浅谈梁沿斜截面受剪的主要破坏形态
梁斜截面破坏和正截面破坏的因素
梁斜截面破坏和正截面破坏的因素
梁是一种常见的结构形式,用于承受荷载并将荷载传递到支撑点。在使用梁时,设计者需要考虑许多因素,包括材料选择、截面形状、长度、荷载类型和大小等。其中,梁的破坏模式是一个重要的考虑因素。在梁的破坏模式中,有两种基本类型:梁斜截面破坏和正截面破坏。本文将探讨这两种破坏模式的因素。
梁斜截面破坏
当梁在承受荷载时,如果荷载过大,将导致梁的破坏。在梁斜截面破坏之前,梁将会发生弯曲和扭转。弯曲是指梁在荷载作用下产生的曲率,扭转是指梁在荷载作用下产生的扭转。这些变形将导致梁发生应力和应变的分布变化,从而导致梁的破坏。
梁斜截面破坏的主要因素有以下几点:
1.材料强度不足
材料的强度是梁斜截面破坏的主要因素之一。如果梁所用的材料强度不足,那么在荷载作用下,材料将会发生塑性变形,从而导致梁的破坏。因此,在设计梁时,需要根据材料的强度来选择合适的材料。
2.梁的长度和截面形状
梁的长度和截面形状也是梁斜截面破坏的因素之一。当梁的长度较长时,弯曲和扭转的变形将会增加,从而导致梁的破坏。此外,当梁的截面形状不合适时,也会导致梁的破坏。例如,矩形截面的梁容易出现斜截面破坏,而梯形截面的梁则可减少弯曲和扭转的变形。
3.荷载类型和大小
荷载类型和大小也是梁斜截面破坏的因素之一。当梁所承受的荷载类型和大小超出其承受能力时,梁将会发生塑性变形,从而导致梁的破坏。因此,在设计梁时,需要根据荷载的类型和大小来确定梁的尺寸和材料的选择。
正截面破坏
正截面破坏是指梁在荷载作用下,沿着梁的截面方向发生破坏。正截面破坏的主要原因是梁的截面尺寸不足,无法承受所承受的荷载。
西南交大《混凝土结构设计原理》-第五章-课堂笔记
西南交大《混凝土结构设计原理》第五章受弯构件斜截面强度计算课堂笔记主要内容
斜截面受力特点及破坏形态影响斜截面受剪承载力的计算公式斜截面受剪承载力就是的方式和步骤梁内钢筋的构造要求
学习要求
1、了解无腹梁裂缝出现前后的应力状态
2、理解梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态以及影响斜截面受承载力的主要因素
3、熟练掌握斜截面受剪承载力的计算方法
4、能正确画出抵抗弯截图
5、理解纵向钢筋弯起和截断时的构造规定并在设计中运用
重点难点
1、梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态
2、斜截面受承载力的计算方法(包括计算公式、适用范围和计算步骤等)
3、抵抗弯矩图的画法以及纵向受力钢筋弯起和截断的构造要求其中3 既是重点也是难点
一、斜截面受力特点及破坏形态
受弯构件在荷载作用下,截面除产生弯矩M夕卜,常常还产生剪力V,在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段,
产生斜裂缝,如果斜截面承载力不足,可能沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。因此,还要保证受弯构件斜截面承载力,即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。
工程设计中,斜截面受剪承载力是由抗剪计算来满足的,斜截面受弯承载力则是通过构造要求来满足的。
(一)无腹筋梁斜裂缝出现前、后的应力状态
1、斜裂缝开裂前的应力分析
承受集中荷载P 作用的钢筋混凝土简支梁,当荷载较小时混凝土尚未开裂,钢筋混凝土梁基本上处于弹性工作阶段,故可按材料力学公式来分析其应力。但钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料组成,因此应先将两种材料换算成同一种材料,通常将钢筋换算成“等效混凝土”,钢筋按重心重合、面积扩大E s/E c倍换算
混凝土简答题
第五章受弯构件斜截面承载力计算
思考题
5.1为什么一般梁在跨中产生垂直裂缝,而在支座产生斜裂缝?
