剪跨比、軸壓比和剪壓比概念

1、剪跨比、軸壓比和剪壓比概念剪跨比ratio of shear span to depth簡支梁上集中荷載作用點(diǎn)到支座邊緣的最小距離a（ a 稱剪跨）與 截面有效高度 h0 之比。以 a/h0 表示。它反映計(jì)算截面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力的相對關(guān)系，是影響抗剪破壞形態(tài)和抗剪承載力的重要參數(shù)。在其它因素相同時，剪跨比越大，抗剪能力越小。當(dāng)剪跨比大于3 時，抗剪能力基本不再變化。狹義定義： a/h0廣義定義： M/Vh0更深一層：主應(yīng)力與切應(yīng)力之比，延伸至延性與脆性。框架柱端一般同時存在著彎矩M 和剪力V，根據(jù)柱的剪跨比=M/Vho來確定柱為長柱、短柱和極短柱，ho 為與彎矩M平行方向柱截面有效高度。>

2、;2（當(dāng)柱反彎點(diǎn)在柱高度Ho 中部時即Ho/ho>4 ）稱為長柱； 1.5< 2稱為短柱； 1.5稱為極短柱。試驗(yàn)表明：長柱一般發(fā)生彎曲破壞；短柱多數(shù)發(fā)生剪切破壞；極短柱發(fā)生剪切斜拉破壞，這種破壞屬于脆性破壞 ?？拐鹪O(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)柱，柱端剪力一般較大，從而剪跨比 較小，易形成短柱或極短柱，產(chǎn)生斜裂縫導(dǎo)致剪切破壞。柱的剪切受拉和剪切斜拉破壞屬于脆性破壞，在設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意避免發(fā)生這類破壞。軸壓比軸壓比 指柱 ( 墻 ) 的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱( 墻 ) 的全截面面積和混凝土 軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比值( 進(jìn)一步理解為：柱( 墻 ) 的軸心壓力設(shè)計(jì)值與柱( 墻 ) 的軸心抗壓力設(shè)計(jì)值之比

3、值) 。它反映了柱( 墻 ) 的受壓情況，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 （ 50011-2001 ）中 6.3.7和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（ 50010-2002 ）中 11.4.16 都對柱軸壓比規(guī)定了限制，限制柱軸壓比主要是為了控制柱的延性，因?yàn)檩S壓比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破壞呈脆性。u=N/A*fc ，u軸壓比，對非抗震地區(qū)， u=0.9 N軸力設(shè)計(jì)值A(chǔ)截面面積fc 混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗規(guī)表 6.3.7 中的注釋第一條：可不進(jìn)行地震作用計(jì)算的結(jié)構(gòu)，取無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值。限制軸壓比主要是為了控制結(jié)構(gòu)的延性，規(guī)范對墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求，見抗規(guī)6.3.7和 6.4.6 ，在 剪力

4、墻 的軸壓比計(jì)算中，軸力取重力荷載代表設(shè)計(jì)值，與柱子的不一樣。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 500102002 11.4.16軸壓比 (N/fcA)指考慮地震作用組合的框架柱和框支柱軸向壓力設(shè)計(jì)值N 與柱全截面面積A 和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc 乘積之比值。對不進(jìn)行地震作用計(jì)算的結(jié)構(gòu)取無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值。剪壓比：是截面上平均剪應(yīng)力與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值，用于說明截面上承受名義剪應(yīng)力的大小。梁柱截面上的名義剪應(yīng)力 V/BH0 與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值：梁塑性鉸區(qū)的截面剪壓比對梁的延性、耗能能力及保持梁的強(qiáng)度、剛度有明顯的影響，當(dāng)剪壓比大于 0.15 的時候，梁的強(qiáng)度和剛度

5、有明顯的退化現(xiàn)象，此時再增加箍筋用量，也不能發(fā)揮作用，因此對梁柱的截面尺寸有所要求。1. 剪重比、剪壓比是一個概念，是指水平作用與豎向作用的比值。在78 規(guī)范的時候，人們用重力乘以系數(shù)來反映地震作用， 因?yàn)樵谀菚r安全度設(shè)計(jì)的概念里， 只是用這樣一種方法來反映地震實(shí)質(zhì)上是慣性力這樣一個客觀道理。2. 我國 78 規(guī)范把這個系數(shù)稱之為結(jié)構(gòu)系數(shù)，3. 最小值的確定實(shí)際上可以根據(jù)反應(yīng)譜曲線上計(jì)算的最小值來確定， 當(dāng)然，超出了反應(yīng)譜估計(jì)的自震周期的部分可以專門論證， 但是，一般工程超出了反應(yīng)譜規(guī)定的最小值是不應(yīng)該的4. 以上海 IV 類場地計(jì)算最小的剪壓比是（ 7 度） 1.64%左右5. 如果在 6

6、度區(qū) II類場地，最小剪壓比應(yīng)是0.6%（2001 規(guī)范），按 89 規(guī)范應(yīng)為0.5%6. 如果計(jì)算的結(jié)果不滿足最小值的限定， 計(jì)算肯定是存在明顯的錯誤， 如輸入有誤、設(shè)置有誤，模型不合理，甚至于結(jié)構(gòu)不合理，希望慎重，當(dāng)然，6 度區(qū)只要按抗震構(gòu)造即可，無需計(jì)算驗(yàn)算根據(jù)抗規(guī) GB50011-2001條文說明 5.2.5 條“對于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時顯或基本周期小于3.5S 的結(jié)構(gòu)，剪力系數(shù)取 0.2amax”，由此可據(jù)抗規(guī)表 5.1.4-1 推算出各地震列度下的剪力系數(shù)： 9 度為 0.2*0.32=0.064 ，8 度為 0.2*0.16(0.24)=0.032(0.048) ，7 度為 0.2*0.0

7、8(0.12)=0.016(0.024)，6 度為 0.2*0.04=0.008 。在計(jì)算時應(yīng)注意抗規(guī) 5.2.5 條，對于 6 度區(qū)可不要求該剪力系數(shù)，可詳讀該條的條文說明。我來補(bǔ)充幾句 , 在抗震規(guī)范的抗震截面驗(yàn)算的條文說明中, 明確指出 , 剪重比是一個調(diào)整系數(shù) , 即這不是一個指標(biāo) , 計(jì)算結(jié)果出來后 , 若剪重比大于規(guī)定的最小值 , 計(jì)算結(jié)果不作調(diào)整 , 若小于 , 將地震剪力調(diào)大 , 使剪重比達(dá)到規(guī)定的最小值 . 類似框剪結(jié)構(gòu)的0.2Qo, 在 satwe 的結(jié)果文件 Wmass.out, 給出這一調(diào)整的信息 , 多看看這一信息 ,對剪重比的理解會更深刻 .高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常要控制軸壓比、剪重比、剛度比、周期比、位移比和剛重比“六種比值”，1、軸壓比：主要為控制結(jié)構(gòu)的延性，規(guī)范對墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求，見抗規(guī) 6.3.7 和 6.4.6 。2、剪重比：主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結(jié)構(gòu)安全性，見抗規(guī)5.2.5 。3、剛度比：主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層，見抗規(guī) 3.4.2 。4