1、受彎構(gòu)件斜截面承載力計算1何謂無腹筋梁？簡述無腹筋梁斜裂縫形成的過程。答：不配置腹筋或不按計算配置腹筋的梁稱為無腹筋梁。無腹筋梁的斜截面破壞發(fā)生在剪力和彎矩共同作用的區(qū)段。只配置受拉主筋的混凝土簡支梁在集中荷載作用下。當荷載較小，裂縫出現(xiàn)以前，可以把鋼筋混凝土梁看作勻質(zhì)彈性體，按材料力學的方法進行分析。隨著荷載增加，當主拉應(yīng)力值超過復合受力下混凝土抗拉極限強度時，首先在梁的剪拉區(qū)底部出現(xiàn)垂直裂縫，而后在垂直裂縫的頂部沿著與主拉應(yīng)力垂直的方向向集中荷載作用點發(fā)展并形成幾條斜裂縫，當荷載增加到一定程度時，在幾條斜裂縫中形成一條主斜裂縫。此后，隨荷載繼續(xù)增加，剪壓區(qū)高度不斷減小，剪壓區(qū)的混凝土在剪應(yīng)

2、力和壓應(yīng)力的共同作用下達到復合應(yīng)力狀態(tài)下的極限強度，導致梁失去承載能力而破壞。2無腹筋梁斜截面受剪破壞的主要形態(tài)有哪幾種？破壞發(fā)生的條件及特點如何？答：無腹筋梁斜截面受剪破壞的主要形態(tài)有斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三種類型。如圖題2所示。題圖2(a) 破壞形態(tài)(b) 荷載-撓度曲線（1）斜壓破壞這種破壞多發(fā)生在集中荷載距支座較近，且剪力大而彎矩小的區(qū)段，即剪跨比比較小（）時，或者剪跨比適中，但腹筋配置量過多，以及腹板寬度較窄的T形或I形梁。由于剪應(yīng)力起主要作用，破壞過程中，先是在梁腹部出現(xiàn)多條密集而大體平行的斜裂縫（稱為腹剪裂縫）。隨著荷載增加，梁腹部被這些斜裂縫分割成若干個斜向短柱，當混凝土

3、中的壓應(yīng)力超過其抗壓強度時，發(fā)生類似受壓短柱的破壞，此時箍筋應(yīng)力一般達不到屈服強度。（2）剪壓破壞這種破壞常發(fā)生在剪跨比適中（），且腹筋配置量適當時，是最典型的斜截面受剪破壞。這種破壞過程是，首先在剪彎區(qū)出現(xiàn)彎曲垂直裂縫，然后斜向延伸，形成較寬的主裂縫臨界斜裂縫，隨著荷載的增大，斜裂縫向荷載作用點緩慢發(fā)展，剪壓區(qū)高度不斷減小，斜裂縫的寬度逐漸加寬，與斜裂縫相交的箍筋應(yīng)力也隨之增大，破壞時，受壓區(qū)混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力的共同作用下被壓碎，且受壓區(qū)混凝土有明顯的壓壞現(xiàn)象，此時箍筋的應(yīng)力到達屈服強度。（3）斜拉破壞這種破壞發(fā)生在剪跨比較大（），且箍筋配置量過少的情況，其破壞特點是，破壞過程急速且突然

4、，當斜裂縫在粱腹部出現(xiàn)，很快就向上下延伸，形成臨界斜裂縫，將梁劈裂為兩部分而破壞，且往往伴隨產(chǎn)生沿縱筋的撕裂裂縫。破壞荷載與開裂荷載很接近。與適筋梁正截面破壞相比較，斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞時梁的變形要小，且具有脆性破壞的特征，尤其是斜拉破壞，破壞前梁的變形很小，有較明顯的脆性。試驗表明，無論簡支梁還是連續(xù)梁或約束梁均有斜拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞三種受剪破壞形態(tài)。3影響無腹筋簡支梁斜截面受剪承載力的主要因素有哪些？這些因素是如何影響斜截面受剪承載力？答：影響無腹筋簡支梁斜截面受剪承載力的主要因素有：剪跨比、混凝土強度和縱筋配筋率。（1）剪跨比剪跨比定義為：剪跨比是影響梁斜截面受剪承載力的

5、主要因素之一，它可以決定斜截面破壞的形態(tài)。剪跨比由小到大變化時，破壞形態(tài)是不同的。隨著剪跨比增大，破壞時的名義剪應(yīng)力值減小。當剪跨比較小時，對梁受剪承載力的影響較大，隨著剪跨比增大，對梁受剪承載力的影響減弱，名義剪應(yīng)力與剪跨比大致呈雙曲線關(guān)系。（2）混凝土強度梁的斜截面破壞都與混凝土強度有密切的關(guān)系。試驗表明，在相同剪跨比的條件下，抗剪強度隨混凝土強度的提高而增大。剪跨比不同的梁，其破壞形態(tài)也不同，梁的抗剪強度取決于混凝土的抗壓強度或抗拉強度。隨著混凝土強度的提高，抗剪強度的提高幅度有較大差別，在大剪跨比的情況下，抗剪強度隨混凝土強度的提高而增加的速率低于小剪跨比的情況。高強混凝土抗拉強度的提

