力設(shè)計(jì)值Vu=Vcs= Vc+ Vs Vc與無腹筋梁相比提高了多少與箍筋配

16、置有關(guān)，但無法確定，為了計(jì)算與無腹筋梁相比提高了多少與箍筋配置有關(guān)，但無法確定，為了計(jì)算簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單，規(guī)范規(guī)范規(guī)定就取無腹筋梁的抗剪強(qiáng)度，規(guī)定就取無腹筋梁的抗剪強(qiáng)度，Vs 也就不單純是箍筋也就不單純是箍筋承擔(dān)的剪力，它包括了箍筋承擔(dān)的剪力和混凝土抗剪承載力提高的部分。承擔(dān)的剪力，它包括了箍筋承擔(dān)的剪力和混凝土抗剪承載力提高的部分。包括箍筋及其對(duì)混凝土受剪承載力提高部分包括箍筋及其對(duì)混凝土受剪承載力提高部分00svcscvtyvAVf bhfhs無腹筋梁剪壓區(qū)受剪承載力無腹筋梁剪壓區(qū)受剪承載力斜截面受剪承載力的計(jì)算acv斜截面受剪承載力系數(shù)斜截面受剪承載力系數(shù) 一般受彎構(gòu)件：一般受彎構(gòu)件：0.7

17、集中荷載作用下的獨(dú)立梁：集中荷載作用下的獨(dú)立梁： =a/h001.751ctVf bh3時(shí)，取時(shí)，取=30.7ftbh0V0.7ftbh0150h300150200300h500200300500800300600斜截面受剪承載力的計(jì)算 箍筋的直徑滿足下表要求箍筋的直徑滿足下表要求 (105頁(yè)）頁(yè)）梁高h(yuǎn)(mm)箍筋最小直徑(mm)h8006h8008當(dāng)當(dāng) 時(shí)，配箍率尚應(yīng)滿足：時(shí)，配箍率尚應(yīng)滿足： t00.7Vf bhyvtminsv,sv24. 0ff斜截面受剪承載力的計(jì)算斜截面受剪承載力的計(jì)算方法斜截面受剪承載力的計(jì)算方法1、計(jì)算截面計(jì)算截面( (1) )支座邊緣處的截面（截面支座邊緣處的

18、截面（截面1-1）。）。( (2) )受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的斜截面（截面受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的斜截面（截面2-2）。）。( (3) )箍筋截面面積或間距改變處的斜截面（截面箍筋截面面積或間距改變處的斜截面（截面3-3）。）。( (4) )腹板寬度改變處的斜截面腹板寬度改變處的斜截面斜截面受剪承載力的計(jì)算 確定計(jì)算截面及其剪力設(shè)計(jì)值；確定計(jì)算截面及其剪力設(shè)計(jì)值； 驗(yàn)算截面尺寸是否足夠；驗(yàn)算截面尺寸是否足夠；（防止斜壓破壞）（防止斜壓破壞） 驗(yàn)算是否可以按構(gòu)造配筋；驗(yàn)算是否可以按構(gòu)造配筋； 當(dāng)不能按構(gòu)造配箍筋時(shí)，計(jì)算腹筋用量；當(dāng)不能按構(gòu)造配箍筋時(shí)，計(jì)算腹筋用量； 驗(yàn)算箍筋間距、直徑和最小配箍率

19、是否驗(yàn)算箍筋間距、直徑和最小配箍率是否 滿足要求。滿足要求。 （防止斜拉破壞）（防止斜拉破壞）防止防止剪壓剪壓破壞破壞2、計(jì)算步驟、計(jì)算步驟斜截面受剪承載力的計(jì)算可以按構(gòu)造配置箍筋的條件可以按構(gòu)造配置箍筋的條件 注意：兩不等式右邊即剪壓破壞時(shí)混凝土受剪承載力注意：兩不等式右邊即剪壓破壞時(shí)混凝土受剪承載力斜截面受剪承載力的計(jì)算判斷斜壓破壞P88發(fā)生斜壓破壞不發(fā)生斜壓破壞確定計(jì)算截面計(jì)算步驟計(jì)算步驟斜截面受剪承載力的計(jì)算00svcscvtyvAVf bhfhs滿足最小配箍率公式（4-19）及構(gòu)造（直徑與間距）其它構(gòu)造要求（直徑與間距）斜截面受剪承載力的計(jì)算答案：答案：D D對(duì)無腹筋梁的三種破壞形態(tài)，以下說法正確的是對(duì)無腹筋梁的三種破壞形態(tài)，以下說法正確的是( )。(A)只有斜壓破壞屬于脆性破壞只有斜壓破壞屬于脆性破壞(B)只有斜拉破壞屬于脆性破壞只有斜拉破壞屬于脆性破壞(C)只有剪壓破壞屬于脆性破壞只有剪壓破壞屬于脆性破壞(D)三種破壞都屬于脆性破壞三種破壞都屬于脆性破壞斜截面受剪承載力的計(jì)算答案：答案：A A條件相同的無腹筋梁，發(fā)生斜壓、斜拉和剪壓三種破壞形態(tài)條件相同的無腹筋梁，發(fā)生斜壓、斜拉和剪壓三種破壞形態(tài)時(shí)，以下正確的是時(shí)，以下正確的是( )(A)斜壓破壞的