答:一般梁在荷载作用下,受到弯矩和剪力共同作用,存在着弯矩M产生的法向应力σ和剪力V产生的剪应力τ,二者组合成主应力。随着荷载增大,当主拉应力σtp超过混凝土的抗拉强度时,混凝土在垂直于σtp方向将开裂,在纯弯段变现为竖向弯曲裂缝,在跨中即为垂直裂缝,近支座处将出现沿主应力轨迹开展的斜裂缝。
5.2梁沿斜截面受剪破坏的主要形式有哪几种?它们分别在什么情况下发生?如何防止各种破坏形态的发生?
答:一、无腹筋梁的剪切破坏形态
1.斜拉破坏集中荷载作用下的简支梁,当剪跨比λ>3时发生这种破坏。其特点是斜裂缝一出现就很快向梁顶开展,形成临界裂缝,将剩余混凝土截面斜劈成二半,同时沿纵筋产生劈裂裂缝。破坏是突然的脆性破坏,临界斜裂缝的出现与最大荷载的到达几乎是同时的。斜拉破坏是由于受压区混凝土截面急剧减小,在压应力σ和剪应力τ高度集中情况下发生的主拉应力破坏,梁顶劈裂面上整齐无压碎痕迹,成为斜拉破坏。这种梁的强度取决于混凝土在复合受力下的抗拉强度,故其承载力很低。为了防止这种破坏,可以通过配置纵向钢筋提高其抗拉强度。
2.剪压破坏当剪跨比1≤λ≤3时,发生这种破坏。斜裂缝出现后,荷载仍有较大增长,并陆续出现其他斜裂缝。随着荷载的增大,其中一条开展成为临界斜裂缝,向梁顶开展,到达破坏荷载时,斜裂缝上端混凝土被压碎。这种破坏是由于剩余截面上的混凝土在σ、τ及荷载产生的局部竖向压应力的共同作用下,开展的主压应力破坏,故称为剪压破坏。可以通过提高混凝土等级来防止这种破坏。
梁的斜截面破坏因素
梁的斜截面破坏因素包括以下几个方面:
弯矩作用:梁在受弯矩作用时,其斜截面上的受拉和受压区域的应力会超过材料的极限强度,导致破坏。
剪力作用:梁在受剪力作用时,其斜截面上的剪应力会超过材料的极限强度,导致破坏。
横向位移:当梁在受弯曲荷载作用时,斜截面上的受拉和受压区域的长度会发生变化,导致斜截面发生横向位移,进而导致破坏。
断裂:梁在受到过大的荷载作用时,可能会发生断裂,导致斜截面破坏。综上所述,梁的斜截面破坏因素主要包括弯矩作用、剪力作用、横向位移和断裂等。
钢筋混凝土梁斜截面受剪实验
钢筋混凝土梁斜截面受剪实验
(一)实验目的
1.了解钢筋混凝土梁受剪破坏的过程,加深理解箍筋在斜截面抗剪中的作用。
2.了解对钢筋混凝土结构进行试验研究的方法。
(二)实验记录
1、斜拉破坏:当剪跨比λ>3且箍筋配置过少,间距太大时,斜裂缝一旦出现,该裂缝往往成为临界斜裂缝,迅速向集中荷载作用点延伸,将梁沿斜裂缝劈成两部分,而导致梁的破坏斜拉破坏,实际上是混凝土被拉坏。
2、剪压破坏:当剪跨比1≤λ≤3且配筋量适当故金间距不大发生剪压破坏。当斜裂缝中的某一条发展成为临界斜裂缝后,随着荷载的增加,斜裂缝向荷载作用点缓慢发展,剪压区高度逐渐减小,斜裂缝宽度变大,最后剪压区混凝土被压碎量,丧失承载能力。
3、斜压破坏:当剪跨比λ很小(一般λ≤1)时,发生斜压破坏。首先在荷载作用点与支座间的梁腹部出现若干条平行的斜裂缝,随着荷载的增加量,梁腹被这些斜裂缝分割为斜向“短柱”,最后因
混凝土短柱被压碎而破坏。
(三)实验结果
1.整个斜拉破坏的过程急速而突然,破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载相当接近,破坏前梁的变形很小,且往往只有一条斜裂缝,斜拉破坏具有明显的脆性。
2.剪压破坏有一定的预兆,破坏时箍筋屈服,破坏荷载比出现裂缝时的荷载高,承载力随配箍筋配箍量的增大而增大,但与适筋梁的正截面破坏相比,剪压破坏仍属于脆性破坏。
3.发生斜压破坏时,破坏荷载很高,但变形很小,箍筋不会屈服,属于脆性破坏。
为什么出现正截面破坏?
