冲切和剪切概念辨析
冲切破坏和剪切破坏的区别
板(或厚板,如承台)在集中或局部均布荷载作用下出现沿应力扩散角破裂面的破坏,即为冲切破坏;梁在集中或均布荷载作用下沿斜截面发生的受剪破坏,即为剪切破坏。
两者的承载力计算公式是一样的,冲切破坏是针对没有配置腹筋的板,而剪切破坏则是针对配置了腹筋的梁、柱。
冲切破坏验算不满足的话,所采取的措施可以增加板厚,或增大受冲切的面积(如增大荷载作用面积),或配置必要的腹筋。
剪切破坏验算不满足的话,需加高梁、柱断面,或增大腹筋面积(或减小间距等)。
剪切破坏的破裂面平行于剪力,冲切破坏的破裂面沿着冲切力(一般为集中力)边缘45°的方向。
独立基础的高度和桩基平台高度按照抗冲切破坏验算,条形基础的高度按照抗剪破坏验算。
就混凝土而言:
1. 冲切破坏是构件在荷载作用下出现沿应力扩散角的破裂面,混凝土被拉坏;
2. 剪切破坏需从混凝土构件受剪的机理说起。
混凝土构件斜受剪的计算模型为桁架,上部混凝土(上弦杆)受压,下部钢筋(下弦杆)受拉,斜裂缝间混凝土(斜腹杆)受压或受拉。
我们配置箍筋的作用,就是需要箍筋和该斜腹杆来共同承担它们沿斜腹杆方向的拉力或压力(箍筋的有效断面垂直于该斜腹杆)。
因此,混凝土斜截面破坏(也就是剪切破坏)是由于斜腹杆被压坏或拉坏引起的
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冲切和剪切的区分
在进行混凝土构件设计,如板、基础、承台,经常会遇到是否要同时验算冲切和剪切的问题,规范针对不同的构件规定了必须验算的内容,但是对冲切和剪切概念上,仍有很多地方不甚清楚。
出于稳妥考虑,我们对冲切和剪切的概念和具体验算的选择做进一步的说明。
一、常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款下表总结了常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款:表一常见规范对冲切和剪切承载力的验算要求综合各现行规范,对验算冲切承载力的同时,是否要做抗剪验算,有如下结论:1.对普通板类构件,各规范未明确规定需要验算剪切承载力;2.对无筋扩展基础,各规范均要求对基地反力大于300Kpa的情况验算受剪;3.对扩展基础,国家地基规范在条文说明8.2.7和附录S中提到了柱下独立基础的斜截面受剪折算宽度,可见是应该做抗剪验算的;广东省地基基础规范9.2.7,明确要求验算墙下条基的受剪承载力,要求附加条件验算柱下矩形基础受剪承载力;4.对桩承台和梁板式筏板基础,各规范均明确要求同时验算剪切承载力。
5.由上可见,通常抗剪验算都是没法省略的。
各规范对冲切和剪切承载力验算的荷载取值、计算截面略有差别,选用公式时宜慎重。
二、对常见混凝土构件关于剪切和冲切对比的内容收集表二冲切和剪切的若干对比三、广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的看法广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的描述,参见条文说明9.2.7,摘录如下:“一般说来,柱下单独基础板双向受力,墙下条形基础板单向受力,冲切和剪切,其破坏机理类似,承载力均受混凝土的抗拉强度所控制。
不同的是剪切破坏面可视为平面,而冲切破坏面则可视为空间曲面,如截圆锥、截角锥或棱台及其他不规则曲面等。
故剪切又称单向剪切(one way sherar);冲切有时候也称冲剪,又称双向剪切(punching, two way shear)。
对于双向受力的柱下单独基础应验算控制截面的受冲切承载力,必要时应验算抗剪承载力;对于单向受力的墙下条形基础只需验算控制截面的受剪承载力……“实际工程中有这种情况,由于场地或者柱网布置所限,柱下独立基础长边与短边之比大于2,基础底板近乎单向受力,应验算基础的受剪切承载力。
钣金加工中的剪切和冲压技术
钣金加工中的剪切和冲压技术钣金加工是一种重要的制造工艺,在各种机械设备、汽车、航空航天器、电子设备等制造领域都有广泛的应用。
而钣金加工中的剪切和冲压技术则是其中两项重要的加工技术。
下面将就这两种技术进行介绍和分析。
一、剪切技术剪切是钣金加工中最常采用的一种加工形式,它是通过用剪刀状的刀具来使金属薄板产生塑性变形而实现切割的过程。
常见的剪切形式有机械剪切和液压剪切两种。
1. 机械剪切机械剪切是通过机械驱动而实现的,分为卧式和立式。
不同的机械剪切设备有各自的特点,如传统的卧式剪切机具有结构简单、维护方便、价格相对低廉等优点。
而立式剪切机具有工作台高度较低、切割范围广等优点。
无论是哪种机械剪切设备,它们都有着高速、高精度、大切割力的特点,能够在更加宽广的钣金加工领域中大展身手。
2. 液压剪切液压剪切是通过液压油缸驱动来实现切割的加工形式。
相对于机械剪切,液压剪切是一种更加灵活方便、适用范围更广的加工形式。
它具有先进的液压系统、高效的工作表面、智能化的程序控制等优点。
同时,液压剪切的效率也比机械剪切高得多,可以更快速、更精确地完成钣金加工。
二、冲压技术冲压技术是一种通过冲压模具在冲床上实现将原材料冲压形成满足客户要求的形状和大小的零件。
冲压技术具有以下几大优点:1. 高效率冲压生产的效率高,一般情况下能达到每分钟50件左右。
2. 高质量由于冲压模具都经过精密加工,所以冲压过程中能够保证零部件的精度和质量。
3. 高精度冲压模具的制作采用了非常精密的制造工艺,所以在冲压过程中也能够保证零部件的精度。
4. 省时省力相对于传统的钣金加工方式,冲压技术更加省时、省力、省力,而且能够大量生产。
总之,无论是剪切技术还是冲压技术,在钣金加工领域中都有着重要的应用,它们在提高钣金加工精度、提高加工效率、减少操作手工、节约生产成本等方面都发挥了极大的作用。
第09章 剪切
2
3
2. 铆钉和钢板的挤压强度
F Fbs 17.5 kN 4
18
