【结构设计】结构设计的冲切和剪切概念的比较
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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
破坏形式 破坏机理
1.配箍率适当：剪压破坏 2.配箍率过大,斜压破坏 3.配箍率过低,同无腹筋梁,当
应力,当主拉应力超过混凝土抗 拉强度时,沿柱（桩）头四周出 现斜裂缝,最后在板内形成锥体
种破坏形式较类似.
剪跨比 l>3 为斜拉破坏；当
斜截面破坏,破坏形状像从板中
l<1 斜压破坏；其他为剪压破 冲切而成,故称冲切破坏,为斜
“认识到抗剪分析和设计并非如字面的含义只与剪切本身有关是重要 的.大多数梁内的剪应力远低于混凝土的直接剪切强度.真正有关的是由剪 应力和纵向弯曲应力组合产生的斜拉应力.”
Fl≤0.7βhftηumh0
验算选择
单向受力
双向受力
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
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 U 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
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……”
A.H.尼尔逊《混凝土结构设计》（第 12 版）
4.1 P94 “钢筋混凝土的剪切破坏,更恰当讲应称为斜向 受拉破坏, 就是一个例子.”
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
条目 关键词
剪切 1．剪切变形（材料力学） 2．剪力（受剪面上的内力） 3．剪切强度 4．受剪面（受剪截面）
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
结构类型均有关系.
其在柱头四周合成较大的主拉 复杂；某些工况下两
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wk.baidu.com
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
基本公式
V≤0.7βhftbh0
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
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
Vs≤0.7β
离基础
Fl≤0.7β hs
Vs 取值梁边
－
－
梁 h0/2
hpft umh0 ft(ln2-
边缘 h0 处
处板垂
2h0)h0
直截面
－
√9.4.5 －
－
Vs≤0.7β hsftbh0
Vs 取值距梁 边缘 h0/2 处
√
桩承台
8.5.19
√ 10.5.4
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
验算构 件
在局部 荷载或 集中反 力作用 下的不 配箍筋 板 受弯构 件 无筋基 础中基 底平均 压力超 300kPa 混凝土 基础
扩展基 础
(梁)板 式筏板 基础
有关规范
国家地 广东地 基规范 基规范
桩
混凝土 基
规范
规
范
简单公式 冲切
剪切
验算截 面位置
备注
－
－
√
Fl≤0.7β
－
－
6.5.1
hftηumh0
未明确
um 取值距离 集中荷载作 用面积周边 h0/2 处板垂 直截面
－
－
√ 6.3.3
－－
V≤0.7β hftbh0
斜截面
√ 8.1.1
√9.1.2 － 条文说 明
－－
Vs≤ 0.366ftA
墙柱边 缘或变 阶处
√ 8.2.7
√ √9.1.2
6.5.5
√9.2.7
√
－
－
8.4.8
Fl≤0.7β －
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
破坏形式 破坏机理
1.配箍率适当：剪压破坏 2.配箍率过大,斜压破坏 3.配箍率过低,同无腹筋梁,当
应力,当主拉应力超过混凝土抗 拉强度时,沿柱（桩）头四周出 现斜裂缝,最后在板内形成锥体
种破坏形式较类似.
剪跨比 l>3 为斜拉破坏；当
斜截面破坏,破坏形状像从板中
l<1 斜压破坏；其他为剪压破 冲切而成,故称冲切破坏,为斜
“认识到抗剪分析和设计并非如字面的含义只与剪切本身有关是重要 的.大多数梁内的剪应力远低于混凝土的直接剪切强度.真正有关的是由剪 应力和纵向弯曲应力组合产生的斜拉应力.”
Fl≤0.7βhftηumh0
验算选择
单向受力
双向受力
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
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 U 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
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……”
A.H.尼尔逊《混凝土结构设计》（第 12 版）
4.1 P94 “钢筋混凝土的剪切破坏,更恰当讲应称为斜向 受拉破坏, 就是一个例子.”
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
条目 关键词
剪切 1．剪切变形（材料力学） 2．剪力（受剪面上的内力） 3．剪切强度 4．受剪面（受剪截面）
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
结构类型均有关系.
其在柱头四周合成较大的主拉 复杂；某些工况下两
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wk.baidu.com
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
基本公式
V≤0.7βhftbh0
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
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
Vs≤0.7β
离基础
Fl≤0.7β hs
Vs 取值梁边
－
－
梁 h0/2
hpft umh0 ft(ln2-
边缘 h0 处
处板垂
2h0)h0
直截面
－
√9.4.5 －
－
Vs≤0.7β hsftbh0
Vs 取值距梁 边缘 h0/2 处
√
桩承台
8.5.19
√ 10.5.4
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
验算构 件
在局部 荷载或 集中反 力作用 下的不 配箍筋 板 受弯构 件 无筋基 础中基 底平均 压力超 300kPa 混凝土 基础
扩展基 础
(梁)板 式筏板 基础
有关规范
国家地 广东地 基规范 基规范
桩
混凝土 基
规范
规
范
简单公式 冲切
剪切
验算截 面位置
备注
－
－
√
Fl≤0.7β
－
－
6.5.1
hftηumh0
未明确
um 取值距离 集中荷载作 用面积周边 h0/2 处板垂 直截面
－
－
√ 6.3.3
－－
V≤0.7β hftbh0
斜截面
√ 8.1.1
√9.1.2 － 条文说 明
－－
Vs≤ 0.366ftA
墙柱边 缘或变 阶处
√ 8.2.7
√ √9.1.2
6.5.5
√9.2.7
√
－
－
8.4.8
Fl≤0.7β －