1、第5章 受彎構(gòu)件的斜截面承載力2021/7/18 星期日受彎構(gòu)件在荷載作用下，同時(shí)產(chǎn)生彎矩和剪力。在彎矩區(qū)段，產(chǎn)生正截面受彎破壞，而在剪力較大的區(qū)段，則會(huì)產(chǎn)生斜截面受剪破壞。一. 梁的內(nèi)力MV5.1.1斜裂縫2021/7/18 星期日5.1 概述 在保證受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的同時(shí)，還要保證斜截面承載力，它包括斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力兩方面。工程設(shè)計(jì)中，斜截面受剪承載力是由計(jì)算和構(gòu)造來滿足的，斜截面受彎承載力則是通過對(duì)縱向鋼筋和箍筋的構(gòu)造要求來保證的。圖5-1 箍筋和彎起鋼筋2021/7/18 星期日?qǐng)D5-2 鋼筋彎起處劈裂裂縫 工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先選用箍筋，然后再考慮采用彎起鋼筋。

2、由于彎起鋼筋承受的拉力比較大，且集中，有可能引起彎起處混凝土的劈裂裂縫，見圖5-2。因此放置在梁側(cè)邊緣的鋼筋不宜彎起，梁底層鋼筋中的角部鋼筋不應(yīng)彎起，頂層鋼筋中的角部鋼筋不應(yīng)彎下。彎起鋼筋的彎起角宜取45或60。2021/7/18 星期日 當(dāng)主拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)開裂，梁內(nèi)即有沿主壓應(yīng)力方向（垂直于主拉應(yīng)力方向）開展的斜裂縫產(chǎn)生，梁有可能沿斜截面發(fā)生破壞。 梁內(nèi)可設(shè)置抗剪腹筋（箍筋斜筋）來防止斜截面破壞發(fā)生。2021/7/18 星期日5.2 斜裂縫、剪跨比及斜截面受剪破壞形態(tài)鋼筋混凝土梁在剪力和彎矩共同作用的剪彎區(qū)段內(nèi)，將產(chǎn)生斜裂縫。主拉應(yīng)力主壓應(yīng)力主拉應(yīng)力的作用方向與梁軸

3、線的夾角圖5-3 主應(yīng)力軌跡線5.2.1 腹剪斜裂縫與彎剪斜裂縫2021/7/18 星期日?qǐng)D5-4 斜裂縫(a)腹剪斜裂縫；(b)彎剪斜裂縫2021/7/18 星期日2021/7/18 星期日腹剪斜裂縫彎剪斜裂縫首先出一些較短的垂直裂縫，然后延伸成斜裂縫，向集中荷載作用點(diǎn)發(fā)展，這種由垂直裂縫引伸而成的斜裂縫的總體沿主壓應(yīng)力跡線產(chǎn)生腹部的斜裂縫2021/7/18 星期日5.2.2 剪跨比 在圖5-5所示的承受集中荷載的簡(jiǎn)支梁中，最外側(cè)的集中力到臨近支座的距離a稱為剪跨，剪跨a與梁截面有效高度h0的比值，稱為計(jì)算截面的剪跨比，簡(jiǎn)稱剪跨比，用表示。 對(duì)于承受集中荷載的簡(jiǎn)支梁：這時(shí)的剪跨比與廣義剪跨比

4、相同。MVaah0aa剪跨（剪力跨度）2021/7/18 星期日配箍率s s IIsbI-IAsv1n=22021/7/18 星期日5.2.3 斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài)1 無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)圖5-6 主應(yīng)力跡線分布圖 在剪跨比小的圖5-6(a)中，在集中力到支座之間有虛線所示的主壓應(yīng)力跡線，即力是按斜向短柱的形式傳遞的?？梢?，剪跨比小時(shí)，主要是斜向受壓而產(chǎn)生斜壓破壞。在剪跨比大的圖5-6(c)中，集中力與支座之間沒有直接的主壓應(yīng)力跡線，故以彎曲傳力為主，產(chǎn)生沿主壓應(yīng)力跡線的斜裂縫，并發(fā)展為斜拉破壞。試驗(yàn)也表明，無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)與剪跨比有決定性的關(guān)系，主要有斜壓破壞、剪