10 F 80 F F 10 F=70 kN
Abs 10 18 180 mm 2
bs
Fbs 17.5 10 Pa 6 Abs 180 10
3
97.2 MPa [ bs ]
F F __ 4
P lb
bs
P ab
[例3]挂钩,已知t=8mm,插销的材料[τ ]=30MPa, [σ bs]=100MPa,牵引力P=15kN,试选定插销直径d。
2t
t t
p/2 p/2 d P Fs 2t Fs P
解(1)分析插销受力:
P 15 Fs 7.5kN 2 2
(2)设计销钉直径:
解:
P 40103 d h 2010 63.7MPa [ ] P bs (D2 d 2 ) / 4
40103 42.4MPa [ ] 2 2 (40 20 ) / 4
[例2]已知P、a、b、L。计算榫接头的剪应 力和挤压应力。 解:
1 F __ 4 F __ 4 1
2
3
F __ 4
2
3
3. 钢板的拉伸强度
FN 1 F , FN 2
需对截面1-1和2-2校核
3F F , FN 3 4 4
2
F
18
10 10 F=70 kN 80 F F
A2 80 2 18 10 440 mm 2
FN1 1 113 MPa A1 FN 2 2 119 MPa A2
F
t F
bs Fbs
t
冲压工艺基础知识
冲压模具基础知识(术语)冲裁冲裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工(序)件或废料分离的一种冲压工序。
冲裁是切断、落料、冲孔、冲缺、冲槽、剖切、凿切、切边、切舌、切开、整修等分离工序的总称。
切开切开是将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。
被切开而分离的材料位于或基本位于分离前所处的平面。
切边切边是利用冲模修边成形工序件的边缘,使之具有一定直径、一定高度或一定形状的一种冲压工序。
切舌切舌是将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。
被局部分离的材料,具有工件所要求的一定位置,不再位于分离前所处的平面上。
切断切断切断是将材料沿敞开轮廓分离的一种冲压工序,被分离的材料成为工件或工序件。
扩口扩口是将空心件或管状件敞开处向外扩张的一种冲压工序。
冲孔冲孔是将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序,在材料或工序件上获得需要的孔。
冲缺冲缺是将废料沿敞开轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序,敞开轮廓形成缺口,其深度不超过宽度。
冲槽冲槽是将废料沿敞开轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序,敞开轮廓呈槽形,其深度超过宽度。
冲中心孔冲中心孔是在工序件表面形成浅凹中心孔的一种冲压工序,背面材料并无相应凸起。
精冲精冲是光洁冲裁的一种,它利用有带齿压料板的精冲模使冲件整个断面全部或基本全部光洁。
连续模连续模是具有两个或更多工位的冲模,材料随压力机行程逐次送进一工位,从而使冲件逐步成形。
单工序模单工序模是在压力机一次行程中只完成一道工序的冲模。
组合冲模组合冲模是按几何要素(直线、角度、圆弧、孔)逐副逐步形成各种冲件的通用、可调式成套冲模。
平面状冲件的外形轮廓一般需要几副组合冲模分次冲成。
压凸压凸是用凸模挤入工序件一面,迫使材料流入对面凹坑以形成凸起的一种冲压工序。
压花压花是强行局部排挤材料,在工序件表面形成浅凹花纹,图案、文字或符号的一种冲压工序。
被压花表面的背面并无对应于浅凹的凸起。
成形成形是依靠材料流动而不依靠材料分离使工序件改变形状和尺寸的冲压工序的统称。
对冲切与剪切问题的思考
题, 这些问题密切涉及到现有 的《 建筑结 构荷 载规 范》( B 09) … 《 凝 土 结 构 设 计 规 范 》 G 50 、 混 ( B01)【《 G 500 、 地基基 础设计规 范》( B 00 2 G 507—
1 .冲切 的机理及 与弯 曲的伴 生现 象 冲切破 坏与 弯 曲现 象 有 天然 的联 系 , 在发 生 冲 切破 坏 的区域 内 , 弯矩 和剪力一 般都 很不 利 , 混凝 土 板在 发生 冲切破坏 的过 程 中, 往往 有 垂 直 于板 面 的 弯 曲裂 缝伴着 冲切 破坏 裂缝 而出现 。
坏时锥面附近的纵筋一般不会普遍屈服, 这说 明板 的受弯承载力尚未耗尽 , 结构构件 中的冲切破坏先
・本研究项 目得到广 东工业大学建设 学院立项 的广东省土木工程 名牌 专业建 设专项基 金“ 力学核心教 学 内容研 究及其在 土 多媒体教 学中的体现” 资助。 作者简介 : 雪强( 9 6) 男, 杨 16 - , 汉族 , 教授 , 工学博士 ; 主要研 究方 向: 岩土类材料 强度 与本构关系等。
冲切承载力 的计算 通常使用统计公 式 , 即在一 定数量 冲切 实验 数据 的基 础上 用统 计 回归 的方法建
立 起 冲切 承载力 的 计算 公 式 , 统计 回归 的 最 大缺 点 是 没有 明确 的物 理模 型相 对应 。在 对 冲切 破 坏机理 尚不清 楚 的情 况 下 很 多 国家 规 范 ( 包括 我 国 ) 也 均
Vo. l p . 19Si 1 p
Jn2 o u .o 9
对 : 中切 与 剪 切 问 题 的 思 考 术
杨雪强 刘勇健 张建龙
( 广东工业大学建设学院 ,广东 广州 , 10 6 5 00 )
冲切和剪切的区别
冲切和剪切概念辨析在进行混凝土构件设计,如板、基础、承台,经常会遇到是否要同时验算冲切和剪切的问题,规范针对不同的构件规定了必须验算的内容,但是对冲切和剪切概念上,仍有很多地方不甚清楚。
出于稳妥考虑,我们对冲切和剪切的概念和具体验算的选择做进一步的说明。