受弯构件正截面破坏性质与其配置的纵向受拉钢筋的多少有关,当配筋率大小不同时,受弯构件正截面可能产生三种不同的破坏形式。
斜截面受剪破坏的三种形态
斜截面受剪破坏的三种形态
结构中的剪力通常会导致截面发生一些破坏,而这些破坏很少是截面完全失效
的预警。磨损和断裂等剪切的斜截面破坏模式存在于很多材料中,在工程中也非常普遍。斜截面剪切破坏有助于理解结构的力学行为和设计结构的过程。这篇文章将介绍三种常见的斜截面受剪破坏形态,即压缩弯曲破坏、剪切膨胀破坏和剪切压缩破坏。
1. 压缩弯曲破坏
当一根杆件在一端受到垂直负载时,其另一端将产生相反的弯曲力。在弯曲受
力条件下,在杆件截面上产生的剪力呈均布状态。由于杆件上的负载,截面会向下弯曲,但是剪力会抵消受到的压力,因此剪切应力沿杆体的轴心方向分布。在这种情况下,如果杆件不能承受这种应力,就会产生压缩弯曲破坏。这种破坏模式通常在强度低于压缩或扭转强度的情况下发生。
2. 剪切膨胀破坏
在斜截面受剪的情况下,剪应力呈现在器件截面上且位于截面中心的横截面上。在快速、重复地加载下,由于材料的塑性变形贯穿了材料的整个高度,并且截面的周向受到压力。当这些压力超出了截面材料的破坏点时,膨胀破裂突然发生。这种破坏模式通常在玻璃和陶瓷等脆性材料中显示出来,它们在钢和铝等金属中也会出现,但是通常是其他形态的现象。
3. 剪切压缩破坏
剪切压缩破坏模式通常会在诸如钢材和铝材等较硬的金属材料中展现出来。这
种破坏模式的特点是,截面上的压缩剪切应力会超过截面材料的屈服强度而导致破坏。由于这种现象的原因是由于材料屈服而不是材料的破坏,因此截面通常是不均匀的,并且在破裂点之前,载荷将逐渐增加直到整个杆件挤出。
这三种斜截面受剪破坏的形态都非常常见,可以应用于各种金属和非金属材料中。要了解这些破坏模式对于理解结构的稳定性和应力分布是很重要的,因此在设计结构或在进行材料研究时应该对其有足够的了解。
第七节有腹筋梁斜截面的受力特点`破坏形态和影响因素
(四)、配箍率和箍筋强度
定义:
sv
nAsv1 bs
sv ------配箍率;
图 梁的受剪承载力与 配箍特征系数的关系
二者大致呈线性关系
n----同一截面内箍筋的肢 数;
Asv1 ----单肢箍筋的截面 面积;
b---截面宽度;
s-----箍筋间距;
剪斜裂缝,向支座和集中荷载作用处发展, 这些斜裂缝将梁腹分割成若干个斜向短柱, 最后由于混凝土斜向压酥而压坏。
二、 梁沿斜截面破坏的三种形态
2、剪压破坏
当剪跨比为1~3(对均布荷载作用下跨高比 为 3 l )9,箍筋配置适中时发生。
h
先在剪跨段内出现弯剪斜裂缝,当荷载继续增加 到某一数值时,形成临界斜裂缝。
破坏特征:箍筋屈服,混凝土达到极限, 为塑性破坏
二、 梁沿斜截面破坏的三种形态
3、斜拉破坏
当剪跨比λ>3(对均布荷载作用下跨高比 为
)
或箍l 筋 9配置过少常发生这种破坏。