5、壓破壞和斜拉破壞三種破壞形態(tài)。2021/7/18 星期日?qǐng)D5-7斜截面破壞形態(tài)(a)斜壓破壞；(b)剪壓破壞；(c)斜拉破壞2021/7/18 星期日(1)斜壓破壞(圖5-7a) 1時(shí)，發(fā)生斜壓破壞。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T形截面或I形截面梁內(nèi)。破壞時(shí)，混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個(gè)斜向短柱而壓壞，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大的。P f斜壓破壞2021/7/18 星期日(2)剪壓破壞(圖5-7b)13時(shí)，常發(fā)生剪壓破壞。其破壞特征通常是，在彎剪區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些豎向裂縫，它們沿豎向延伸一小段長度后，就斜向延伸形成一些斜

6、裂縫，而后又產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫，稱為臨界斜裂縫，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，最后導(dǎo)致剪壓區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力。P f剪壓破壞2021/7/18 星期日(3)斜拉破壞(圖5-7c) 3時(shí)，常發(fā)生斜拉破壞。其特點(diǎn)是當(dāng)豎向裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(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，其斜截面受剪承載力最小。 f斜拉破壞P2021/7/18 星期日?qǐng)D5-8 斜截面破壞的F-f曲線 圖5-8為三種破壞形態(tài)的荷載-撓度(F-f)曲線圖?？梢姡N破壞形態(tài)的斜截面受剪承載力是不

7、同的，斜壓破壞時(shí)最大，其次為剪壓，斜拉最小。它們?cè)谶_(dá)到峰值荷載時(shí)，跨中撓度都不大，破壞時(shí)荷載都會(huì)迅速下降，表明它們都屬脆性破壞類型，是工程中應(yīng)盡量避免的。另外，這三種破壞形態(tài)雖然都是屬于脆性破壞類型，但脆性程度是不同的?；炷恋臉O限拉應(yīng)變值比極限壓應(yīng)變值小得多，所以斜拉破壞最脆，斜壓破壞次之。為此，規(guī)范規(guī)定用構(gòu)造措施，強(qiáng)制性地來防止斜拉、斜壓破壞，而對(duì)剪壓破壞，因其承載力變化幅度相對(duì)較大所以是通過計(jì)算來防止的，2021/7/18 星期日5.1.3影響無腹筋梁受剪承載力的因素 無腹筋梁的受剪承載力受到很多因素的影響，如剪跨比、混凝土強(qiáng)度、縱筋配筋率、結(jié)構(gòu)類型、截面形狀。（1）剪跨比 在直接加載情

8、況下，剪跨比是影響集中荷載作用下無腹筋梁抗剪強(qiáng)度的主要因素。隨剪跨比增大，梁的相對(duì)抗剪強(qiáng)度降低。（2）混凝土強(qiáng)度 不同破壞形態(tài)的無腹筋梁抗剪強(qiáng)度隨混凝土強(qiáng)度的提高而提高。（3）縱筋配筋率 增大縱向鋼筋截面面積，可延緩斜裂縫的開展，增加受壓區(qū)混凝土面積，并使骨料咬合力及縱筋的消栓力有所提高，因而間接地提高了梁的抗剪強(qiáng)度。（4）結(jié)構(gòu)類型 在同一剪跨比的情況下，連續(xù)梁的抗剪強(qiáng)度低于簡(jiǎn)支梁的抗剪強(qiáng)度。（5）截面形狀 矩形截面的斜拉破壞及剪壓破壞的抗剪強(qiáng)度比梁腹寬度b相同的T形和I形截面低，但對(duì)于；梁腹混凝土的斜壓破壞，翼緣的存在并不能提高其抗剪強(qiáng)度。2021/7/18 星期日5.1.4無腹筋梁斜截面受剪承載力計(jì)算對(duì)無腹筋梁的受剪承載力按下列公式計(jì)算：(1)矩形、T形和I形截面的一般受彎構(gòu)件(2)集中荷載作用的獨(dú)立梁（包括作用有多種荷載，且其集中荷載對(duì)支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值的75%以上的情況） 式中-計(jì)算截面剪跨比，當(dāng)1.5時(shí)，取=1.5；當(dāng) 3 時(shí)，取=3Vc0