6、高不像其抗壓強度提高那么明顯。我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用混凝土抗拉強度作為受剪承載力計算時的混凝土強度指標。（3）縱筋配筋率縱筋對受剪承載力的影響主要是直接在橫截面承受一定剪力，起“銷栓”作用。同時，縱筋對梁的斜截面受剪承載力也有一定影響。縱筋能抑制斜裂縫的發(fā)展，增大斜裂縫間交互面的剪力傳遞。增加縱筋量能加大混凝土剪壓區(qū)高度，從而間接地提高梁的受剪承載力?？v筋配筋率對斜截面承載力的影響程度隨剪跨比而不同，縱筋配筋率和名義剪應(yīng)力大體呈線性關(guān)系。剪跨比比較大（），容易產(chǎn)生撕裂裂縫，使縱筋的“銷栓”作用減弱，縱筋的影響不大?？v筋配筋率較低時，受剪承截力提高較快，縱筋配筋率較高時提高速度減慢。由于實際

7、工程結(jié)構(gòu)的縱筋配筋率一般小于3%，我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的計算公式中沒有考慮縱筋配筋率對抗剪強度的影響。（4）截面尺寸和形狀的影響對無腹筋混凝土受彎構(gòu)件，隨著高度增加斜截面上出現(xiàn)的裂縫寬度加大，裂縫內(nèi)表面骨料之間的機械咬合作用被削弱，使得接近開裂端部的開裂區(qū)拉應(yīng)力弱化，傳遞剪應(yīng)力的能力降低，構(gòu)件破壞時，斜截面受剪承載力隨著構(gòu)件高度的增加而降低。因此，截面尺寸是影響斜截面受剪承載力的主要因素之一。試驗研究還表明，當無腹筋梁配有較多分布鋼筋時，尺寸效應(yīng)會消失，說明受拉分布鋼筋在一定程度上控制了裂縫的發(fā)展。當配置箍筋后，由于箍筋對開裂的抑制作用，截面高度的影響會減小。我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，對一

8、般板類構(gòu)件，考慮到隨著截面高度增大受剪承載力的降低，在截面高度比較大時，對受剪承載力作了折減修正。截面形狀對受剪承載力也有一定的影響，對T形、I字形截面梁，翼緣有利于提高受剪承載力，所以它們的抗剪能力略高于矩形截面梁。另外，支座約束條件、加載方式（間接加載、直接加載）等對斜截面受剪承載力也有不同程度的影響。4簡述有腹筋梁的剪力傳遞機理答：有腹筋梁的剪力傳遞與無腹筋梁不同。在斜裂縫尚未形成時，剪力主要由混凝土來傳遞，而這時箍筋中的應(yīng)力一般很小。一旦斜裂縫出現(xiàn)，混凝土傳遞剪力的能力會突然降低，這時與斜裂縫相交的箍筋中的應(yīng)力迅速增大，隨著荷載進一步增大，斜裂縫數(shù)量增加，寬度逐漸加大，此時彎剪區(qū)段的受

9、力狀態(tài)如圖題4所示。一部分剪力由混凝土弧形拱直接傳遞到支座，而另一部分剪力則由混凝土以斜壓形式借助骨料間的咬合力以及箍筋的連接作用向支座方向傳遞。斜裂縫出現(xiàn)后被斜裂縫分割成的混凝土塊體可以看作一個承受壓力的斜壓塊體，箍筋將混凝土塊體連接在一起，共同把剪力傳遞到支座上。題圖4剪力傳遞機理5箍筋和彎起鋼筋對改善梁的抗剪能力有何作用？答：箍筋可以增強和改善梁的抗剪能力。梁內(nèi)斜向主拉應(yīng)力的作用是混凝土沿斜向開裂的主要原因。所以，為了有效地限制斜裂縫的擴展，箍筋應(yīng)布置成與斜裂縫正交，其方向應(yīng)與主拉應(yīng)力的方向相同。但是，斜向布置箍筋施工很不方便，所以一般都采用將箍筋垂直布置，且箍筋應(yīng)在剪彎區(qū)段內(nèi)均勻布置。

