受弯构件斜截面承载力计算解析

1) 假定梁的斜截面受剪承载力Vu由斜裂缝上剪压区混凝 土的抗剪能力Vc，与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力Vsv和 与 斜 裂 缝 相 交 的 弯 起 钢 筋 的 抗 剪 能 力 Vsb 三 部 分 所 组 成 （图5-15）。由平衡条件∑Y=0可得：
斜压破坏
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3)剪压破坏：当剪跨比一般(1<λ<3)时，箍筋配置适中时出 现。此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致， 类似于正截面承载力中的适筋破坏，也属脆性破坏，但脆性 不如前两种破坏明显。其破坏的特征通常是，在剪弯区段的 受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，它们沿竖向延伸一小段长 度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一条贯穿的 较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅 速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混 凝土破坏，使斜截面丧失承载力。
对于有腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。
2）截面形状的影响
这主要是指T形截面梁，其翼缘大小对受剪承载力有一定影响。 适当增加翼缘宽度，可提高受剪承载力25%，但翼缘过大，增大 作用就趋于平缓。另外，梁宽增厚也可提高受剪承载力。
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4.4.2 斜截面受剪承载力的计算公式与适用 范围
1基本假定
2 混凝土强度 混凝土强度等级
c ，抗剪承载力
3 纵筋配筋率 纵筋配筋率
，抗剪承载力
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4 配箍率和箍筋强度
配箍率和箍筋强度
sv
Asv bs
nAsv1 bs
n ––– 箍筋的肢数，一般取n＝2， 当b400mm时 n=4。
Asv1－单肢箍筋的截面面积。
Asv1 s
···
s
b
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斜裂缝是因梁中弯矩和剪力产生的主拉应变超过混凝
土的极限拉应变而出现的。斜裂缝主要有两类：腹剪斜裂 缝和弯剪斜裂缝。
在中和轴附近，正应力小，剪应 力大，主拉应力方向大致为45°。当 荷载增大，拉应变达到混凝土的极限 拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应 力迹线产生腹部的斜裂缝，称为腹剪 斜裂缝。
腹剪斜裂缝
斜压破坏 剪压破坏 斜拉破坏
f
设计中斜压破坏和斜拉破坏主要靠构造要求来避免 ，而剪压破坏则通过配箍计算来防止。
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2、有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面受剪破坏形 态主要有三种：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。
当λ>3，且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破 坏；如果λ>3，箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉 破坏，而发生剪压破坏；剪跨比较小或箍筋的配置数 量过多，会发生斜压破坏。
4.1 概 述
剪弯段 纯弯段 剪弯段
在主要承受弯矩 的区段内，产生正 截面受弯破坏；
而在剪力和弯矩 共同作用的支座附 近区段内，则会产 生斜截面受剪破坏 或斜截面受弯破坏。
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•弯起钢筋 •架立筋 •纵向钢筋 •箍筋
弯终点
s s Asv
架立筋
..
···
h0 .... 箍筋
弯起点 as
纵筋
对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋数量 适当，剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破 坏形式。
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4.3 简支梁斜截面受剪机理（不讲）
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4.4 斜截面受剪承载力计算公式
5.4.1 影响斜截面受剪承载力的主要因素 1 剪跨比
剪跨比 ，在一定范围内， ，抗剪承载力
5 截面尺寸和截面形状对斜截面受剪承载力的影 响
1）截面尺寸的影响
截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力有影响，尺寸大的构件，破坏 时的平均剪应力（τ=V/bh0），比尺寸小的构件要降低。有试验表明， 在其他参数（混凝土强度、纵筋配筋率、剪跨比）保持不变时，梁高 扩大4倍，受剪承载力可下降25%~30%。
弯起筋 b
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4.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破 坏形态
4.2.1 斜裂缝的形成
如图所示，简支梁
在两个对称荷载作用
1..
下产生的效应是弯矩 和剪力。在梁开裂前 可将梁视为匀质 弹性体，按材力公 式分析。
a) 1
tp
2
1
3
b)
cp >45°
45° c)
<45°
d)
剪Байду номын сангаас型
腹剪型
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斜拉破坏
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2)斜压破坏：当剪跨比较小(λ<1)时，或箍筋配置过多 时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致，类似于正截 面承载力中的超筋破坏，表现为混凝土压碎，也呈明显 脆性，但不如斜拉破坏明显。这种破坏多数发生在剪力 大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄的T形截面或工字 形截面梁内。破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干 个斜向短柱而被压坏，破坏是突然发生。
腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹 梁中，如图所示。
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在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水 平向的。所以，在这些区段仍可能首先出一些较 短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝，向集中荷载 作用点发展，这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝 的总体，称为弯剪斜裂缝，这种裂缝上细下宽， 是最常见的，如下图所示。
弯剪斜裂缝
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4.2.2 剪跨比
剪跨比λ为集中荷载到临近支座的距离a与梁截面
有效高度h0的比值，即λ＝a/ h0 。
某截面的广义剪跨比为该截面上弯矩M与剪力和截
面有效高度乘积的比值，即 λ＝M/ （Vh0）。
剪跨比反映了梁中正应力与剪应力的比值。
1、承受集中荷载时， M a
Vh0 h0
剪压破坏
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• 破坏形态：
a
PP
aP
(a) P
(b)
aP
P
(c)
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如图为三种破坏形态的荷载 挠度（F-f）曲线图，从图中曲线 F0 可见，各种破坏形态的斜截面承 载力各不相同，斜压破坏时最大， 其次为剪压，斜拉最小。它们在 达到峰值荷载时，跨中挠度都不 大，破坏后荷载都会迅速下降， 表明它们都属脆性破坏类型，而 其中尤以斜拉破坏为甚。
2、承受均布荷载时，则 M
Vh0
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4.2.3 斜截面受剪破坏的三种主要形态 1、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
1)斜拉破坏：当剪跨比较大(λ>3)时，或箍筋配置不 足时出现。此破坏系由梁中主拉应力所致，其特点 是斜裂缝一出现梁即破坏，破坏呈明显脆性，类似 于正截面承载力中的少筋破坏。其特点是当垂直裂 缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载 力随之丧失。