h
特点是当弯曲裂缝一旦出现很快发展,形成临界
斜裂缝,并迅速向受压区斜向延伸,梁的承载能
力随之丧失。
破坏特征:脆性破坏
二、有腹筋梁沿斜截面破坏的形态:
从图中可以看到各种 破坏形态的承载能力 各不相同,斜压破坏 时承载力最大,其次 为剪压,斜拉最小
受弯构件斜截面破坏的主要特征
• 临界斜裂缝出现以后,梁还能继续承受荷载,直 到与斜裂缝相交的箍筋达到屈服强度。同时,斜 裂缝最上端剪压区的混凝土,在剪应力与压应力 的共同作用下达到混凝土复合受力时的极限强度 而破坏,钢筋和混凝土均得到充分利用,它类似 于正截面的适筋破坏。
• 剪压破坏时的荷载,一般明显地大于出现斜裂缝 时的荷载,而且随着配箍率的增大斜截面承载力 也增大。因此,我们将剪压破坏作为斜截面承载 力计算的依据。
• 3.斜压破坏[图1.32(c)]
• 一般发生在弯矩小、剪力大、剪跨比很小的无腹 筋梁或截面尺寸过小、箍筋配置过多的有腹筋梁 上。斜压破坏一般发生在支座附近。
• 由于受到支座反力和荷载引起的直接压应力的影 响,破坏时形成许多斜向平行裂缝,而且最初的 裂缝多从梁高的中部出现,破坏的形状类似于倾 斜短柱,故称斜压破坏。在有腹筋梁中梁腹的混 凝土已被压坏,箍筋往往并未屈服,因此不能充 分发挥箍筋的作用。这种情况犹如正截面的超筋 破坏。
混凝土结构
受弯构件斜截面破坏的主要特征
• 大量试验结果表明:斜截面破坏的主要特征有三种,即斜压破坏、 剪压破坏和斜拉破坏(图1.32)。
图1.32 斜截面破坏状态
• 1.斜拉破坏[图1Leabharlann Baidu32(a)]
• 一般发生在箍筋配置过少,或剪跨比较大的无腹 筋梁中。这种破坏的特点是:斜裂缝一旦出现, 将会很快形成一条临界斜裂缝,并迅速延伸至集 中荷载的作用点处,使梁斜向被拉断成为两部分 而破坏。
受弯构件斜截面破坏的三种形态
受弯构件斜截面破坏的三种形态
受弯构件斜截面破坏是指在抗弯设计中,由于构件斜截面受到外力的作用而发生破坏的情况。一般来说,受弯构件的斜截面破坏分为三种形态:剪切破坏、弯曲破坏和屈服破坏。
一、剪切破坏
剪切破坏是指在构件斜截面上产生一个或多个薄层,随着加载的继续增大,这些薄层可能会破裂,使构件斜截面破坏。剪切破坏一般会出现在立方体截面的构件上,如钢筋混凝土梁、柱等,由于构件的斜截面向不同方向受到外力的作用,使得构件斜截面上的应力状态发生失衡,产生破坏。
二、弯曲破坏
弯曲破坏是指在构件斜截面上产生一个弯曲的破坏区域,这一破坏形态常见于受拉弯扭转作用的构件,如钢筋混凝土梁、圆钢柱等。其原理是由于构件斜截面受到外力的作用,使得构件斜截面上的应力状态发生失衡,导致斜截面出现弯曲的破坏形态。
三、屈服破坏
屈服破坏是指在构件斜截面上产生一个屈服弯曲的破坏区域,这一破坏形态常见于受拉弯扭转作用的构件,如钢筋混凝土梁、圆钢柱等。这一破坏形态的产生,是由于构件斜截面受到外力的作用,使得构件斜截面上的拉应力大于材料的屈服强度,导致斜截面出现屈服弯曲的破坏形态。