一、常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款综合各现行规范,对验算冲切承载力的同时,是否要做抗剪验算,有如下结论:1.对普通板类构件,各规范未明确规定需要验算剪切承载力;2.对无筋扩展基础,各规范均要求对基地反力大于300Kpa的情况验算受剪;3.对扩展基础,国家地基规范在条文说明8.2.7和附录S中提到了柱下独立基础的斜截面受剪折算宽度,可见是应该做抗剪验算的;广东省地基基础规范9.2.7,明确要求验算墙下条基的受剪承载力,要求附加条件验算柱下矩形基础受剪承载力;4.对桩承台和梁板式筏板基础,各规范均明确要求同时验算剪切承载力。
5.由上可见,通常抗剪验算都是没法省略的。
各规范对冲切和剪切承载力验算的荷载取值、计算截面略有差别,选用公式时宜慎重。
二、对常见混凝土构件关于剪切和冲切对比的内容收集三、广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的看法广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的描述,参见条文说明9.2.7,摘录如下:“一般说来,柱下单独基础板双向受力,墙下条形基础板单向受力,冲切和剪切,其破坏机理类似,承载力均受混凝土的抗拉强度所控制。
不同的是剪切破坏面可视为平面,而冲切破坏面则可视为空间曲面,如截圆锥、截角锥或棱台及其他不规则曲面等。
故剪切又称单向剪切(one way sherar);冲切有时候也称冲剪,又称双向剪切(punching, two way shear)。
对于双向受力的柱下单独基础应验算控制截面的受冲切承载力,必要时应验算抗剪承载力;对于单向受力的墙下条形基础只需验算控制截面的受剪承载力……”“实际工程中有这种情况,由于场地或者柱网布置所限,柱下独立基础长边与短边之比大于2,基础底板近乎单向受力,应验算基础的受剪切承载力。
冲切破坏特征
冲切破坏特征
冲切破坏特征是指在冲切过程中,材料受到的破坏和变形的特征。
冲切是一种常见的加工方式,适用于金属板材、塑料板材等材料的加工。
在冲切过程中,加工件通过模具进行冲压,将材料切割成所需形状。
由于冲切时产生的应力和变形,会导致材料的破坏和变形。
这些破坏和变形的特征,可以用来判断加工质量和材料性能。
冲切破坏特征主要包括以下几个方面:
1. 剪切裂纹:在材料表面或内部形成的一种裂纹,是由于材料
受到剪切应力而产生的。
剪切裂纹会影响材料的强度和韧性。
2. 拉伸裂纹:在材料表面或内部形成的一种裂纹,是由于材料
受到拉伸应力而产生的。
拉伸裂纹会降低材料的强度和韧性。
3. 挤压变形:在冲切过程中,材料会受到挤压变形,表现为材
料表面或边缘的凸起或凹陷。
挤压变形会影响材料的外观和精度。
4. 反弹变形:在冲切过程中,材料受到强烈的冲击和变形后,
会出现反弹现象,导致材料表面出现凸起或凹陷。
反弹变形会影响材料的表面质量和精度。
5. 变形硬化:在冲切过程中,材料受到变形后,会出现硬度的
增加现象,称为变形硬化。
变形硬化会影响材料的加工性能和耐久性。
了解冲切破坏特征,可以帮助加工工程师更好地选择材料和模具,提高加工质量和效率。
同时,也可以为材料科学家提供研究材料性能的重要依据。
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冲切和剪切概念辨析
冲切和剪切概念辨析在进行混凝土构件设计,如板、基础、承台,经常会遇到是否要同时验算冲切和剪切的问题,规范针对不同的构件规定了必须验算的内容,但是对冲切和剪切概念上,仍有很多地方不甚清楚。
出于稳妥考虑,我们对冲切和剪切的概念和具体验算的选择做进一步的说明。
一、常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款下表总结了常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款:表一常见规范对冲切和剪切承载力的验算要求有如下结论:1.对普通板类构件,各规范未明确规定需要验算剪切承载力;2.对无筋扩展基础,各规范均要求对基地反力大于300Kpa的情况验算受剪;3.对扩展基础,国家地基规范在条文说明8.2.7和附录S中提到了柱下独立基础的斜截面受剪折算宽度,可见是应该做抗剪验算的;广东省地基基础规范9.2.7,明确要求验算墙下条基的受剪承载力,要求附加条件验算柱下矩形基础受剪承载力;4.对桩承台和梁板式筏板基础,各规范均明确要求同时验算剪切承载力。
5.由上可见,通常抗剪验算都是没法省略的。
各规范对冲切和剪切承载力验算的荷载取值、计算截面略有差别,选用公式时宜慎重。
二、对常见混凝土构件关于剪切和冲切对比的内容收集表二冲切和剪切的若干对比三、广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的看法广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的描述,参见条文说明9.2.7,摘录如下:“一般说来,柱下单独基础板双向受力,墙下条形基础板单向受力,冲切和剪切,其破坏机理类似,承载力均受混凝土的抗拉强度所控制。
不同的是剪切破坏面可视为平面,而冲切破坏面则可视为空间曲面,如截圆锥、截角锥或棱台及其他不规则曲面等。
故剪切又称单向剪切(one way sherar);冲切有时候也称冲剪,又称双向剪切(punching, two way shear)。
对于双向受力的柱下单独基础应验算控制截面的受冲切承载力,必要时应验算抗剪承载力;对于单向受力的墙下条形基础只需验算控制截面的受剪承载力……“实际工程中有这种情况,由于场地或者柱网布置所限,柱下独立基础长边与短边之比大于2,基础底板近乎单向受力,应验算基础的受剪切承载力。
【结构设计】结构设计的冲切和剪切概念的比较
坏
拉破坏.