10、由于荷載形式、支承條件以及由此產(chǎn)生的斜裂縫的分布及其發(fā)展的影響，每根箍筋的受力是不相同的。配置彎起鋼筋也是提高梁的斜截面受剪承載力的常用方法。彎起鋼筋通常是由縱筋直接彎起，用以限制斜裂縫的擴展。但是彎起鋼筋在彎起處傳力較集中，容易引起彎起處混凝土發(fā)生劈裂破壞。所以，在實際設(shè)計中宜首先選用箍筋，當需要的箍筋較多時，再考慮使用彎起鋼筋。不應(yīng)選用梁邊緣處的縱筋作彎起鋼筋，彎起鋼筋的直徑也不宜過粗。6斜截面受剪承載力計算公式為什么要設(shè)置上限和下限（適用范圍）？答：斜截面受剪承載力計算公式的上限植，即截面限制條件。它是為了防止斜壓破壞和限制使用階段的斜裂縫寬度，使得構(gòu)件的截面尺寸不應(yīng)過小，配置的腹筋也不

11、應(yīng)過多。斜截面受剪承載力計算公式的下限植，即最小箍筋配筋率。它是為了防止斜拉破壞。需要注意的是，即使?jié)M足最小箍筋配筋率，即不需要按計算配置箍筋，也必須按最小箍筋用量的要求配置構(gòu)造箍筋，即應(yīng)滿足箍筋最大間距和箍筋最小直徑的構(gòu)造要求。7有腹筋連續(xù)梁與簡支梁比較斜裂縫模型及破壞特征為什么不同，影響有腹筋連續(xù)梁的斜截面承載力的因素與簡支梁有何異同？答：集中荷載以及均布荷載作用下的連續(xù)梁在支座端有負彎矩，在剪彎區(qū)段有正負彎矩及存在反彎點（理論彎矩零點）。由于存在反彎點和負彎矩，破壞時的斜裂縫模型及破壞特征與簡支梁有所不同。影響有腹筋連續(xù)梁的斜截面承載力的因素，如混凝土強度等級、縱筋配筋率、剪跨比、截面尺

12、寸、腹筋等，與簡支梁相同外，彎矩比（負彎矩與正彎矩之比的絕對值）對連續(xù)梁的斜截面受剪承載力有很大的影響。連續(xù)梁和簡支梁的剪跨比也略有區(qū)別。對簡支梁而言，剪跨比既可以表示為，又可表示為，即；但是對連續(xù)梁的剪跨比，由于存在彎矩比，則。通常把稱為廣義剪跨比，把稱為計算剪跨比。可以看出，計算剪跨比大于廣義剪跨比。8連續(xù)梁斜截面的破壞特點如何？答：由于正、負兩種彎矩的存在，連續(xù)梁的破壞特點是：斜裂縫出現(xiàn)后，隨著荷載增加按彈性分析在簡支梁發(fā)生壓應(yīng)變的區(qū)域發(fā)生了拉應(yīng)變。梁在反彎點處的上下縱筋的應(yīng)變不等于零，而是發(fā)生拉應(yīng)變。梁在破壞前，在正彎矩區(qū)和負彎矩區(qū)可能分別出現(xiàn)一條臨界斜裂縫，分別向支座及荷載作用點方向

13、發(fā)展，由這兩條臨界斜裂縫所包圍的梁體形成混凝土斜壓支柱。破壞時，一種可能是在兩條主要斜裂縫中的任一條斜裂縫的頂端的剪壓區(qū)，發(fā)生剪壓破壞，混凝土被壓碎；另一種可能是在梁體的混凝土斜壓支柱內(nèi)混凝土被壓碎，即發(fā)生斜壓破壞。在腹筋較少或無腹筋的情況下，也會發(fā)生斜拉破壞或劈裂破壞，只出現(xiàn)一條主要斜裂縫。另外，在整個區(qū)段內(nèi)，縱筋應(yīng)變多處于拉應(yīng)變狀態(tài)，在沿縱筋的較長范圍內(nèi)會產(chǎn)生針腳狀斜裂縫，由于這些斜裂縫的發(fā)展，使包圍縱筋的外部混凝土保護層脫落，形成粘結(jié)開裂。這種裂縫擴展到剪壓區(qū)使混凝土受壓區(qū)高度減小，混凝土的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力相應(yīng)增大，這些變化使連續(xù)梁的抗剪強度要比簡支梁的抗剪強度低。集中荷載作用下的連續(xù)梁，