总之,构件斜截面破坏的三种形态分别是剪切破坏、弯曲破坏和屈服破坏,它们都是由于构件斜截面受到外力的作用,使得构件斜截面上的应力状态发生失衡,从而导致构件斜截面出现各种破坏形态。因此,在抗弯设计时,必须注意构件斜截面的破坏形态,以确保构件在正常使用情况下不会发生破坏。
第七节有腹筋梁斜截面的受力特点`破坏形态和影响因素
试验表明,在其它参数不变的情况下,梁高扩大 4倍,受剪承载力可下降25%---30%
(2)截面形状的影响
T形梁的翼缘大小:适当增加翼缘宽度,可提高 受剪承载力25%,但翼缘过大,增大作用趋于平 缓; 梁宽增厚:可提高受剪承载力。
二、 梁沿斜截面破坏的三种形态
2、剪压破坏
当剪跨比为1~3(对均布荷载作用下跨高比 为 3 l ),箍筋配置适中时发生。 9
h
先在剪跨段内出现弯剪斜裂缝,当荷载继续增加 到某一数值时,形成临界斜裂缝。
破坏特征:箍筋屈服,混凝土达到极限, 为塑性破坏
二、 梁沿斜截面破坏的三种形态
3、斜拉破坏
当剪跨比λ>3(对均布荷载作用下跨高比 为 l 或箍筋配置过少 常发生这种破坏。 9
h
)
特点是当弯曲裂缝一旦出现很快发展,形成临界 斜裂缝,并迅速向受压区斜向延伸,梁的承载能 力随之丧失。 破坏特征:脆性破坏
二、有腹筋梁沿斜截面破坏的形态:
从图中可以看到各种 破坏形态的承载能力 各不相同,斜压破坏 时承载力最大,其次 为剪压,斜拉最小 在有腹筋梁中,截面 合适,箍筋配置数量 适当,剪压破坏是斜 截面受剪破坏中最常 见的一种破坏形态。
(三)、纵筋配筋率ρ
纵筋的受剪产生的销栓力能限制斜裂缝的 扩展,从而加大剪压区的高度。
无腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态
无腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态
无腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态是早期决定建筑稳定性的重要考量因素。
这种破坏形态具有多样性,包括不稳定剪切失稳、斜剪断裂、斜剪屈曲三种类型。
首先,不稳定剪切失稳是指梁斜截面受拉力时,梁自身受剪力的影响,以梁面
上的点为分隔,不存在一个稳定的拉伸面,会出现弯曲的变形,最终导致梁断裂而达到破坏的状态。
其次,斜剪断裂是指,当受力梁斜截面逐渐受剪力影响时,梁自身就基本断裂,最终结果就是斜剪断裂,这种破坏形态由于受剪力较大,导致破坏形态很残酷。
最后,斜剪屈曲是指,梁斜截面受拉力时,梁两侧受较大推力并发生定向移动,从而导致梁艮坏,形成受力梁两侧形成歪斜正切线的形态,受剪力越大,正切线的倾斜越大,最终容易出现开裂破坏形态。