破坏面
平面(二维) 斜截面
空间曲面(三维) 冲切破坏锥体
剪切又称单向剪切,冲 切又称双向剪切
梁,扩展基础,筏板基础,桩承 无梁楼盖、柱下独立基础、梁
验算构件
台
板式基础、筏板式基础,桩承台 (柱和平板连接处).
验算工况
构件局部剪力较大时
集中荷载作用于板状构件平面 外基Biblioteka 公式V≤0.7βhftbh0
结构设计的冲切和剪切概念的比较
在进行混凝土构件设计,如板、基础、承台,经常会遇到是否要同时验 算冲切和剪切的问题,规范针对不同的构件规定了必须验算的内容,但是对 冲切和剪切概念上,仍有很多地方不甚清楚.出于稳妥考虑,我们对冲切和剪 切的概念和具体验算的选择做进一步的说明.
一、常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款 表一 常见规范对冲切和剪切承载力的验算要求
hftbmh0
柱边缘 及变阶 处
bm 取值距柱 边或变阶处 h0/2 处板垂 直截面
柱边缘 及变阶 处 h0/2 截面
Fl≤0.7β
um 取距 Vs 取值距内
Vs≤0.7β
- hpftumh0/
离筒外 筒或柱边边
hsftbwh0
η
表面
缘 h0 处
h0/2 处 板垂直
截面
√ -
8.4.12
um 取距
冲切 1.冲切破坏 2.受冲切承载力 3.受冲切截面 4.冲切破坏锥体
异同点
5.剪切破坏 6.受剪承载力
5.冲切荷载
混凝土剪切破坏机理复杂,同剪 在局部荷载或集中反力作用下, 都属于脆性破坏.
跨比,混凝土强度,荷载形式, 在板内产生正应力和剪应力,尤 剪切破坏的工况更为
剪切的概念
剪切的概念引言剪切是我们日常生活中经常接触到的一个概念,它涉及到各个领域,如工业、医学、艺术等。
本文将深入探讨剪切的概念以及在不同领域中的应用。
什么是剪切剪切是指通过施加力使物体或材料断裂的过程。
它是一种将物体或材料从整体中分离出的方法。
剪切可以使用刀具、剪刀、机器设备、激光等工具来实现。
剪切的基本原理剪切的基本原理是在对物体或材料施加垂直于其表面的力,使其发生形变,进而产生断裂。
在剪切过程中,通常会有一个剪切边缘和一个受压边缘。
剪切边缘剪切边缘是在施加剪切力的作用下,物体或材料被切断或分离的边缘。
剪切边缘的形态取决于剪切力的大小、方向以及物体或材料的性质。
受压边缘受压边缘是在剪切过程中受到垂直于表面的压力作用的边缘。
受压边缘通常没有发生形变或断裂,但可能在剪切过程中受到局部压缩。
剪切的应用工业领域在工业领域中,剪切是一种常见的加工方法。
例如,金属加工中的剪切可以将金属板材切割成所需尺寸,用于制作构件或产品。
剪切在医学领域中也有广泛的应用。
例如,在手术中使用手术剪刀对组织进行剪切,以实施手术操作。
艺术领域剪纸是中国传统艺术形式之一,也是剪切在艺术领域的应用之一。
剪纸艺术家使用剪刀将纸张剪出各种形状和图案,创作出美轮美奂的艺术作品。
剪切与力学剪切力剪切力是施加在物体或材料上的力,使其发生剪切形变。
剪切力的大小和方向直接影响剪切的效果。
剪切应力和剪切应变剪切应力是剪切力对剪切面积的比值,表示单位面积上的剪切力大小。
剪切应变是物体或材料的变形程度,是指物体或材料上相邻两点之间距离的相对变化。
剪切的影响因素材料性质物体或材料的性质对剪切的效果有重要影响。
不同的材料具有不同的抗剪强度和剪切性能,因此在进行剪切操作时需要考虑材料的特性。
剪切角度剪切角度指施加剪切力的方向与物体或材料表面的夹角。
对于同一物体或材料,不同的剪切角度会产生不同的剪切效果。
剪切速度是指物体或材料在剪切过程中的移动速度。
不同的剪切速度会对剪切效果产生影响,过高或过低的剪切速度都可能导致剪切质量下降。
柱下承台受剪切和冲切破坏的理解与分析
柱下承台受剪切和冲切破坏的理解与分析作者:申永先来源:《中国新技术新产品》2015年第22期摘要:柱下承台是会受到剪切和冲切的破坏,很多人对柱下承台剪切以及冲切的概念没有充分的理解,本文对破坏的机理,破坏面形式等方面进行了分析,希望可以使相关人员对剪切与冲切的概念更加了解。
柱下承台是混凝土结构的重要组成部分,在了解其受到的剪切与冲切力后,可以更好的维护混凝土结构的稳定性。
关键词:柱下承台;剪切;冲切;理解;计算中图分类号:TU47 文献标识码:A柱下承台是混凝土结构构件设计中重要的内容,由于柱下承台会受到剪切与冲切的破坏影响,所以,相关设计人员一定要利用专业的计算模式进行分析。
很多人对剪切与冲切的概念不够了解,这不利于对柱下承台受剪切与冲切破坏情况进行合理的分析。
本文对剪切与冲切的概念进行了介绍,希望帮助相关工作人员对柱下承台受剪切与冲切破坏进行更加深入的分析。