14、當支座負彎矩大于跨中正彎矩時，剪切破壞常發(fā)生在負彎矩區(qū)段；反之，破壞常發(fā)生在正彎矩區(qū)段。梁截面尺寸、配筋及材料相同時，集中荷載作用下連續(xù)梁的斜截面承載力要比相同剪跨比的簡支梁低，且剪跨比越小，其差別越大。均布荷載作用下的連續(xù)梁，其破壞特征與簡支梁也不相同。當彎矩比小于1時，臨界斜裂縫出現(xiàn)在跨中正彎矩區(qū)段，且其抗剪強度隨彎矩比增大而提高。當彎矩比大于1時，這時剪切破壞常發(fā)生在負彎矩區(qū)段，梁的斜截面承載力隨著彎矩比的加大而降低。與集中荷載作用不同，作用在梁頂?shù)木己奢d，對混凝土保護層有側(cè)壓作用，加強了鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)。因此，在負彎矩區(qū)段，受拉縱筋尚未屈服時很少出現(xiàn)沿受拉縱筋方向的粘結(jié)裂縫。在

15、跨中正彎矩區(qū)段，受拉縱筋位置上的粘結(jié)裂縫也不嚴重。在工程中常見的跨高比和彎矩比的范圍內(nèi)，均布荷載作用下的連續(xù)梁，在負彎矩區(qū)段發(fā)生剪切破壞時支座截面抗剪強度大于集中荷載作用下簡支梁的抗剪強度。均布荷載作用下的連續(xù)梁的斜截面承載力一般不低于相同條件下簡支梁的抗剪承載力。9在進行斜截面受剪承載力設(shè)計時，計算截面位置應(yīng)如何確定？答：在進行斜截面受剪承載力設(shè)計時，計算截面位置應(yīng)為斜截面受剪承載力較薄弱的截面。計算截面位置按下列規(guī)定采用： （1）支座邊緣處的截面；（2）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面；（3）箍筋截面面積和間距改變處的截面；（4）腹板寬度改變處的截面。同時，箍筋間距以及彎起鋼筋前一排（對支座而

16、言）的彎起點至后一排彎起終點的距離應(yīng)符合箍筋最大間距的要求，同時，箍筋也應(yīng)滿足最小直徑的要求。10簡述梁的斜截面受剪承載力設(shè)計步驟。答：受剪承載力設(shè)計步驟可歸納如下：（1）構(gòu)件的截面尺寸和縱筋由正截面承載力計算已初步選定，所以進行斜截面受剪承載力計算時應(yīng)首先復核是否滿足截面限制條件，如不滿足應(yīng)加大截面或提高混凝土強度等級。（2）判定是否需要按照計算配置箍筋，當不需要按計算配置箍筋時，應(yīng)按照構(gòu)造滿足最小箍筋用量的要求。（3）需要按計算配置箍筋時，按計算截面位置采用剪力設(shè)計值；（4）按計算確定箍筋用量時，選用的箍筋也應(yīng)滿足箍筋最大間距和最小直徑的要求；（5）當需要配置彎起鋼筋時，可先計算，再計算彎

17、起鋼筋的截面面積，這時剪力設(shè)計值按如下方法取用：計算第一排彎起鋼筋（對支座而言）時，取支座邊緣的剪力；計算以后每排彎起鋼筋時，取前一排彎起鋼筋彎起點處的剪力；兩排彎起鋼筋的間距應(yīng)小于箍筋的最大間距。11為保證斜截面的受彎承載力不小于正截面的受彎承載力，規(guī)范有何規(guī)定？答：為保證斜截面的受彎承載力不小于正截面的受彎承載力，規(guī)范規(guī)定在梁的受拉區(qū)段彎起鋼筋時，要保證材料抵抗彎矩圖形必須包在彎矩圖形之外，彎起點應(yīng)在按正截面受彎承載力計算不需要該鋼筋截面面積之前。即：彎起鋼筋梁中心線的交點應(yīng)在不需要該鋼筋的截面之外，且彎起點分別與按計算充分利用該鋼筋截面面積點之間的距離不應(yīng)小于。同時，為了保證每根彎起鋼筋

18、都能與斜裂縫相交，彎起鋼筋的彎終點到支座邊緣或到前一排彎起鋼筋彎起點的距離，都不應(yīng)大于箍筋的最大間距的要求。12什么是鋼筋的延伸長度？它與鋼筋在支座處的錨固有何不同。答：為了充分利用鋼筋的強度，在梁支座截面負彎矩區(qū)，如果需要分批截斷縱向受拉鋼筋，每批鋼筋必須過鋼筋的理論截斷點延伸至按正截面受彎承載力計算不需要該鋼筋的截面之外才能截斷，這段距離稱為鋼筋的延伸長度。需要注意的是：鋼筋的延伸長度不同于鋼筋在支座處的錨固作用，它是鋼筋在有斜裂縫的彎剪區(qū)段的粘結(jié)錨固問題。13混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對縱筋的錨固有何規(guī)定？答：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對縱筋的錨固規(guī)定如下：（1）伸人梁支座范圍內(nèi)的縱向受力鋼筋數(shù)量。當梁寬為100mm