总之,无腹筋梁斜截面受剪的破坏形态有三种:不稳定剪切失稳、斜剪断裂和
斜剪屈曲。这三种破坏形态是影响建筑稳定性的重要考量因素,建筑工程师可以根据结构要求,以及受力梁斜截面的能力选择start使用的材料,从而降低或避免这三种破坏形态的出现。
钢筋混凝土梁斜截面破坏形式
钢筋混凝土梁斜截面破坏形式
钢筋混凝土梁在受力过程中,可能出现以下几种破坏形式:1. 弯曲破坏:在梁中部受到弯曲力作用时,梁的上部受压,下部受拉,当受压区的混凝土达到极限承载力或受拉区的钢筋达到极限屈服强度时,发生弯曲破坏。2. 剪切破坏:在梁的支座附近或梁中部的剪切力较大时,出现剪切破坏。剪切破坏主要表现为梁的横截面产生剪切开裂,严重时可能导致梁的断裂。3. 离弯破坏:当梁受到大腹杆力作用时,梁的腹筋可能过度拉伸,产生离弯破坏。离弯破坏通常在梁的支座附近发生,导致梁底部产生大面积的开裂。4. 粘结破坏:当梁中的钢筋与混凝土的粘结力不足时,容易产生粘结破坏。粘结破坏主要表现为混凝土与钢筋的粘结面上出现裂缝或剥落现象。需要注意的是,不同梁在受力过程中的破坏形式可能不完全相同,还会受到梁的几何形状、受力方式以及材料的性能等因素的影响。因此,在设计和施工中需要充分考虑这些因素,以保证梁能够满足安全要求。
第五章受弯构件的斜截面承载力斜裂缝`剪跨比及斜截面受剪破坏
(2)箍筋直径或间距改变处的斜截面(见下图的截面4-4); (3)弯起钢筋弯起点处的斜截面(见下图截面2-2、3-3);
(4)腹板宽度或截面高度改变处的斜截面 (如下图的截面5-5)。
ⅠⅡ
ⅠⅡ
Ⅰ-Ⅰ Ⅱ - Ⅱ
二、 混凝土强度的影响
斜截面破坏是因混凝土到达极限强度而发生的,故斜截 面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。
▪ 梁斜压破坏时,受剪承载力取决于混凝土的抗压强度。
▪ 梁为斜拉破坏时,受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度,而 抗拉强度的增加较抗压强度来得缓慢,故混凝土强度的影响 就略小。
▪ 剪压破坏时,混凝土强度的影响则居于上述两者之间。
3.斜裂缝处的骨料咬合力和纵筋的销栓力,在 无腹筋梁中的作用还较显著,两者承受的剪力可达总 剪力的50%~90%,但试验表明在有腹筋梁中,它们 所承受的剪力仅占总剪力的20%左右。
4.截面尺寸的影响主要对无腹筋的受弯构件Hale Waihona Puke Baidu 故仅在不配箍筋和弯起钢筋的厚板计算时才予以考虑。
5.剪跨比是影响斜截面承载力的重要因素之一, 但为了计算公式应用简便,仅在计算受集中荷载为主 的梁时才考虑了λ的影响。
5.2 斜裂缝、剪跨比及 斜截面受剪破坏形态
5 .2 .1 斜裂缝的形成
梁斜截面受剪破坏的主要形态
1.梁斜截面受剪破坏的主要形态是什么?