1 剪切与冲切相关概念介绍1.1 基本概念剪切与冲切都是斜截面破坏的一种形式,两种破坏方式在破坏机理方面有着极大的相似性,由于承载力与混凝土抗拉强度有着较大的关系,所以,为了控制其承载力,一定要合理确定混凝土的抗拉强度。
一些国外的资料中,对剪切与冲切的概念没有明显的区分,而是将二者统一称为剪切,我国对剪切与冲切两种概念,有着明确的区分。
剪切破坏也是柱下承台比较容易受到的破坏类型,剪切包括弯曲、扭转等类型,在分析柱下承台受剪力破坏时,可以通过分析受剪机理达到。
在对柱下承台的斜截面受剪情况进行分析时,需要选择适合的计算模型。
柱下承台上部会受到向下的压力,而其下部的钢筋会受到向上的拉力,斜裂缝间混凝土受到压力或拉力时,其斜截面也会受到较大的破坏力,这一破坏力与斜腹杆受到的破坏力有着较大的关系。
柱下承台剪切破坏面贯通其全部宽度,在发生断裂后,会形成一个断裂的平面,纯剪破坏也叫做单向剪切。
在设计的过程中,会将冲切分成多种类型,冲切属于双向剪切,是指在集中反力作用下,板的内部会产生较大的应力,在柱的四周也会产生较大的主拉应力,如果这一应力超过混凝土的抗拉强度,则在柱头的位置会产生较多的斜裂缝,板内由于应力比较大,会出现斜截面破坏,而破坏是板内冲切造成的,所以,也叫做冲切破坏,冲切破坏示意图如图1所示。
剪切与冲切的辨析及工程算例的探讨
剪切与冲切的辨析及工程算例的探讨在实际基础工程中,冲切和剪切这两个问题非常重要,许多人结构工程师对这两个概念比较模糊,然而剪切与冲切却是非常重要的两个概念,因为它们的破坏非常危险,本文就这两个名词展开解釋,并归纳规范中关于冲切和剪切的应用。
希望读者对明白概念,懂得用法。
1什么是剪切。
材料力学中定义是这样的,杆件受到一对于杆件垂直、大小相等、方向相反、作用线相距离很近的外力作用,在这对力作用下杆件两部分将沿与外力作用线平行的截面发生相对错动,即发生剪切变形。
当然这是相对于杆件而言,混凝土我们经常遇到的是混凝土梁的斜截面破坏和基础底板类构件的剪切破坏。
2什么是冲切。
对于一阶独立基础而言,在柱子上施加集中力,当集中力足够大时,在柱边底部基础中发生近似45度方向的,斜拉裂缝,形成冲切角锥体。
究其根源是外力的作用下,板内产生剪应力和正应力,而板内在冲切角锥体的表面发生正拉应力占主导,当正拉应力超过板件的允许混凝土的抗拉强度时,就发生冲切破坏。
3剪切和冲切的力学对比分析1.破坏截面:剪切破坏为平面破坏形式,冲切破坏为空间破坏形式,有三维破坏特点,不属于平面破坏,一般发生在双向板中。
2.验算要求:剪切破坏计算的是剪应力,而冲切破坏计算的是45度方向的拉应力,工程中一般控制45度拉应力,即可。
3.破坏激烈程度:剪切破坏表现为延性破坏,冲切破坏表现为脆性破坏。
4剪切和冲切的实际应用4.1对于无筋扩展基础,为了保证基础不发生弯曲破坏,需要通过构造措施来保证基础的强度,建筑地基基础规范8.1.1条,基础高度H0≥0.5(b-b0)/tanα tanα:基础台阶的宽高比,其允许值详见表8.1.1注意刚性角范围内依然存在抗剪切验算问题。
当基础单侧扩展范围内基础底面处的平均压力值超过300kPa时,应验算墙(柱)边缘或者变阶处的受剪承载力。
4.2对于扩展基础。
(1)柱下独立基础,当冲切破坏锥体落在基础底面以内时,应验算柱与基础交界处以及基础变阶处的受冲切承载力;(2)对基础底面短边尺寸小于或者等于柱宽度加两倍基础有效高度的柱下独立基础,应验算柱(墙)与基础交接处的基础受剪切承载力。
钣金冲裁面与剪切切断面的选择
钣金冲裁面与剪切切断面的选择沈雪莲【摘要】冲裁和剪切,是钣金加工中必不可少的工序。
冲裁与剪切质量的高低直接影响产品后工序的制作质量。
在一个零件的生产加工过程中,无论是剪切过程还是冲裁过程,其最终生产的零件都会产生一个冲裁面和一些剪切切断面,就是这些冲裁面和切断面的好坏影响着产品的质量,同时也影响着零件的折弯、装配等后续加工工序。
【期刊名称】《金属加工:热加工》【年(卷),期】2012(000)019【总页数】2页(P50-51)【关键词】剪切质量;钣金加工;切断面;冲裁;加工工序;制作质量;加工过程;剪切过程【作者】沈雪莲【作者单位】上海天灵开关厂有限公司,201808【正文语种】中文【中图分类】TG333.21冲裁和剪切,是钣金加工中必不可少的工序。
冲裁与剪切质量的高低直接影响产品后工序的制作质量。
在一个零件的生产加工过程中,无论是剪切过程还是冲裁过程,其最终生产的零件都会产生一个冲裁面和一些剪切切断面,就是这些冲裁面和切断面的好坏影响着产品的质量,同时也影响着零件的折弯、装配等后续加工工序。
在剪切和冲裁过程中,材料会产生三个变形阶段:弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段,从而使零件的冲裁面和剪切切断面出现一部分比较光滑明亮的部位称为光亮区,一部分比较粗糙无光泽部位称为断裂区,如图1所示。
