构件斜截面受弯性能与设计.pdf

第七章 构件斜截面受弯性能与设计 1、无腹筋梁的受力性能 在梁的剪弯段，即有正应力又有剪应力，主应力的方向是变化的，当主拉应力大于混凝 土的抗拉强度时，梁就会开裂，裂缝垂直于主拉应力，沿着主压应力轨迹线发展，形成斜裂 缝。 裂缝有弯剪斜裂缝或腹剪斜裂缝，腹剪斜裂缝中间粗，两头细。 一般配箍筋和弯起钢筋限制斜裂缝的发展，提高抗剪承载力，箍筋和弯起钢筋称为腹筋。 斜裂缝出现后：应力变化有以下几点： ①支座处纵向钢筋应力 显著增大。 s ②钢筋的销栓作用V 使纵筋周围混凝土产生撕裂裂缝，削弱混凝土对纵筋的锚固作用。 d ③受剪面积减小，受压区混凝土剪力增大，形成剪压应力集中 ④受力体系为齿状混凝土和纵筋形成拉杆拱，梁由原来的梁传力机制变成局部拉杆拱 传力。 2、箍筋的作用 ①配了箍筋后，箍筋直接负担了斜截面上的部分剪力，使受压区混凝土剪应力集中得 到缓解； ②箍筋参与了斜截面抗弯，裂缝出现后，纵筋应力增量减少； ③箍筋限制了斜裂缝开展，提高了裂缝面上混凝土的骨料咬合力； ④箍筋约束了沿纵筋的劈裂裂缝的发展 ，加强了纵筋在裂缝处的销拴作用。 ⑤了箍筋后，受压区混凝土相当于受压弦杆，齿状混凝土相当于斜压腹杆，纵向钢筋相 当于下弦拉杆，箍筋相当于竖向拉杆，梁又由原来的局部拉杆拱受力体系转变为整体桁架与 拱的复合受力体系。 3、梁的剪切破坏形态 剪跨比是影响梁的剪切破坏形态的主要因素，广义剪跨比等于M/Vh ,，对于集中荷载 0 作用下的梁，剪跨比λ等于集中荷载作用点到支座距离a/h 。 0 （1）斜拉破坏 当λ3 时且腹筋不多时，发生这种破坏。 特征：斜裂缝一出现，便很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸到集中荷载作用点处。因 腹筋数量过少，所以腹筋应力很快达到屈服强度，变形剧增，不能抑制斜裂缝的开展，梁斜 向被拉裂成两部分而突然破坏。因这种破坏是混凝土在正应力和剪应力共同作用下发生的主 拉应力破坏，故被称为斜拉破坏。 承载力：取决于混凝土的复合抗拉强度，承载力很低。 破坏性质：脆性性质显著。 （2）剪压破坏 当1≤ λ≤3，且腹筋配置不过多，或当λ3 时且腹筋不过少时发生这种破坏。 特征：箍筋先屈服，然后剪压区混凝土被压碎，斜裂缝较多，有一条临界裂缝。这种 破坏是梁的弯剪段下边缘先出现初始垂直裂缝，随着荷载的加深，这些初始垂直裂缝将沿着 主压应力轨迹向集中荷载最用点延伸。当荷载增加到某一数值时，在几条斜裂缝中会形成一 条主要的斜裂缝，这一斜裂缝被称为临界斜裂缝。临界斜裂缝形成以后，梁还能继续承受荷 载。最后，与临界斜裂缝相交的箍筋达到屈服强度，斜裂缝宽度增大，导致剩余截面减小， 剪压区混凝土在剪压复合应力作用下达到混凝土复合受力强度而破坏，梁丧失受剪承载力。 这种破坏称为剪压破坏。 承载力：最后混凝土在剪压复合应力下被压碎，高于斜拉破坏。 破坏性质：脆性。 （3）斜压破坏 当λ1时，或腹筋配置过多时发生这种破坏。 特征：箍筋未屈服，集中荷载和支座之间混凝土如一受压短柱受压的侧向膨出，裂缝 密而多，为脆性破坏。 这种破坏是斜裂缝首先在梁腹部出现，有若干条，并且大致相互平 行。随着荷载的增加，斜裂缝一端朝支座另一端朝荷载作用点发展，梁腹部被这些斜裂缝分 割成若干个倾斜的受压柱体，梁最后是因为斜压柱体被压碎而破坏，故称为斜压破坏。 承载力：高于剪压破坏。 破坏性质：脆性。 4、影响受剪承载力因素 ①剪跨比：剪跨比是影响受剪承载力的主要因素，剪跨比越大，承载力越低； ②混凝土的强度：梁的受剪承载力都随混凝土强度的提高而提高； ③增大箍筋面积可以抑制裂缝开展，直接承担剪力，提高骨料咬合力及钢筋销拴力， 从而提高斜截面的抗剪承载力； ③增大纵筋面积可以延缓裂缝开展，增大压区混凝土的面积，提高骨料咬合力及钢筋 销拴力，从而提高斜截面的抗剪承载力。 注意：