答:梁斜截面破坏时的三种形态为:(1)斜拉破坏:发生在剪跨比较大时,或箍筋配置不足时。是由梁中主拉应力所致,特点是斜裂缝一出现梁就破坏,破坏有明显的脆性,类似于少筋梁的破坏的形式。(2)斜压破坏:当剪跨比较小时,或箍筋配置过多时易出现。是由梁中主压应力所致,类似于正截面承载力中的超筋破坏,特点是混泥土压碎,有明显的脆性,但没有斜拉破坏明显。(3)剪压破坏:当剪跨比一般时,配筋适中,破坏是由于梁中压应力和剪应力联合作用所致。也属于脆性破坏,但脆性不如前两者明显。
无腹筋梁的斜截面破坏形态及发生条件
无腹筋梁的斜截面破坏形态及发生条件无腹筋梁的斜截面破坏形态主要有以下几种:
1. 剪切破坏:当梁的剪应力超过材料的抗剪强度时,梁的斜截面会发生剪切破坏。这种破坏形态通常发生在梁的支座附近,因为那里的剪应力最大。
2. 弯曲破坏:当梁的弯矩超过材料的抗弯强度时,梁的斜截面会发生弯曲破坏。这种破坏形态通常发生在梁的中段,因为那里的弯矩最大。
3. 压溃破坏:当梁的压力超过材料的承压能力时,梁的斜截面会发生压溃破坏。这种破坏形态通常发生在梁的受压区,因为那里的压力最大。
无腹筋梁的斜截面破坏发生条件主要包括以下几点:
1. 荷载过大:当梁承受的荷载超过其设计荷载时,斜截面容易发生破坏。
2. 材料质量差:如果梁的材料质量不好,其抗剪、抗弯和承压能力都会降低,从而增加斜截面破坏的风险。
3. 设计不合理:如果梁的设计不合理,例如截面尺寸不合适,或者配筋不足,都可能导致斜截面破坏。
4. 施工质量问题:如果梁的施工质量不好,例如混凝土浇筑不均匀,或者钢筋绑扎不牢固,都可能影响梁的稳定性,增加斜截面破坏的风险。
双筋梁斜截面破坏形态
双筋梁斜截面破坏形态
双筋梁是指在梁的截面内设置一根或多根钢筋,一般情况下钢筋分布在梁底部和梁顶部,称之为双筋梁。斜截面破坏形态指的是在受力作用下,梁的截面发生破坏时的形态。
在双筋梁的截面上,一般会出现以下几种破坏形态:
1. 剪切破坏:双筋梁的剪力会导致梁截面的剪切破坏。一般来说,当梁受到较大剪力时,梁截面的混凝土会发生剪切破坏,呈现出沿纵向斜裂的形态。
2. 弯曲破坏:当双筋梁受到弯曲作用时,梁的截面可能会发生弯曲破坏。在弯曲破坏时,梁截面的混凝土和钢筋都可能发生开裂或者剪切破坏,呈现出复杂的破坏形态。
3. 压碎破坏:当双筋梁受到较大的压力时,梁的截面可能会发生压碎破坏。在压碎破坏时,梁截面的混凝土会发生局部破碎或者压断,形成多个碎片。
总的来说,双筋梁的斜截面破坏形态取决于梁受到的荷载类型和受力状态。不同类型的荷载和受力状态会导致不同的破坏形态。在实际工程设计中,需要充分考虑双筋梁的破坏形态,以确保梁的结构安全性。
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浅谈梁沿斜截面受剪的主要破坏形态 一、无腹筋梁
大量试验结果表明:无腹筋梁斜截面受剪破坏的形态取决于剪跨比λ的大小,大致有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种主要破坏形态。图1画出了两个对称荷载作用下,λ=2、1、
21时的主拉应力迹线(虚线)和主压应力迹线(实线)。由图可见,当λ=2
1时,在集中荷载与支座反力间形成比较陡的主压应力迹线,又由于这时主压应力值比较大,所以破坏主要是由于主压应力产生,称为斜压破坏。当λ=1~2时,主压应力迹线与梁纵轴线的交角接近或小于45°,并且主压应力值与主拉应力值两者相差不很大,因此,破坏形态也就不同。试验研究表明,无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有以下三种:
1、斜拉破坏:当剪跨比λ>3时,发生斜拉破坏,如图2(a )所示。其破坏特征是:斜裂缝一旦出现就迅速延伸到集中荷载作用点处,使梁沿斜向拉裂成两部分而突然破坏,破坏面整齐、无压碎痕迹,破坏荷载等于或略高于出现斜裂缝时的荷载。斜拉破坏时由于拉应变达到混凝土极限拉应变而产生的,破坏很突然,属于脆性破坏类型。
2、剪压破坏:当剪跨比1≤λ≤3时,发生剪压破坏,如图2(b )所示。其破坏特征是;弯剪斜裂缝出现后,荷载仍可以有较大的增长。随荷载的增大,陆续出现其它弯剪斜裂缝,其中将形成一条主要的些裂缝,称为临界斜裂缝。随着荷载的继续增加,临界斜裂缝上端剩余截面逐渐缩小,最后临界斜裂缝上端集中于荷载作用点附近,混凝土被压碎而造成破坏。剪压破坏主要是由于剩余截面上的混凝土在剪应力、水平压应力以及集中荷载作用点处竖向局部压应力的共同作用而产生,虽然破坏时没有像斜拉破坏时那样突然,但也属于脆性破坏类型。与斜拉破坏相比,剪压破坏的承载力要高。
3、斜压破坏:当剪跨比λ很小(一般λ≤1)时,发生斜压破坏,如图2(c )所示。其破坏特征是:在荷载作用点与支座间的梁腹部出现若干条大致平行的腹剪斜裂缝,随荷载增加,梁腹部被这些斜裂缝分割成若干斜向受压的“短柱体”,最后它们沿斜向受压破坏,破坏时斜裂缝多而密。斜压破坏也很突然,属于脆性破坏类型,其承载力要比剪压破坏高。 二、有腹筋梁
配置箍筋的有腹筋梁,它的斜截面受剪破坏形态与无腹筋梁一样也有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种。这时,除了剪跨比对斜截面破坏形态有很大影响以外,箍筋的配置数量对破坏形态也有很大影响。
当λ>3,且箍筋配置数量过少时,斜裂缝一旦出现,与斜裂缝相交的箍筋承受不了原来由混凝土所负担的拉力,箍筋立即屈服而不能限制斜裂缝的开展,与无腹筋梁相似,发生斜拉破坏。如果λ>3,箍筋配置数量合适的话,则可避免斜拉破坏。而转为剪压破坏。这时因为斜裂缝产生后,与斜裂缝相交的箍筋不会立即屈服,箍筋的受力限制了斜裂缝的开展,使荷载仍能有较大的增长。随着荷载增大,箍筋拉力增大,当箍筋屈服后,便不能再限制斜裂缝的开展,使斜截面上端剩余截面缩小,剪压区混凝土在剪压作用下达到极限强度,发生剪压破坏。
如果箍筋配置数量过多,箍筋应力增加缓慢,在箍筋尚未达到屈服时,梁腹混凝土即达到抗压强度而发生斜压破坏。在薄腹梁中,即使剪跨比较大,也会发生斜压破坏。
对有腹筋梁来说,只要截面尺寸合适,箍筋配置数量适当,剪压破坏时斜截面受剪破坏中最常见的一种形态。
表1列出了梁沿斜截面受剪破坏的三个主要破坏形态的要点。
主要破坏形态斜拉破坏剪压破坏斜压破坏
产生条件无腹筋梁λ>3 1≤λ≤3 Λ<1
有腹筋梁λ>3,且
箍筋过少
箍筋适量箍筋过多或梁腹过薄
破坏特点沿斜裂缝上、下突然
拉裂剪压区压碎支座处形成斜向短柱
压坏
破坏类型脆性破坏脆性破坏脆性破坏
受剪承载力破坏荷载只稍高于斜
裂缝出现时的荷载,
故受剪承载力最低破坏荷载比斜裂缝出
现时的荷载大,受剪
承载力比斜拉破坏的
大
受剪承载力比剪压破
坏的大
三、结束语
为保证有腹筋梁的斜截面受剪承载力,防止发生斜拉、斜压和剪压破坏,设计中通常采用的方法是:①箍筋不能过少,应使配箍率不小于最小配箍率以防止斜拉破坏;②截面尺寸不能过小,应满足截面限制条件以防止斜压破坏;③对于常遇的剪压破坏,则通过斜截面受剪承载了计算来防止。
参考文献:
1、GB50010-2002 混凝土结构设计规范
2、程文襄.混凝土及砌体结构.南京:武汉大学出版社,2004