其中光亮区包括塌角和光面两部分;断裂区包括毛面和毛刺两部分。
正是由于这一部分断裂区毛刺的存在,影响着零件的折弯与装配过程。
虽然这两个区域可以通过采用一些方法来改变其大小,如在选择模具的间隙时,尽可能采用合理间隙的下限值,保持模具刃口的锋利,合理选择搭边值,采用压料板与顶板等措施。
如果毛刺较大,还可以在折弯成形前加一道去除毛刺的工序。
但无论如何零件在冲裁和剪切过程中切断面的光亮区与断裂区始终会产生的。
因而,在剪切、冲裁编程设计与排样的过程中,就需要考虑采用哪个方向或者选择哪个面作为剪切面或冲裁面,使得零件的切断面毛刺最大限度地不影响折弯与装配质量。
常用冲压工艺介绍
二、彎曲
1、種類:L形彎曲,V形彎曲, U形彎曲, Z形彎曲等; BL 2、特征參數: L1 t--材料厚度; B--彎曲高度; Ro BL--彎曲線長度; Ri Ri --彎曲內圓角半徑; Ro--彎曲外圓角半徑; A±T3 彎曲時,內角部位存在壓縮應力,外角部位存在拉伸 應力,在拉伸和壓縮應力的共同作用下,角部材料變薄。因此在計算彎曲展開長度時我們 就必須引入彎曲中性層系數k。 2.1:彎曲展開長度計算 彎曲展開長 L= L1+L2+L3;其中L2=π/2(Ri + k*t) 2.2:彎曲力、壓料力的計算 彎曲力F彎曲=0.40 * BL* t * τ 壓料力F壓料=0.13 * BL* t * τ 其中:τ-材料的抗剪強度(kg/mm2)
5、間隙對沖裁加工的影響 (1)、間隙對沖裁件斷面的影響:小間隙沖裁時,工件的剪切面較大,可超過斷 面厚度的1/2以上甚至有二次剪切面(但普通沖裁很少采用接近于零的間隙值);適 中間隙的剪切面一般占斷面的1/3~1/2;間隙太大,則剪切面變小,塌角增大,毛刺 也增大。 (2)、間隙對沖件精度的影響:研究表明,間隙對沖裁件彎拱影響的一般規律為: 小間隙時,彎拱較大;間隙為(5%~15%)t時彎拱較小;往后,隨著間隙的增大彎拱 撓度又增大。沖裁件斷面錐度是隨著間隙的增大而不斷增大的。 (3)、間隙對模具壽命的影響:一般地說,間隙愈小,模具作用的壓應力愈大, 磨損愈嚴重,壽命愈低。間隙過小造成模具因脹裂而報廢的情況也明有發生。而間隙 太大時,模具因受到的拉應力作用增大會使模具磨損又變嚴重,故模具壽命反而又變 短。 模具壽命是一個受各種因素綜合影響、相當復雜的問題,間隙只是其中一個因素, 而不是唯一因素。 (4)、間隙對加工能量的影響:從節省加工能量的角度出發,采用中等間隙是最 好的,可降低沖裁力、沖裁功,減小推料力、卸料力及模具的側壓力。
【专业知识】受剪与受冲切的区别
【专业知识】受剪与受冲切的区别【学员问题】受剪与受冲切的区别?【解答】就混凝土而言:1.冲切破坏是构件在荷载作用下出现沿应力扩散角的破裂面,混凝土被拉坏;2.剪切破坏需从混凝土构件受剪的机理说起。
混凝土构件斜受剪的计算模型为桁架,上部混凝土(上弦杆)受压,下部钢筋(下弦杆)受拉,斜裂缝间混凝土(斜腹杆)受压或受拉。
我们配置箍筋的作用,就是需要箍筋和该斜腹杆来共同承担它们沿斜腹杆方向的拉力或压力(箍筋的有效断面垂直于该斜腹杆)。
因此,混凝土斜截面破坏(也就是剪切破坏)是由于斜腹杆被压坏或拉坏引起的。
混凝土规范上的斜截面承载力计算公式(如,式7.5.4条):Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s,也是混凝土斜腹杆和箍筋这两部分共同作用的反映。
冲切破坏与剪切破坏的区别在于:板(或厚板,如承台)在集中或局部均布荷载作用下出现沿应力扩散角破裂面的破坏,即为冲切破坏;梁在集中或均布荷载作用下沿斜截面发生的受剪破坏,即为剪切破坏。
两者的承载力计算公式是一样的,剪切:Vcs=0.7ftbh0冲切:Vcs=0.7ftbmh0(bm相当于b)对于跨高比比较大或者配筋率比较高的板,一般发生冲切破坏。
在荷载作用下,在板的受拉面也首先沿柱的周边出现一圈环状裂缝,然后,裂缝沿柱角向外发展。
当达到某一荷载时,在荷载作用处附近的混凝土受拉区出现了斜裂缝,斜裂缝向着荷载作用范围的周边倾斜,与板底面的倾斜角一般为30~45,而当荷载距板的支承变较近时,倾斜角可大于45.随着荷载增加,斜裂缝向混凝土受压区发展,最后再荷载作用范围周边外,混凝土受压区突然破坏,形成一截锥体,并与板的其他部分相分离,这种破坏即为冲切破坏。
冲切破坏无预兆,非常突然,往往伴随有剧烈的响声,属于脆性破坏。
广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的描述,参见条文说明9.2.7,摘录如下:一般说来,柱下单独基础板双向受力,墙下条形基础板单向受力,冲切和剪切,其破坏机理类似,承载力均受混凝土的抗拉强度所控制。
冲切和剪切的区别
以我的理解说说其中的区别,说不对希望大家批评指正:冲切是整个截面的混凝土拉应力的分量来抗剪,常常没有钢筋量加入,也常常对二维构件而言。
斜截面抗剪是混凝土斜截面上抵抗剪力的能力,常常有钢筋量的加入,也常常对一维构件而言。
剪切好像是材料力学里面的一个概念,相对于拉伸,弯曲,扭转而言的,和我们实际上说的混凝土抗剪抗冲切不是一个概念。
应该的二维和三维的区别,都是针对剪力的。
为什么是二维和三维的区别那?梁和柱子都是一维构件,板墙是二维构件,三维构件是什么?是结构体了。
冲切和抗剪都是承受与构件垂直方向的力(非力偶),这个是他们的共同点。
抗剪你增加一定的钢筋或许可以通过,抗冲切一般是不考虑普通钢筋的作用,你混凝土不够,就必须提高强度或者增加截面。
回三楼:楼板要抗冲切(一般情况下是满足的),无梁板,筏板,桩基承台,板上局部荷载,独立基础板……这些都要验算冲切。
看了你的回贴,再请教一个问题。
我现在是这样理解的。
冲切和抗剪其实没有本质上的区别,都是承受与构件垂直方向的力(非力偶),区别在于由谁来承受这个垂直方向的力,如果这个力在梁上,那么就由箍筋来承受,这叫抗剪。
如果这个力在板上,板上没有设置专门用来承受垂直方向力的钢筋,所以只能由混凝土来承受,这叫冲切。
这些是由梁板等构件的截面特性决定的。
我以上的理解是否正确??梁的抗剪还和什么有关呢?你注意一下斜截面验算的简图,你会发现那里除了力平衡之外还有一个力偶平衡,而冲切,只有一个力平衡,当然比如偏心引起的应力分布不均匀那个不算力偶平衡,那个是整体而言的,但从一个地方的断面就是只有一个力平衡。
你后面的理解是对的,不过本质区别有没有,我也说不清楚,如果说本质是效应与抗力关系,那就没有区别了。
我的理解深度还不够,呵呵。
这个问题的确很复杂,问过许多总工,总也没有得到有说服力的解释。
摆摆我的粗见,希望大家讨论:1 笼统讲,两种破坏都属于剪切破坏的范畴。
我不会贴图,不知我能否说清楚.....取出破坏面上的一个四方形微元体(材料力学概念).各个面上都作用有剪应力,其在两个45对角线上分别切开两个面,就是冲切,剪切的破坏面.可以分别得到一个主拉应力,和一个主压应力..希望大家画画图,我们一同思考一下.2 冲切破坏是斜裂面上垂直斜裂缝角度上的主拉应力过大造成的破坏,通称斜拉破坏。
剪切的概念
剪切的概念剪切的概念剪切是指利用刀具或其他工具将物体沿着一定的路径分离开来的过程。
在日常生活中,我们常常需要进行剪切操作,比如剪纸、剪头发、裁剪布料等。
而在工业生产和科学研究中,剪切也是一个非常重要的工艺和实验手段。
一、剪切的基本原理剪切是通过施加外力使物体发生相对运动而实现的。
在实际应用中,我们通常使用刀片或其他锋利的工具来施加力量,使得物体沿着一定轨迹分离开来。
这个过程中需要考虑材料性质、工具形状、施力方式等因素。
二、剪切的分类1. 根据材料性质:可以将剪切分为金属材料的剪切和非金属材料(如纸张、布料等)的剪切。
2. 根据工具形状:可以将剪切分为直线式剪切和曲线式剪切。
直线式剪切通常使用直线形状的工具进行,比如平面上的一把普通剪子;曲线式剪切则需要使用特殊形状的工具,比如弯曲的剪切刀、圆形的模切机等。
3. 根据施力方式:可以将剪切分为手动剪切和机械剪切。
手动剪切通常需要人工施力,比如使用普通的剪子;机械剪切则可以通过电动或液压等方式实现,比如数控剪床。
三、剪切的应用1. 工业生产中,剪切是非常重要的加工工艺之一。
在金属材料加工中,常用的方法包括割、裁、冲、模等。
在非金属材料加工中,也需要进行裁切、模压等操作。
2. 在日常生活中,我们也经常需要进行剪切操作。
比如使用剪子修整指甲、修整头发等。
3. 剪切也是科学研究中经常使用的手段之一。
比如在生物学研究中,可以通过对DNA分子进行限制性酶(一种具有特异性作用的酶)剪切来实现DNA分离和分析。
四、前沿技术——纳米级别下的精细化剪切随着科技发展,人们对剪切的要求也越来越高。
在某些领域,需要进行精细化的剪切操作,比如对纳米级别下的材料进行加工和分离。
这就需要使用更加先进的技术手段,比如扫描电子显微镜(SEM)等。
SEM可以通过聚焦电子束来实现对样品表面的高分辨率成像。
同时,它还可以配合离子束切割仪等设备实现对纳米级别下材料的精细化剪切。
这种技术在材料科学、纳米技术等领域具有广泛应用前景。
冲切力概念
冲切力概念冲切力,这听起来有点陌生的概念,其实就像我们生活里的一个小怪兽,有时候会悄悄地搞出很多状况。
咱先说啥是冲切力吧。
你看,当一个力量突然地、很猛地作用在一个物体上,就像是一个大力士突然朝着一块蛋糕狠狠地踩了一脚,这个力量不是那种慢慢悠悠施加的,而是一下子就冲上去的,这就是冲切力的大概样子。
比如说,你在切菜的时候,要是你很快速地把刀一下子剁下去,那这时候刀对菜施加的力就有点像冲切力。
不过呢,菜比较软,可能感受还不那么明显。
那要是在建筑里呢,冲切力可就像个调皮捣蛋的小鬼,一不小心就会惹出大麻烦。
比如说,那些高楼大厦的柱子和楼板之间,要是冲切力没处理好,就好像一个人站在跷跷板上,突然有一边被狠狠地撞了一下,整个结构就可能不稳定了。
这就好比你搭积木的时候,本来搭得好好的,突然从下面抽掉一块关键的积木,然后“哗啦”一下,整个积木城堡就倒了。
这冲切力在建筑里要是太大,楼板可能就会像那倒掉的积木城堡一样,出现裂缝甚至直接坏掉。
在机械方面,冲切力也是个不能小瞧的家伙。
你想啊,那些机器的零件,就像是一群小伙伴在合作干活。
如果冲切力这个捣蛋鬼突然出现,就好像在小伙伴们齐心协力搬东西的时候,突然来了个莽撞的家伙横冲直撞,很可能就把这些零件给弄坏了。
就像汽车发动机里的一些小零件,要是受到不正常的冲切力,就像一个平静的小团队里突然闯进一个蛮不讲理的大汉,那发动机可能就没法好好工作了,车子也就会出毛病。
那我们怎么来应对这个冲切力呢?这就像是跟一个小怪兽作战,得有自己的策略。
在建筑里,工程师们就像是聪明的魔法师,他们会用各种办法来抵御冲切力。
比如说,把柱子和楼板连接的地方设计得更牢固,就像给跷跷板的支撑点加固一样。
他们可能会在连接处增加一些特殊的钢筋,这钢筋就像是一群小卫士,紧紧地拉住柱子和楼板,不让冲切力把它们分开。
在机械设计里呢,设计师们就像是细心的家长,要照顾好每个零件宝宝。
他们会计算好每个零件可能受到的冲切力,然后给零件选择合适的材料和形状。
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冲切和剪切概念辨析
简介:本文对工程经常模糊的冲切和剪切问题进行了综述,并给出了验算建议。
关键字:冲切,剪切
在进行混凝土构件设计,如板、基础、承台,经常会遇到是否要同时验算冲切和剪切的问题,规范针对不同的构件规定了必须验算的内容,但是对冲切和剪切概念上,仍有很多地方不甚清楚。
出于稳妥考虑,我们对冲切和剪切的概念和具体验算的选择做进一步的说明。
一、常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款
下表总结了常见规范中对冲切和剪切承载力验算的条款:
表一常见规范对冲切和剪切承载力的验算要求
综合各现行规范,对验算冲切承载力的同时,是否要做抗剪验算,有如下结论:
1.对普通板类构件,各规范未明确规定需要验算剪切承载力;
2.对无筋扩展基础,各规范均要求对基地反力大于300Kpa的情况验算受剪;
3.对扩展基础,国家地基规范在条文说明8.2.7和附录S中提到了柱下独立基础的斜截面受剪折算宽度,可见是应该做抗剪验算的;广东省地基基础规范9.2.7,明确要求验算墙下条基的受剪承载力,要求附加条
件验算柱下矩形基础受剪承载力;
4.对桩承台和梁板式筏板基础,各规范均明确要求同时验算剪切承载力。
5.由上可见,通常抗剪验算都是没法省略的。
各规范对冲切和剪切承载力验算的荷载取值、计算截面略有
差别,选用公式时宜慎重。
二、对常见混凝土构件关于剪切和冲切对比的内容收集
表二冲切和剪切的若干对比
三、广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的看法
广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的描述,参见条文说明9.2.7,摘录如下:
“一般说来,柱下单独基础板双向受力,墙下条形基础板单向受力,冲切和剪切,其破坏机理类似,承载力均受混凝土的抗拉强度所控制。
不同的是剪切破坏面可视为平面,而冲切破坏面则可视为空间曲面,如截圆锥、截角锥或棱台及其他不规则曲面等。
故剪切又称单向剪切(one way sherar);冲切有时候也称冲剪,又称双向剪切(punching, two way shear)。
对于双向受力的柱下单独基础应验算控制截面的受冲切承载力,必要时应验算抗剪承载力;对于单向受力的墙下条形基础只需验算控制截面的受剪承载力……
“实际工程中有这种情况,由于场地或者柱网布置所限,柱下独立基础长边与短边之比大于2,基础底板近乎单向受力,应验算基础的受剪切承载力。
对于验算控制截面,有不同的做法……”
综上所述,冲切和剪切是斜截面破坏的两种形式,相对而言,剪切破坏更为复杂。
本文建议,应该分别验算结构构件的冲切和剪切承载力,对于规范明确不做验算的情况可以例外。
参考文献:
1.GB50007-2002 国家标准《建筑地基基础设计规范》
2.DBJ15-31-2003广东省标准《建筑地基基础设计规范》
3.JGJ94-94国家标准《建筑桩基技术规范》
4.GB50010-2002 国家标准《混凝土结构设计规范》。